Hangi Malzemeler Binaları Serin Tutar?

Klima sadece pahalı değil; aynı zamanda çevre için de korkunçtur. Bugün küresel enerji tüketiminin %10'unu oluşturan alanlardan biri olan soğutma, yalnızca 2016 yılında 1045 metrik ton CO2 emisyonundan sorumluydu. Uluslararası Enerji Ajansı, soğutmanın 2050 yılına kadar dünyanın toplam enerji talebinin %37'sine ulaşacağını tahmin ederken, bu sayının artması bekleniyor.

Klima üniteleri, Hidroflorokarbon (HFC) adı verilen bir soğutucuya dayandıkları için özellikle zararlıdır. HFC, tüm sera gazı emisyonlarının yalnızca %1'ini oluştururken, aynı zamanda karbondioksitten binlerce kat daha güçlüdür.

Doğal yollarla soğutan malzemelerle tasarım yapmak, klima ihtiyacını azaltarak bu çevresel etkilerin azaltılmasına yardımcı olabilir. Aşağıda, tasarımcıların bina sıcaklıklarını enerji açısından verimli bir şekilde düzenlemelerine yardımcı olabilecek, pasif soğutmaya yönelik bazı malzeme ve yapısal çözümleri derliyoruz.

Termal Kütle ve Yalıtım

Taş, beton ve toprak gibi yoğun malzemelerin her biri, iyi bir ısı yalıtımı sağlayan bir dizi özelliğe sahiptir. Bu özelliklere dönüşümlü olarak iyi termal iletkenlik (pasif soğutmayı yeniden serbest bırakma yeteneği), termal gecikme (yavaş ısı iletimi), düşük yansıtma (ısıyı daha düşük yeniden dağıtma) ve yüksek hacimsel ısı kapasitesi (yüksek ısı depolama yeteneği) dahildir. Bu tür malzemeler toplu olarak kullanıldığında, izolasyon nitelikleri özellikle güçlü hale gelir. Tıpkı Kapsimalis Architects'in Santorini'deki Yaz Mağara Evi gibi benzersiz “mağara evleri” gibi birçok yapı pasif soğutmayı kullanan evlere örnek olarak verilebilir. Başka bir örnek olarak, A-cero'nun Beton Ev II gibi diğer projeleri, benzer etkileri elde etmek için kalın beton duvarlara güveniyor.

Daha geleneksel evler bu tür hacimli malzemeleri kullanmayabilir, bunun yerine etkili ısı yalıtımına güvenebilir. Tipik olarak, yalıtımın ısıl direnci  “R faktörü” veya “R değeri” olarak adlandırılan bir birimle ölçülür. Bu değer ne kadar yüksek olursa, malzeme o kadar termal olarak dirençli ve yalıtkan açıdan bir o kadar etkili olur. Polistiren, poliüretan köpük ve fenolik köpük gibi malzemeler, olağanüstü yüksek R değerlerine sahip termal yalıtkanların örnekleridir.

Doğal Materyaller

Kalın beton duvarlarının yanı sıra, A-cero'nun Beton Ev II'si ve benzer şekilde ısıya duyarlı çok sayıda tasarımı, yeşil çatılar veya sarmaşık duvarlar gibi doğal unsurları kullanır. Yeşil çatılar sadece estetik açıdan hoş olmanın yanı sıra, aynı zamanda gölge sağlayan, havadan ısıyı uzaklaştıran ve çatıların sıcaklığını düşüren sistemlerdir. Bazı dikkate değer örnekler arasında Renzo Piano'nun California Bilimler Akademisi, CPG'nin Nanyang Sanat Okulu ve Enric Ruiz-Geli'nin Villa Bio'su sayılabilir.

Suyu bir binaya dahil etmek, aynı şekilde iklime bağlı olarak bir evi buharlaşma ve hava akışı yoluyla soğutabilir. Bu metodoloji, evlerini genellikle merkezi bir avlu havuzu etrafında tasarlayan Romalılar kadar erken bir tarihte tanındı.

Pencerede Malzeme Kullanımı ve Yerleşimi

Yeşil çatılar ve su özellikleri, ortalama bir ev sahibi veya tasarımcı için aşırı görünebilir; ancak pasif soğutma, bir binanın pencereleri için doğru camı seçmek kadar kolay olabilir. Camın güneş ısı kazanç katsayısı (SHGC) ne kadar düşükse, o kadar az ısı iletir ve bina o kadar soğuk olur. Bu faydalar, güneş ışığının pencerelere çarpmasını tamamen engelleyen ve böylece içeriye ulaşan ısı veya parlama miktarını azaltan dış panjurlarla arttırılabilir. Bu pencerelerin konumlandırılması bile çapraz havalandırma veya pencerelerin hava sirkülasyonunu kolaylaştırmak için hizalanması yoluyla pasif soğutma etkilerine sahip olabilir. Çapraz havalandırmanın dikkate değer örnekleri arasında yatay hava akımlarını engelleyebilecek iç duvarları en aza indiren Louisiana av tüfeği evleri yer alır.

Çatı Kaplama

Son olarak, yeşil çatılara bir başka alternatif olan açık renkli yansıtıcı çatılar, güneş ışınlarını yeniden yönlendirerek ve ısı emilimini azaltarak iç mekanları etkili bir şekilde soğutabilir. Örnekler arasında sac kaplamalı çatılar, yansıtıcı kiremitler veya yansıtıcı boyalar bulunur. Standart veya koyu çatılar yoğun ısıda 150 derece Fahrenheit'e ulaşabilirken, “soğuk çatılar” aynı koşullar altında ancak 50 Fahrenheit'e ulaşabilir.

Yüksek çatılar ve kubbeler, ayrıca mevcut ısının yükselmesine ve kullanımda olan alanlardan kaçmasına izin verebilir. Benzer şekilde, kapalı sundurmalar ve tenteler, iç mekanları güneş ışığından ve parlamadan koruyabilir. Toplamda, malzeme değerlendirmeleri ve yapısal tasarım, iklimlendirme ve mekanik soğutmaya etkili alternatifler yaratmak, HFC kullanımını ve zararlı sera gazı emisyonlarını azaltmak için el ele gider.