Le refroidissement passif est une méthode qui intègre la conception et la technologie pour refroidir un bâtiment sans utiliser d’électricité. Les techniques de refroidissement traditionnelles, telles que la climatisation ou le refroidissement par évaporation, reposent sur l’énergie pour faire fonctionner des compresseurs et des ventilateurs qui refroidissent de force un espace. Cette électricité est généralement achetée auprès d’un service public local et est produite en brûlant des combustibles fossiles qui peuvent avoir des effets dégradants sur l’environnement. Les techniques de refroidissement passif ne nécessitent aucune alimentation électrique et vont du plus simple, comme l’ombrage du bâtiment, au plus complexe, comme la conception stratégique du bâtiment. L’utilisation de telles techniques peut réduire ou éliminer le besoin de refroidissement électrique.
Dans les climats plus chauds, en particulier les régions arides, le refroidissement est le principal problème environnemental pour les bâtiments. Il existe deux principales sources de chaleur indésirable qui doivent être traitées pour que l’intérieur du bâtiment reste confortable pour les occupants. La lumière directe du soleil sur un bâtiment, en particulier sur les fenêtres, est une source majeure de gain de chaleur pour la plupart des bâtiments. L’infiltration d’air chaud à travers les fissures et les crevasses et le transfert de chaleur à travers les matériaux de construction affectent également la température intérieure.
En règle générale, la méthode la plus simple pour refroidir un bâtiment consiste à éviter qu’il ne soit chauffé en premier lieu. L’orientation stratégique d’un bâtiment pour minimiser l’exposition solaire directe, en particulier pendant la partie la plus chaude de la journée, peut réduire considérablement sa charge thermique. Une fois la structure construite, l’utilisation d’écrans solaires ou d’auvents ainsi qu’un aménagement paysager stratégique peuvent aider à éviter l’exposition directe au soleil. Lorsque l’exposition directe ne peut être évitée, comme sur un toit, des techniques réfléchissantes peuvent être utilisées pour empêcher un échauffement indésirable. Par exemple, un toit peut être recouvert d’un revêtement blanc réfléchissant pour réduire le chauffage sur une grande surface non protégée.
Les techniques de refroidissement passif peuvent également empêcher le chauffage en réduisant l’infiltration de chaleur dans la structure. La chaleur s’écoule naturellement des zones à température plus élevée, comme l’extérieur en été, vers des zones à température plus basse, comme un intérieur confortable de la maison. Le calfeutrage et l’ajout de coupe-froid autour des fenêtres et des portes, par exemple, réduisent la zone par laquelle l’air chaud indésirable peut pénétrer dans une structure. L’isolation est un matériau à haute résistance au flux de chaleur. L’ajout d’isolant à un bâtiment empêche le transfert indésirable de chaleur de l’environnement extérieur plus chaud vers l’espace intérieur qui est maintenu au frais.
Bien qu’une grande partie du chauffage puisse être évitée, il n’est souvent pas possible de maintenir une structure à une température confortable par le seul évitement. Une autre stratégie de refroidissement passif consiste à refroidir la structure par convection. La convection est un processus dans lequel la chaleur est transférée d’un endroit à un autre par le mouvement des molécules d’un gaz ou d’un liquide.
Des évents et des fenêtres stratégiquement intégrés à la conception d’un bâtiment, par exemple, peuvent acheminer l’air chaud hors de la maison tout en aspirant de l’air frais pour le remplacer. L’air plus chaud est plus porteur que l’air plus frais et s’élève naturellement tout seul. Des évents placés près du plafond sur le côté de la maison à l’abri des vents dominants peuvent aider cet air plus chaud à s’échapper de la structure. Pour le remplacer par de l’air frais, des évents et des fenêtres peuvent être placés bas sur le côté de la maison dans la trajectoire du vent dominant. Il suffit alors d’ouvrir les évents et les fenêtres pour favoriser la convection naturelle pour refroidir la structure.
Des méthodes de refroidissement passif plus complexes peuvent également être intégrées à la conception d’un bâtiment, telles que des tubes de refroidissement par la terre. Les tubes de refroidissement de la terre profitent des températures plus froides sous la surface de la terre pour refroidir une structure. Enfouis sous terre lorsqu’ils mènent à une structure, les tubes de refroidissement en terre aspirent l’air extérieur dans le bâtiment par un itinéraire souterrain. Lorsqu’il traverse ces tubes, l’air perd de la chaleur vers le sol beaucoup plus froid qu’il traverse pour pénétrer dans la structure. D’autres techniques de refroidissement passif sont généralement utilisées en conjonction avec des tubes de terre pour établir une convection naturelle à travers la structure et évacuer l’air plus chaud.
Bien qu’il ne soit pas adapté à une utilisation dans tous les endroits, le refroidissement passif est utilisé dans de nombreux domaines pour l’efficacité énergétique, ce qui entraîne des économies de coûts et un impact environnemental minimal. Il est généralement plus approprié pour les climats plus chauds et les régions arides. Le refroidissement passif peut éviter, en partie ou en totalité, les dépenses liées aux techniques de refroidissement entraînées par des dispositifs alimentés tels que des ventilateurs et des compresseurs. Cette stratégie de conservation de l’énergie peut également profiter à l’environnement en réduisant le besoin de brûler des combustibles non renouvelables qui émettent des sous-produits de déchets nocifs pour l’environnement.