Cool running: Passive radiative cooling to sub-ambient temperatures inside naturally ventilated buildings
Notice bibliographique
Résumé
One priority for avoiding runaway climate change is finding viable alternatives to mechanical air-conditioning.Recent advances in daytime radiative cooling materials are promising.However, researchers have not yet shown how to use them for passive cooling below ambient temperature indoors.Ventilation is challenging in this regard as healthy air changes will heat the sub-ambient interior.We present a field study using analog models to observe how daytime radiative cooling materials can passively reject heat from inside naturally ventilated buildings.We mounted two test boxes on a rooftop in Southern California, replicating in miniature the thermal loads, losses, and air changes for one occupant.The control box represented a reference 'gold standard' for passive cooling: internal thermal mass with night ventilation.The test box had an uninsulated metal roof with a top surface for daytime radiative cooling.Both boxes had internal heat sources with ventilation driven not by wind but by buoyancy.Under clear skies, the test box maintained an interior temperature of 3.9 +/-4.8 °C below the mean prevailing exterior temperature while venting 6.9 +/-0.3 air changes per hour during the day.In comparison, the control box maintained an interior temperature of 5.0 +/-1.7 °C above the mean prevailing exterior temperature while venting 8.6 +/-0.1 air changes per hour during the night.We show with a calibrated model how to improve the sub-ambient temperature stability of the test box with more thermal mass in the roof and how to scale up the results to actual buildings. Significance Statement.In a warming world, new passive cooling techniques could help curtail the growing demand for mechanical air-conditioning and the resulting emissions that further heat the planet.Recent breakthroughs in passive radiative cooling materials, which reflect sunshine while emitting infrared heat into cold outer space, show promise.But it's unclear how these materials could replace mechanical heat rejection in well-ventilated buildings.In a field experiment with two model buildings, each scaled to one person's heat load and fresh air needs, we show how to chill the air below the ambient temperature inside a naturally ventilated enclosure by coupling terrestrial radiation, thermal mass, and gravity-driven air changes, while outperforming a reference 'gold standard' for passive cooling.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».