Historien om passiv solenergibyggnadsdesign
Den passiva soldesignen av byggnader inkluderar hänsyn till deras orientering mot solen och deras termiska massa, faktorer som har inkorporerats i mer eller mindre utsträckning i folklig arkitektur i tusentals år . Forntida greker, romare och kineser var de första som förfinade och utvecklade de grundläggande principerna för passiv solenergidesign, men europeiska tekniska framsteg övergavs till stor del efter Roms fall . Det var inte förrän på 1900-talet som intresset för principerna för passiv solcellsdesign fick ett uppsving i Europa och USA, med arkitekter som George F. Keck och Frank Lloyd Wright . Under 2000-talet har världens strävanden att minska strömförbrukningen hållit intresset för passiv solenergi vid liv.
Förmodern historia
Teknikerna för passiv solbyggnadskonstruktion praktiserades i tusentals år, av nödvändighet, innan tillkomsten av mekanisk uppvärmning och kylning. Det har förblivit en traditionell del av folklig arkitektur i många länder. Det finns bevis för att antika kulturer beaktade faktorer som solorientering, termisk massa och ventilation vid byggandet av bostäder. Fullt utvecklade solararkitektur och stadsplaneringsmetoder användes först av grekerna och kineserna som orienterade sina byggnader mot söder för att ge ljus och värme. För nästan två och ett halvt årtusende sedan skrev den forntida grekiske filosofen Aischylos : "Bara primitiver & barbarer saknar kunskap om hus vända mot vintersolen." På samma sätt Sokrates : "Nu, om man antar att ett hus har en sydlig aspekt, kommer solsken under vintern att smyga sig in under verandan, men på sommaren, när solen korsar en stig rakt över våra huvuden, kommer taket att ge en behaglig skugga, blir det inte?" Romerska badhus hade stora fönster i söderläge. Soldesign övergavs till stor del i Europa efter Roms fall, men fortsatte med oförminskad styrka i Kina där kosmologiska traditioner associerar södern med sommar, värme och hälsa.
Modern historia
Även om tidigare experimentella solhus byggdes med en blandning av aktiv och passiv solteknik, byggdes några av de första europeiska konstruerade passiva solhusen i den moderna eran i Tyskland efter första världskriget, när de allierade ockuperade Ruhrområdet , inklusive de flesta av Tysklands kolgruvor .
Arkitekten George F. Keck var en banbrytande designer av passiva solhus på 1930- och 40-talen. Han designade " House of Tomorrow " i helt glas för 1933 Century of Progress Exposition i Chicago och noterade att det var varmt inne under soliga vinterdagar innan installationen av ugnen. Efter detta började han gradvis införliva fler södervända fönster i sin design för andra kunder, och 1940 designade han ett passivt solcellshus för fastighetsutvecklaren Howard Sloan i Glenview, Illinois. Sloan House kallades ett "solhus" av Chicago Tribune, den första moderna användningen av den termen. Sloan byggde sedan ett antal passiva solhus, och hans publicitetsinsatser bidrog till en betydande "solhus"-rörelse på 1940-talet.
Frank Lloyd Wright använde passiva solprinciper i några av sina konstruktioner, framför allt i Jacobs House, byggt 1944 i Wisconsin, som också var känt som "Solar Hemicycle" eller "Solar Hemicyclo." Andra fortsatte att experimentera med passiv solteknik. 1958 byggde Wendell Thomas, en professor utan arkitektutbildning, "Sunnycave" i Celo Community i bergen i North Carolina. Hans "måttligt solar" hus var söderläge och jord-bermed på norra och västra sidan. Han kompletterade den grundläggande solcellsdesignen genom att bygga en slits mellan golv och vägg på alla fyra sidor som dränerade kall luft från väggarna ner till en djup, helt torr, förseglad krypgrund där luften värmdes till jordtemperatur. Dräneringsslitsen för kall luft fungerade som ett returregister för ett varmluftsugnsystem, men han eliminerade registren och de klumpiga ledningarna som ledde till ugnen genom att låta hela huset cirkulera luft som en passiv ugn, eldad med en liten vedspis i mitten. .
I USA stimulerades intresset för passiv solenergibyggnad avsevärt av oljekrisen 1973 . Dussintals mönsterböcker publicerades under denna period, inklusive Passive Solar Energy Book av Edward Mazria . 1977 skapades det amerikanska energidepartementet och 1978 gavs solenergiskatteavdrag. 1979 president Carter solpaneler på Vita husets tak .
Samtida utveckling
Passiv solteknik förfinades stegvis och förbättrades avsevärt under 1900-talet, förstärkt av motivationen till (och med hjälp av) utvecklingen av 3D- datormodelleringstekniker .
I början av 2000-talet har passiv solenergibyggnad fått ett större intresse. USA:s solenergiskatteavdrag återinfördes 2005, och 2007 års energilag gav mer finansiering för forskning om solenergi och luftkonditionering för solenergi .
US Department of Energys 2007 "Thermal Performance of the Exterior Envelopes of Whole Buildings International Conference" presenterade en omfattande workshop om "Tre decennier av passiv soluppvärmning och -kylning lärdomar"
Sedan 1978 har ungefär 300 000 amerikanska byggnader uppvisat åtminstone några passiva solenergidesignegenskaper (även om över 25 miljoner amerikanska byggnader har byggts sedan dess utan att använda dessa tekniker). Under tre decennier (sedan 1978 års amerikanska solenergiskatteavdrag) har en energiförbrukningsminskning på 70–90 % visats i experimentella passiva solenergibyggnader och nära nollenergibyggnader . "Sida vid sida jämförelse"
Under de senaste åren har US Department of Energys Solar Decathlon visat upp några avancerade kreativa konstruktioner, med användning av både passiva och aktiva solsystem, av arkitektur- och ingenjörsstudentteam från hela världen. Solar Decathlon hemsida