- パッシブ気候制御とは、建物の向き、素材、日陰、自然換気などを利用して、エアコンの使用を最小限に抑える手法である。
- 住宅においては、優れた断熱性能、日射遮蔽、自然換気、そして可能であれば埋設配管の組み合わせによって、室内温度を安定させることができる。
- アクティブシステム（スプリット型エアコン、ダクト式エアコン、エアロサーマルシステム）は、パッシブハウスに合わせて設計する必要があり、換気と空調を分離し、よりクリーンなガスを選択する必要がある。
- PCにおいては、銅やアルミニウム製のパッシブヒートシンク、適切な筐体、そして低消費電力部品を用いることで、静かで熱効率の良い機器を実現できる。
気温が上昇し、スペインの多くの地域で気温計が30度や40度を超えると、エアコンに大金をかけずに家を涼しく保つことが本当に重要になってくる。 毎年夏になると、熱波はますます激しくなっている。 従来のエアコンだけに頼っていると、ぐっすり眠ったり、在宅勤務をしたり、あるいは単にリビングルームで快適に過ごしたりすることが難しくなる場合があります。
朗報なのは、周囲の環境、家の建材、さらには建築設計をうまく活用することで、室内温度を下げるための非常に効果的な戦略が存在するということです。 ここで言うのは、パッシブ冷却、そして一般的にはパッシブ空調のことです。建物内だけでなく、電子機器やパソコンにおいても、快適性を向上させ、エネルギー消費量を削減し、ひいては環境負荷を低減できる一連のソリューション。
パッシブ冷却システムとは何ですか？また、どのように機能しますか？
建築分野において、パッシブ気候制御とは、エアコン、ヒートポンプ、強力な扇風機などの電気機器に頼ることなく（あるいは使用量を大幅に減らして）快適な室内温度を維持できる設計技術全般を指します。 これらは、方位、素材、自然換気、熱慣性などを活用した解決策である。 温度調節のため。
一方、能動的な技術とは、継続的に電力を消費する機器に依存する技術のことである。 エアコンのセパレート型、ダクト式システム、ヒートポンプ、またはエアロサーマル機器これらのシステムは非常にうまく機能しますが、エネルギー消費量が多く、環境に影響を与える冷媒を使用することが多いという欠点があります。
パソコンの世界では、同様の考え方が電子部品に適用されている。 チップ冷却システム これらは、ファンを使用せずにプロセッサ、グラフィックカード、または電源装置から発生する熱を放散します。強制的な空気の流れではなく、大きな金属ブロック（アルミニウム、銅、または両方の組み合わせ）を使用し、自然対流によって熱を吸収し、ゆっくりと周囲に放出します。
どちらの場合も、原則は同じです。 追加エネルギーの使用を最小限に抑えることで熱を管理する建物の場合、これは事前の適切な設計を必要とし、コンピュータ機器の場合、ヒートシンクの適切な選定と設置を必要とする。
住宅におけるパッシブ気候制御：涼しい家を実現するための鍵
伝統的な建築物は、何世紀にもわたって地域の気候に適応するために、受動的な手法を用いてきた。 スペイン南部の白塗りの家々から北部の分厚い石壁まですべては、素材、壁の厚さ、色、方位を最適化することによって室内温度を制御するという考えに基づいている。
今日では、バイオクライマティック建築やパッシブハウスの基準によって、これらの技術はさらに洗練されている。 日照方位、湿度、卓越風、降雨量、居住者の習慣といった要因が研究されている。 ほぼ自己温度調節機能を持つ建物を設計することで、能動的な空調の必要性を大幅に削減する。
住宅におけるパッシブ気候制御の3つの主要原則は、温熱快適性、熱伝達、そして立地である。 目標は、家をあなたにとって有利なように活用することです。必要な時に加熱し、室内に熱を入れたくない時は熱を放出したり遮断したりする機能。
さらに、これらの受動システムは再生可能エネルギー（例えば、残りのわずかな消費を賄うためのソーラーパネル）や高効率の能動機器と組み合わせることができ、 快適さを犠牲にすることなく、光熱費を削減しましょう。.
その利点としては、より安定した快適な温度を維持できること、湿度と隙間風を制御することで空気の質を改善できること、全体的な快適性が向上すること、そしてもちろん、中長期的に見て費用とエネルギーを節約できることなどが挙げられます。 テクノロジーを諦めるということではなく、本当に必要な時だけ使うということだ。.
スマートホームの方向性
方向性は最も決定的な要素の一つであり、同時に、プロジェクト段階から決定しなければ正しく解決できない要素でもある。 暑い気候では、建物の重要な外壁への直射日光の照射を最小限に抑え、自然の陰を利用することが重要です。寒冷地では、目標は正反対で、できるだけ多くの放射線を捕捉することである。
半島の中でも特に暑い地域では、主要な部屋に間接光が当たるようにしたり、太陽光がより斜めの角度で当たるように北向きまたは東向きに配置したりすることが有効です。 西向きのファサードは夏場に最も問題が多い。なぜなら、それらの地域は午後の低い位置からの日差しを受けるため、一日のうちで最も暑い時間帯に家屋が過熱してしまうからだ。
家が建てられた後は、建物を回転させることはできませんが、開口部や隙間の補修は可能です。 適切な場所に窓を追加したり、既存の開口部を改修したりすることで、風通しや日光の利用（または遮断）を大幅に改善できます。リハビリテーションにおいては、効果的な方向感覚を得るためのこうした調整が鍵となる。
適切に設計されたパッシブハウスでは、方位に加えて軒、日よけ、植栽などを組み合わせることで、年間を通して各時期にどれだけの放射線が室内に入り込むかを調整します。 夏は強い日差しを遮るのが最善で、冬は光を室内まで取り込むのが良い。.
自然換気と交差換気
自然換気は、室内温度を調節するための最も効果的かつ経済的な手段の一つである。 それは、戦略的に配置された開口部を通して、新鮮な空気の出入りを容易にすることから成る。これにより空気が入れ替わり、蓄積された熱を運び去る気流が発生する。
風通しを良くするには、向かい合う壁面にある、または互いに向き合うドアや窓を開ける必要がある。 この横方向の気流は、実際の温度をそれほど下げなくても、体感温度を向上させます。汗の蒸発を促進し、よどんだ空気を新鮮にするからです。
もう一つ簡単な方法は、一日の時間の使い方を工夫することです。 朝一番と夏は夜に窓を開ける 涼しい空気を取り込み、暖かい空気を排出するのに役立ちます。冬場は、外気温が比較的穏やかな日中に開けておくのがおすすめです。
高い位置にある窓、天窓、または屋根窓は、上昇する傾向のある暖かい空気を家の最上部から逃がすのに役立ちます。 この現象は「煙突効果」として知られています。 さらに、より低温の空気を取り込む下部吸気口と組み合わせることで、非常に効果的な垂直方向の空気の流れを生み出します。
現代のパッシブハウスでは、エネルギー損失を最小限に抑えつつ一定の空気質を確保するために、二重流式の機械換気システムも採用されている。 多くの建築設計事務所は、この機械換気システムを空調システムから分離することを推奨している。これにより、各システムが干渉を受けることなく、その機能を適切に実行できるようになります。
日陰と日差し対策：夏を乗り切るための最高の盾
窓や外壁から直接室内に入り込む太陽光は、室内過熱の主な原因の一つである。 したがって、あらゆるパッシブ冷却戦略において、影の制御は最優先事項である。.
日よけ、ブラインド、外壁ルーバー、庇、そして厳選されたカーテンといった要素は、最も日差しが強い時間帯における日光の侵入を大幅に軽減します。 西向きのファサードにシンプルな日よけを取り付けるだけで、室内の温度を数度下げることができる。特に午後の日差しが差し込む部屋では。
スペインのような気候では、移動式システムは特に魅力的です。なぜなら、季節に合わせて家をカスタマイズできるからです。 夏にはブラインドを下ろし、日よけを広げ、ルーバーを閉じます。冬には、太陽の光を取り込むためにすべてを折りたたみます。.
また、あまり一般的ではないものの、テラスやパティオに戦略的に配置されたソーラーパネル、トレリス、パラソルなど、非常に効果的なアクセサリーもあります。 基本的な考え方は常に同じだ。光線がガラスや最も露出した表面に直接当たるのを防ぐことだ。.
ここでは植生が重要な役割を果たしている。 落葉樹は、夏には日陰を作り、冬には日差しを通すので理想的です。適切に配置された生垣や植栽は、暑さに対する遮蔽物として機能するだけでなく、周囲の環境や空気の質も改善します。
冷却に役立つ素材、断熱材、色
建材の選択は、家を涼しく保つか、あるいは過熱させるかという点で、非常に大きな違いを生む。 石、コンクリート、日干しレンガなど、熱慣性の良い材料それらは熱を蓄え、ゆっくりと放出することで、昼夜の温度変化を緩和する。
優れた断熱材と組み合わせることで、これらの素材は猛暑日でも室内が暖まるのに非常に長い時間を要する。 受動的な断熱対策で最も一般的に使用される断熱材には、鉱物繊維、セルロース、コルク、麻などがある。それらはすべて優れた断熱性能を備えており、多くの場合、環境への影響も少ない。
外装の色も重要な要素です。 明るい色は太陽光の大部分を反射する一方、暗い色は太陽光を吸収する。そのため、スペイン南部の多くの町では家屋が白く塗られている。それは単に美観のためだけではなく、純粋に断熱効果を高めるためなのだ。
室内では、素材によって相対湿度を調整することもできます。相対湿度は快適さの重要な要素です。 湿度調節機能のある床材、涼しい床、通気性のある壁 それらは、多少気温が高くても、環境をより快適に感じさせることに貢献する。
これらの資源を効果的に組み合わせることで、夏冬を問わず、快適な室内環境を維持するために必要な電気系統の負担を軽減できる。 住宅で「受動的」エネルギーを多く利用すればするほど、「能動的」エネルギーの費用は少なくて済みます。.
蒸発、水、そして植物を味方につける
蒸発冷却は、正しく使用すれば屋外の快適性を大幅に向上させ、室内の温度を下げるのにも役立つ、もう一つの古典的な手法です。 水が蒸発する際、周囲から熱を吸収する。これにより、非常に顕著な爽快感が生まれます。
屋外スペースのある住宅では、小さな噴水や水景、池などを設置することで、夏の間、パティオや庭をずっと涼しくすることができます。 これらの要素は、装飾的な役割に加えて、快適な微気候を作り出すのにも役立ちます。 それらが植生や日陰と組み合わされていれば。
しかし、水の入手可能性を考慮することが重要であり、可能な限り、雨水の再利用や利用を可能にするシステムを選択することが望ましい。 資源を無駄にすることなくリフレッシュすること特に干ばつが頻繁に発生する地域では。
植生だけでも、優れた受動的な気候制御メカニズムとなる。 垂直庭園、緑化屋根、緑豊かな生垣 それらは、家の中に入る空気の温度を下げ、日陰を作り、遮音性を向上させます。
水と植物が一体となることで、家の周囲の環境が変化し、自然換気や交差換気によって室内に入り込む空気がより新鮮で快適になる。 こうして自然は、あなたの快適な温度環境を実現する直接的な味方となるのです。.
受動式地中冷却：埋設パイプと安定した温度
地面は膨大な量のエネルギーを蓄えており、ある一定の深さを超えると、その温度は地表の空気の温度よりもはるかに安定している。 地表から2メートル以内では、地温は通常、年間を通して人間の快適さを感じる温度に近い。多くの温帯地域では、およそ18～26℃の範囲である。
地温の変動は、季節変動（夏冬）と日変動（昼夜）の合計として理解することができる。 深さが深くなるほど、変動は少なくなる水深約10～15メートルを超えると、季節による変動はほぼなくなり、気温はほぼ一定に保たれる。
地下冷却管システム（またはカナダ式／プロヴァンス式井戸）はこの原理を利用している。 空気が通過する導管が一定の深さに埋設されている。この空気は地面と熱交換を行い、夏は涼しく、冬は暖かくなって家の中に届く。
適切なサイズを選ぶには、長さ、直径、パイプの材質、空気流量、地形特性などを考慮する必要があります。 不適切な設計は、結露、湿度問題、または性能低下につながる可能性があります。したがって、専門の技術者にこの問題に対処することをお勧めします。
適切に導入すれば、これらのシステムは必要な空調負荷を大幅に削減でき、メンテナンスをほとんど必要とせずに長年にわたって稼働させることができます。 これは、地面の熱慣性を自然の「放熱器」または「冷却器」として利用する、洗練された方法である。.
パッシブ気候制御：家庭でいつ、どのように適用するか
パッシブ空調を最大限に活用する最善の方法は、住宅設計の初期段階からそれを組み込むことです。 新しい建設プロジェクトでは、方位、隙間、素材、影、植栽、地下構造物など、様々な要素を自由に組み合わせることができます。 優れた熱性能を実現するため。
多くの建築家は、まさにこれらの要素を予備設計段階から最適化するために、パッシブ建築やバイオクライマティック建築を専門としている。 建物の外皮、窓やドアの位置、日射遮蔽の要素を明確に定義する。 これは、将来の空調需要を削減する上で重要な鍵となる。
リハビリテーションにおいても、改善の余地は大きい。 断熱性の向上、窓やドアの交換、開口部の再設計、植栽や日陰の要素の導入といった対策 既存の住宅の断熱性能を、無計画に壁を取り壊すことなく改善することができる。
昼夜や季節によって大きな温度変化が生じる住宅は、パッシブ技術を導入するのに理想的な候補となる。 建物の外壁の優れた断熱性、夜間の換気対策、日中の日射遮蔽対策を組み合わせる。それは、そうした振動を大幅に低減することに成功している。
エネルギー消費量を削減することが主な目的であれば、家全体を評価することをお勧めします。 熱がどこで失われ、どこで過剰に流入しているかを確認し、より効率的な「バランス」を実現するためにどのような変更が可能かを検討する。多少の空調制御は必要になるかもしれませんが、その使用量を大幅に減らすことができます。
パッシブハウスにおけるアクティブ冷却システムの比較
高効率住宅やパッシブハウスでは、どんなエアコンシステムでも構わないと考えがちですが、必ずしもそうとは限りません。 パッシブハウスの熱特性は異なるため、それを補完するアクティブ機器を慎重に選択することが重要です。.
パッシブハウスを専門とする建築家が、バルセロナの典型的な90平方メートルのアパートを冷房するための3つの一般的なシステムについて、参考価格とともに自身の経験を説明した。
- 直接1対1分割
- ダクト式セパレートシステム
- 排気回路内のヒートポンプ/冷却ユニット
直接分離型システム（一般的な壁掛け式エアコンで、室外機が別になっているタイプ）は、室内の空気を循環させることで非常に効果的に冷房を行います。 これらは通常、パッシブハウスでは非常にうまく機能しますが、室内機1台につき室外機1台が必要です。これは、共有部分のファサードや屋根において、空間面や規制上の問題を引き起こす可能性がある。
約5台のセパレート型エアコンを備えた90平方メートルのアパートの場合、費用は8.500ユーロ（税別）程度から始まり、ブランドや機能によって変動します。 最大の難点は、これほど多くの屋外ユニットをどこに設置するか、そしてそれを地域や市議会の規制にどのように適合させるかという点です。.
ダクト式空調システムは、室内機とダクト網が接続されており、ダクトを通して各部屋に空気を分配し、その空気をグリルを通して各部屋に送ります。 それらは天井裏に隠されているため、より美観的に調和している。ただし、一般的には、1対1の分割システムよりも効率はやや劣る。
同じ90平方メートルの5つのゾーン構成の場合、予算は約10.000ユーロ＋付加価値税から始まります。 前回と同様、その主な問題点は冷媒ガスの使用である。機器が使用するガスの種類（例えばR32）を確認し、可能な限り気候変動への影響が少ない代替ガスを選択することをお勧めします。
分析対象とした3つ目の選択肢は、空気を対流によって移動させるように設計された、空気排出機能付きの熱冷ポンプである。 約100平方メートルまでのアパートであれば、それなりにうまく機能する。しかし、特に大きな家では、大量の空気を入れ替える能力が限られているため、最も効率的な解決策とは言えません。
このシステムは通常最も経済的で、90平方メートルで約6.000ユーロ（税別）から始まり、さらに約1.500ユーロ（税別）を追加することで、サーモスタットやグリルを携帯電話から自動化することも可能です。 ダクト内の結露を防ぎ、漏水や湿気の発生を回避するためには、ダクトを適切に断熱することが非常に重要です。.
専門家がよく推奨するのは、空気の質を保証するために設計された二重流式機械換気システムと空調システムを分離することです。 より「環境に優しい」ダクトを使用し、適度な流量で運用することで、音響的な快適性が向上し、不快な隙間風を防ぐことができます。非常に高い効率性を維持している。
空気熱エネルギーとパッシブハウス：利点、限界、そして逸話
空気熱エネルギーは、低消費住宅における暖房および給湯（DHW）のための非常に効率的なソリューションとして人気を集めている。 しかし、同じ機器で暖房、冷房、給湯をすべてこなそうとすると…運用上の衝突が生じる可能性がある。
次のような状況を想像してみてください。8月のある日の正午、あなたがビーチから帰宅すると、家の中は快適な環境を保つために冷房運転になっています。 あなたは塩分を洗い流すために、さっとシャワーを浴びることにした。 食事の前に、空気熱システムは優先順位を変更して水を温めます。
その間、冷却生産は停止または縮小され、冷却能力が完全に回復するまでにはしばらく時間がかかる場合があります。 涼しい家の中でくつろぎ続けようとソファに戻ろうとした時には、室内の温度は数度上昇しているかもしれない。 最適な快適さを取り戻すには時間がかかる場合があります。
このような状況は、予算が許せば多くの技術者が推奨する理由を示しています。 あらゆることを単一のマシンに依存しないように、もう少し独立したシステムを構成する。これにより、重要な局面で冷水と温水の必要性の間で生じる内部的な「葛藤」を回避できる。
いずれにせよ、空気熱エネルギーは、特に床暖房／冷房、適切なサイズのファンコイルユニット、そしてしっかりとしたパッシブ戦略を基本とした場合、パッシブハウスの効率的な空調制御において非常に有効な手段であり続ける。 建物の外皮性能が高ければ高いほど、空気熱システムにかかる負荷は少なくなる。.
PCにおけるパッシブ冷却：ファンレスヒートシンク
ハードウェア分野におけるパッシブ冷却とは、ファンを使用せずに電子部品から発生する熱を放散させる方式のことである。 一般的に、アクティブ冷却システムでは、部品に接触するアルミニウムまたは銅製のブロックが使用されます。 （例えばCPUなど）そして、その熱を素早く排出するために空気循環を促す1つ以上のファン。
ファンを取り外す場合、強制的な空気の流れがなくなる分を補うために、ヒートシンクははるかに大きくするか、より優れた設計にする必要がある。 受動冷却は通常、低消費電力の部品や、完全な静音性が最優先される状況で使用されます。家庭用エンターテイメントシステム、HTPC、または特定のミニPCなど、 ミニPCの冷却性能を向上させる それが鍵です。
これらのシステムでは、ヒートシンクブロックが熱を吸収し、それをゆっくりと継続的に周囲の空気に伝達します。 放熱能力は、金属の有効表面積と空気との温度差によって制限される。したがって、非常に高性能な機器に対して受動的な解決策を見出すことは一般的ではない。
それでも、PCタワー全体が巨大なヒートシンクとして機能する極端なケースもある。専門ブランドは パッシブシャーシ どこ ケースの壁面は、実際には大型のアルミニウム製ラジエーターである。ヒートパイプを介してCPUに接続され、一部のモデルではGPUにも接続されている。
ハイブリッドモードは、電源装置やグラフィックカードでもよく見られます。 負荷が低いときは、それらは受動的に動作します。 そして、一定の電力需要または温度から、ファンを起動し、従来のアクティブモードに切り替わります（参照）。 PCアクセサリガイド).
ハードウェアにおける受動型ヒートシンクの材料と設計
受動型ヒートシンクの製造には、主に銅とアルミニウムの2種類の金属が使用される。 銅は熱伝導率が優れており、熱をより効率的に伝達するが、高価で重い。一方、アルミニウムは軽量で安価ですが、熱効率はやや劣ります（参照）。
そのため、多くのメーカーは両方の組み合わせを選択するのです。 高温部品に直接接触する銅製のベースを使用するのが一般的です。 （CPU、GPU、マザーボードチップ）と、放熱面積を増やすアルミニウム製のフィン構造。
パッシブPC冷却システムを設計する際には、適切なヒートシンクを選択することに加えて、ケース内の自然な空気の流れを考慮することが不可欠です。 PCタワーケースの選び方 十分。 扇風機がなくても、暖かい空気は上昇し、冷たい空気は下降する。したがって、換気グリルは、この動きを妨げるのではなく、むしろ促進するような設計にすることが望ましい。
パッシブ冷却用に設計されたシャーシは、通常、大きな開口部と内部通路を備えており、空気が下部から入り込み、上部から排出されるようになっている。 ケーブル、ストレージユニット、その他のコンポーネントの配置 また、熱の放出のしやすさにも影響します（参照）。 VRMと電源フェーズ).
非常に小型の機器では、余裕はさらに小さくなります。通常は、受動放熱で十分となるように、コンポーネントの消費電力を制限する（低TDPプロセッサ、専用グラフィックカードなし）のが一般的です。 過熱を防ぐには、CPU、マザーボード、ケースの適切な組み合わせを選ぶことが重要です。そして多くの場合、それは役に立つ 電力制限PL1とPL2を設定する 正しく
いずれにせよ、組み立ては慎重に行わなければならない。 熱伝導ペーストを正しく塗布し、ヒートシンクを部品にしっかりと取り付けてください。 周囲に障害物がないことを確認することは、安定した機器と温度によって性能が低下する機器との違いを生む。
全体として、家庭とPCの両方において、パッシブ冷却は、インテリジェントな設計と慎重な計画により、 騒音やエネルギーの無駄が多い機械に過度に依存することなく、快適さを向上させ、エネルギー消費を削減することは可能である。地域の気候、建材や地形の熱慣性、植生、水、そして適切な金属といった要素を活用することで、より住みやすい住宅や静かな設備を建設することが可能になり、効率的で持続可能な生活様式に大きく適合する。
