トロンベ壁は、パッシブソーラー設計で使用される太陽に面する壁です。1881 年に発明者のエドワード モールスによって特許が取得され、1964 年にフランスの技術者フェリックス トロンブと建築家のジャック ミシェルによって普及しました。それはガラスと空気層によって屋外から分離された巨大な壁であり、太陽エネルギーを吸収し、夜間に選択的に内部に向かって放出します。
ガラスは可視光線に対しては透明ですが、赤外線（熱）に対してはそれほど透明ではないため、単板ガラスでもこのプロセスには適しています。最新のバリエーションには、蓄えた太陽熱をより多く保持するための断熱ガラスや、屋内への対流熱伝達を可能にする高低 (場合によっては操作可能な) 通気口が含まれます。
現在の基本設計
現代のトロンベ壁には、ガラスとサーマルマスの間の空隙の上部と下部に通気口が追加されています。加熱された空気は対流を介して建物内部に流れ込みます。通気口には一方向フラップが付いており、夜間の対流を防ぎ、熱の流れを強い指向性で保ちます。この種の設計は、間接的な受動的な集熱器です。収集面から熱を遠ざけることで、夜間の熱損失が大幅に減少し、正味の熱取得が向上します。一般に、内部への通気口は、熱の増加が望ましくない夏の間は閉じられます。
温度変化は密度の高い石材を通じて 1 時間あたり約 1 インチの速度で伝播する傾向があるため (熱拡散)、日中の熱利得は、必要に応じて夕方の早い時間にサーマルマスの内面で利用可能になります。熱質量のこの時間遅れ特性と、その熱減少（温度変動の減衰）を組み合わせることで、変動する昼間の太陽エネルギーをより均一な夜間の熱源として使用することが可能になります。
一般的なバリエーション
トロンベの壁に対する一般的な変更には次のようなものがあります。
- 上部近くにある排気口は、夏の間は屋外に排気するために開けられます。このような通気により、トロンベの壁は、たとえ風がなくても、日中家中に新鮮な空気を送り込む太陽の煙突として機能します。
- トロンベの壁にある窓。これにより効率は低下しますが、自然光や美的理由から行われる場合があります。外側のガラスの紫外線透過率が高く、トロンベ壁の窓が通常のガラスであれば、紫外線を効率よく暖房に利用することができます。同時に、紫外線透過率の高い窓よりも紫外線から人や家具を守ります。
- 空気と熱の流れを改善するために、サーモスタットによって制御される電動送風機。
- 固定式または可動式のシェードで、夜間の熱損失を軽減します。
- 夏の間、ソーラーコレクターを日陰にするトレリス。
- 夜間にガラス表面に使用される断熱カバー。
- 太陽熱温水システムの一部としてのチューブまたは水タンク。
- 熱質量としての水槽。
- 選択的な表面を使用して、熱質量による太陽放射の吸収を増加させます。
トロンベ壁設計の課題
- 低い熱抵抗: 太陽熱束が低い期間には、熱束が内部から外部に伝達され、建物からの熱損失のバランスがとれます。[1]
- 逆熱流: 制御された通気システムを欠いた設計では、冬、夜間、または晴れていない日に逆熱流が発生します。壁の温度が室内の温度より低い場合、上部の通気口から下部の通気口へ空気を逆循環させると、室内の温度が下がります。この状況を解決するには、自動化または逆流を防止する一方向換気システムを使用します。[1]
- 空気の動きによる熱伝達の不確実性。[1]
- 対流プロセスはチャネル幅と入口/出口の寸法の影響を受け、その結果全体的な加熱性能が変化します。[1]
- 美的価値が低い（特に窓が組み込まれていない場合）。[1]
発展途上地域での応用
インドのラダックでは、ラダック プロジェクトがラダックの伝統的な建築を補完するトロンベ壁を設計し、ラダックの家庭でのトロンベ壁の建設を推進しています。これは、ラダキスが熱源として火に代わるクリーンで信頼できる代替手段であることを示しています。従来の燃料である糞は燃焼が悪く、厳しい冬の気温からの回復も不十分です。くすぶっている糞は大量の煙を発生させ、空気を汚し、多くの健康上の問題を引き起こします。トロンベの壁は寒さと煙の両方から解放されます。ラダックには年間約 320 日の日照時間があり、伝統的な建築材料である石と日干しレンガは、トロンベの壁に熱を集めるのに必要な熱質量を提供します。[2]
ラダックのドゥルク ホワイト ロータス スクールは、トロンベの壁[3]を「適切な設計と開発のモデル」の一部として使用しています。[4]
参考文献
- ↑までジャンプします:1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 チャン、ホイエン (2010)。「パッシブ太陽熱冷暖房技術のレビュー」。再生可能および持続可能なエネルギーのレビュー 14 (2): 781-789。
- ↑ ヘイルズ、キャロリン (1986)。ラダックプロジェクト。文化的サバイバル、10.3 (1986 年秋) 山岳民族。http://www.culturesurvival.org/publications/culture-survival-quaterly/hales/ladakh-projectから取得。
- ↑ ドゥクパ・トラスト (2008)。持続可能なデザインの例ページ。http://www.dwls.org/Sustainable-Design-Examples.htmlから取得。
- ↑ ドゥクパ・トラスト (2008)。受賞概要ページ。http://www.dwls.org/Overview-Of-Awards.htmlから取得。