人々を涼しく保つためのより良い方法を見つけるために作られた新しい試験室

ワシントン州プルマン — 受動的冷却システムをテストできる輸送用コンテナは、研究者や建設業者が極端な気温でも人々を涼しく保つためのカーボンフリーの方法を見つけるのに役立つ可能性がある。

ワシントン州立大学の研究者らは、電気の代わりに風力塔と水の蒸発を利用して空間を冷却する受動的システムをテストするために、60平方フィートのチャンバーを作成した。

エネルギー誌に掲載された研究論文の筆頭著者オマール・アル・ハサウィ氏は、増え続ける人口が気候変動に適応できるよう支援するには、空気中にさらに多くの温室効果ガスを排出する必要のない冷却方法を見つけることが重要だと述べた。

「特に気候が暑くなるにつれて、建物における冷房の需要がますます高まっています」と WSU 設計建設学部助教授のアル・ハサウィ氏は述べています。 「機械システムを導入する可能性はありますが、機械システムに頼る前に、まず建物を冷却するにはどうすればよいでしょうか?」

研究者らが開発したテストチャンバーは蓄電池を備えた太陽光発電で、系統電力からは完全に独立しています。 年間を通じて華氏 125 ～ 130 度の温度範囲に加熱して、冷却システム内およびその周囲の温度、湿度、風速を測定して冷却イノベーションをテストできます。 研究者らは、アリゾナ州フェニックスの高温乾燥条件下でテストされた受動的下降気流冷却システムで実施された本格的な実験の結果を使用してチャンバーを校正しました。

「極限状態をシミュレートすることができます」とアル・ハサウィ氏は語った。 「小規模なモデルを使用すると、大規模なプロトタイプの構築を待つよりもはるかに迅速なテストを実行して、より早く結果を得ることができます。」

アル・ハサウィ氏によると、建物は世界の電力の約60％を消費しており、その20％近くが建物を涼しく保つために使われているという。 米国では、住宅やアパートのほぼ 90% が機械式エアコンを使用しています。

世界中の人々が地球温暖化に取り組む中、機械式空調のエネルギー需要は 2050 年までに 2 倍になると予想されています。空調ユニットに電力を供給するには電力が必要ですが、その電力は化石燃料によって生成されることが多く、二酸化炭素排出量が増加し、地球温暖化の悪化につながります。

「世界人口の増加に伴い、今後数年間で多くの新規建設が行われ、その多くは発展途上国で行われるだろう」とアル・ハサウィ氏は語った。 「したがって、これまでと同じように建設し、冷却需要を満たすために機械システムに依存し続ける場合、それは問題になるでしょう。 特に世界の暑い地域での人口増加に伴い、さらに多くの空調設備が必要になるでしょう。」

電気を必要としないパッシブ冷却システムは、古代エジプトの紀元前 2500 年頃まで遡り、暑い場所で何世紀にもわたって人々に使用されてきました。 冷却戦略の 1 つは、タワーからの風を取り込むことです。 塔の頂上には湿気の層があり、蒸発によって空気が冷やされ、重くなり、重力によって下の居住空間に沈みます。 湿気は、濡れたパッド、シャワーヘッド、またはミストノズルによって提供できます。 通常、機械式ファンはバックアップとしてのみ必要です。

このようなシステムはアリゾナ州フェニックスのような暑い場所で時々使用されますが、人々や建築専門家は受動的冷却技術に精通していないか、誤解していることがよくあります。 パッシブ冷却戦略は、例えば古い建物の古い煙突を冷却塔として利用することができ、既存の建物にも新しい建物にも適用できる可能性があるとアル・ハサウィ氏は述べた。

「これは古い技術ですが、これらのシステムの性能と冷却能力を向上させるために、新しい技術と既存の技術を組み合わせて革新して使用する試みが行われてきました」と彼は言いました。

このような受動冷却システムを広く採用すれば、エネルギー需要を削減できる可能性がありますが、受動冷却システムの研究とテストには多大な投資と訓練が必要です。

「だからこそ、このような研究が本当に役立つのです」と彼は言う。 「どうすれば建物の設計に取り組み、これらのより古代の戦略を復活させ、それらを現代の建物建設に組み込むことができるでしょうか? テストチャンバーはこれを行うためのプラットフォームになります。」