Passive Kühlung ist eine Methode, die Design und Technologie umfasst, um ein Gebäude ohne den Einsatz von Strom zu kühlen. Herkömmliche Kühltechniken, wie Klimaanlage oder Verdunstungskühlung, basieren auf Strom, um Kompressoren und Lüfter zu betreiben, die einen Raum zwangsweise kühlen. Solche Energie wird in der Regel von einem lokalen Versorgungsunternehmen bezogen und durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugt, die sich schädlich auf die Umwelt auswirken können. Passive Kühltechniken benötigen keinen Strom und reichen von einfachen, wie beispielsweise der Verschattung des Gebäudes, bis hin zu komplexeren, wie beispielsweise der strategischen Gebäudeplanung. Die Verwendung solcher Techniken kann die Notwendigkeit einer angetriebenen Kühlung reduzieren oder eliminieren.
In wärmeren Klimazonen, insbesondere in trockenen Regionen, ist die Kühlung das primäre Umweltproblem für Gebäude. Es gibt zwei Hauptquellen unerwünschter Wärme, die angegangen werden müssen, um das Innere des Gebäudes für die Bewohner angenehm zu halten. Direkte Sonneneinstrahlung auf ein Gebäude, insbesondere auf Fenster, ist für die meisten Gebäude eine Hauptquelle für Wärmegewinne. Auch das Eindringen warmer Luft durch Risse und Spalten sowie die Wärmeübertragung durch Baustoffe wirken sich auf die Innentemperatur aus.
Im Allgemeinen besteht die einfachste Methode zum Kühlen eines Gebäudes darin, das Aufheizen von vornherein zu verhindern. Durch die strategische Ausrichtung eines Gebäudes zur Minimierung der direkten Sonneneinstrahlung, insbesondere während der heißesten Tageszeit, kann die Wärmebelastung deutlich reduziert werden. Sobald eine Struktur gebaut wurde, kann die Verwendung von Sonnenschutzmitteln oder Markisen sowie eine strategische Landschaftsgestaltung dazu beitragen, direkte Sonneneinstrahlung zu vermeiden. Wo eine direkte Exposition nicht vermieden werden kann, beispielsweise auf einem Dach, können reflektierende Techniken verwendet werden, um eine unerwünschte Erwärmung zu verhindern. Zum Beispiel kann ein Dach mit einer reflektierenden, weißen Beschichtung beschichtet werden, um die Erwärmung über einen großen, ungeschützten Bereich zu reduzieren.
Passive Kühltechniken können auch eine Erwärmung verhindern, indem das Eindringen von Wärme in die Struktur verringert wird. Die Wärme fließt auf natürliche Weise von Bereichen mit höheren Temperaturen, wie im Sommer im Freien, in Bereiche mit niedrigeren Temperaturen, wie z. B. ein komfortables Zuhause. Durch Verstemmen und Hinzufügen von Dichtungen um Fenster und Türen herum wird beispielsweise der Bereich verringert, durch den unerwünschte heiße Luft in eine Struktur eindringen kann. Isolierung ist ein Material mit einem hohen Widerstand gegen den Wärmefluss. Das Hinzufügen einer Isolierung zu einem Gebäude verhindert eine unerwünschte Wärmeübertragung von der heißeren Außenumgebung in den Innenraum, der kühl gehalten wird.
Obwohl viel Erwärmung verhindert werden kann, ist es oft nicht möglich, eine Struktur durch Vermeidung allein auf einer angenehmen Temperatur zu halten. Eine andere passive Kühlstrategie beinhaltet das Kühlen der Struktur durch Konvektion. Konvektion ist ein Prozess, bei dem Wärme durch die Bewegung von Molekülen eines Gases oder einer Flüssigkeit von einem Ort zum anderen übertragen wird.
Lüftungsschlitze und Fenster, die strategisch in das Design eines Gebäudes integriert sind, können beispielsweise heiße Luft aus dem Haus leiten und gleichzeitig kühle Luft ansaugen, um sie zu ersetzen. Heißere Luft hat mehr Auftrieb als kühlere Luft und steigt von selbst auf. Lüftungsöffnungen in der Nähe der Decke auf der Seite des Hauses, die von den vorherrschenden Winden abgewandt ist, können dazu beitragen, dass diese heiße Luft aus der Struktur entweicht. Um sie durch kühle Luft zu ersetzen, können Lüftungsschlitze und Fenster niedrig an der Seite des Hauses im Weg des vorherrschenden Windes platziert werden. Es ist dann einfach, Lüftungsschlitze und Fenster zu öffnen, um die natürliche Konvektion zur Kühlung der Struktur zu fördern.
Komplexere passive Kühlmethoden können auch in das Design eines Gebäudes integriert werden, wie zum Beispiel Erdkühlrohre. Erdkühlrohre nutzen die kühleren Temperaturen unter der Erdoberfläche, um ein Bauwerk zu kühlen. Unterirdisch vergraben, während sie in ein Bauwerk führen, leiten Erdkühlrohre Außenluft über einen unterirdischen Weg in das Gebäude. Beim Durchströmen dieser Rohre gibt die Luft Wärme an den viel kühleren Boden ab, durch den sie auf ihrem Weg in die Struktur wandert. Andere passive Kühltechniken werden typischerweise in Verbindung mit Erdrohren verwendet, um eine natürliche Konvektion durch die Struktur aufzubauen und heißere Luft abzulassen.
Obwohl nicht für den Einsatz an allen Standorten geeignet, wird passive Kühlung in vielen Bereichen aus Gründen der Energieeffizienz eingesetzt, was zu Kosteneinsparungen und minimaler Umweltbelastung führt. Es ist im Allgemeinen am besten für wärmeres Klima und trockene Regionen geeignet. Durch passive Kühlung können die Kosten für Kühltechniken, die von angetriebenen Geräten wie Lüftern und Kompressoren angetrieben werden, teilweise oder vollständig vermieden werden. Diese Energiesparstrategie kann auch der Umwelt zugute kommen, indem die Notwendigkeit der Verbrennung nicht erneuerbarer Brennstoffe, die umweltschädliche Abfallnebenprodukte freisetzen, verringert wird.