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パッシブソーラーデザイン

1970
トロンブ壁や南向き窓など、パッシブソーラー設計の特徴を備えた住宅建築。

(画像はイメージです)

パッシブソーラー設計とは、建物の構成要素(壁、床、窓、方位など)を利用して、冬には太陽エネルギーを熱として収集、蓄積、反射、分配し、夏には太陽熱を遮断する建築設計手法です。アクティブソーラー暖房システムとは異なり、機械装置や電気装置を使用しません。

パッシブソーラー設計は、5つの重要な原則に基づいています。1つ目は開口部(または集熱器)で、太陽の軌道(北半球では通常南向き)に面するように配置された大きなガラス面(窓、天窓)で構成されます。これにより、太陽光が建物内に入り込みます。2つ目の原則は吸収体で、熱容量体の太陽光にさらされる側に硬くて暗い表面を設けることです。これらの表面は入射する太陽放射を吸収し、熱に変換します。

3つ目の原理は熱容量で、これは大量の熱を蓄える能力のある材料です。コンクリートのような材料は、 brick石や水などが一般的に用いられる。蓄熱体は、開口部から差し込む太陽光が照射されるように配置される。日中に余分な熱を吸収し、夜間にゆっくりと空間に放出することで、内部温度の変動を緩和する。

第4の原則は分配であり、太陽熱が集熱・貯蔵ポイントから建物のさまざまな場所に循環する方法を指します。これは、自然対流、伝導、放射によって起こります。例えば、暖かい空気は上昇し、高い位置にある通気口から循環させられます。一方、冷たい空気は低い位置にある通気口から吸い込まれます。

最後の原則は制御です。これは、特に夏の過熱を防ぐための、太陽光の影響を管理する仕組みを指します。屋根の張り出し、日よけ、ブラインド、落葉樹などは、一般的な制御要素です。これらは、夏の高角度の太陽光を遮りながら、冬の低角度の太陽光が建物内部に差し込むように設計されています。

UNESCO Nomenclature: 3303
建築

タイプ

抽象システム

混乱

実質的な

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 古代ギリシャとローマでは、冬の太陽光を取り込むために建物の向きを工夫していた。
  • ソクラテスによる、太陽熱利用のために設計された「メガロンの家」の説明
  • 透明ガラスの発明により、大きな窓が可能になった。
  • 19世紀における熱伝達と熱力学の研究

アプリケーション

  • 住宅におけるトロンブ壁
  • 北半球では、南向きの窓に計算された庇を設ける。
  • コンクリートや石の床など、熱容量の大きい材料
  • 建物に付属するサンルームまたはソラリウム
  • 電気照明の必要性を減らすための自然光活用戦略

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

  • smart windows with electrochromic glass that automatically adjusts tint based on sun intensity
  • phase-change materials (pcms) integrated into walls to increase thermal storage capacity
  • building-integrated photovoltaics (bipv) that also serve as shading devices
  • advanced computer modeling software for optimizing building orientation and overhang design for any location
  • seasonal 熱エネルギー貯蔵 systems that capture summer heat in underground reservoirs for winter use
  • 3d-printed building components with optimized internal structures for thermal mass and air circulation
  • biophilic designs that use strategically placed vegetation for dynamic shading and evaporative cooling
  • transparent insulation materials that allow light in but prevent heat from escaping
関連キーワード:パッシブソーラー、建築設計、建築、蓄熱、太陽エネルギー、持続可能な建築、エネルギー効率、自然採光。

歴史的背景

パッシブソーラーデザイン

1960
1962-10-09
1964
1970
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1960
1962
1963
1965-12-21
1970
1970
1970
1970

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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