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建物を涼しく保つことができる意外な壁のパターン

建物のデザインは温度に影響を与える可能性があるアリスター・スコット/ゲッティイメージズ ジグザグ模様が突き出た壁は、エネルギーを一切使わずに、通常の壁よりも最大 3°C (5.4°F) 涼しく保つことができます。このアプローチにより、冷却システムで使用されるエネルギーを削減し、地球温暖化の抑制に貢献できます。 「このような設計により、より涼しい建物を実現できます」とニューヨークのコロンビア大学のQilong Cheng氏は言う。「そのため、冷房のためのエネルギー消費を削減できます。」 世界の気温が上昇し、エアコンを買える人が増えるにつれて、エアコンの使用が急増しています。冷房による温室効果ガスの排出量は、2050 年までに 3 倍以上に増加する可能性があります。その結果、多くのチームがエネルギーを一切必要としないパッシブ冷却ソリューションの開発に取り組んでいます。 たとえば、屋根を白くして太陽光をより多く反射させるだけで、建物や都市を涼しく保つことができます。 この方法は、屋根が太陽光のほとんどを反射するが、大気の透明度の範囲内で赤外線を放射する素材でコーティングされている場合、さらに効果的です。これは、二酸化炭素などの大気中の分子によって吸収されない波長の範囲です。 「この帯域内の赤外線は大気圏を通過して宇宙空間に到達する可能性がある」とチェン氏は言う。 これらの特性を持つ素材は、上向きの屋根には大きな冷却効果がありますが、壁ではそれほど効果的ではありません。問題は、赤外線を放射しやすい素材は赤外線を吸収しやすいことと、コンクリート舗装などの壁に近い表面が大量の赤外線を放射する可能性があることです。 チェン氏と彼のチームが提案した解決策は、横から見るとジグザグ形になり、地面と平行に走る一連の突起を備えた壁を作るというものだ。これを視覚化するには、45 度から 90 度の角度で上向きに傾斜した階段を想像するとよい。 重要なのは、上向きのジグザグ（階段の例えで言うと踏み板）の表面は大気の透明度窓で大量の熱を放出するのに対し、下向きで外向きのジグザグ（蹴上げ板）の表面は赤外線の熱を吸収するのではなく反射するという点です。 このアイデアをテストするため、研究チームはジグザグ面と平面の両方を備えた高さ1メートルの模型を製作した。夏にニュージャージー州の屋外に設置したところ、ジグザグ面は平面面よりも24時間平均で2℃低く、午後1時から2時の間は3℃低かった。 チェン氏は、必要な特性を備えた安価な材料は数多くあると語る。既存の建物は波形パネルを追加することで改修できる。建物内の冷却効果は、建物の窓の大きさなど他の要因によって異なるが、シミュレーションでは最大2℃まで低下し、冷却に必要なエネルギーを最大4分の1に削減できることが示唆されている。 ジグザグの冷却壁は、寒冷地では冬季の暖房の必要性が高まるため、温暖な気候の地域にのみ適している。しかしチェン氏と同僚らは、冬季には熱吸収を高めるために上げ、夏季には下げて熱吸収を最小限に抑える、ヒンジ付きの「フィン」を備えた設計も提案している。 トピック: #建物を涼しく保つことができる意外な壁のパターン