パッシブソーラーシステム – HiSoUR 芸術文化美術歴史

パッシブソーラーシステムは、妥当性（形態は機能に従う、彫刻は背景に残っている）の下でデザインの従属で、古典的なモダニズムとその流れと受容の伝統に正式にある独立した建築様式になりつつあります。機能主義に割り当てる。パッシブソーラー建築設計では、冬に太陽熱を集め、貯蔵し、反射し、分配し、夏に太陽熱を拒絶するために、窓、壁、および床が作られる。これは受動型太陽熱設計と呼ばれ、能動型太陽熱加熱システムとは異なり、機械的および電気的装置の使用を伴わないためである。

パッシブソーラービルを設計する鍵は、正確なサイト分析を実行する地方の気候を最大限に活用することです。考慮すべき要素には、ウィンドウの配置とサイズ、グレージングタイプ、断熱、熱量、シェーディングなどがあります。パッシブソーラー設計技術は、新しい建物に最も簡単に適用することができますが、既存の建物を改造または改装することができます。

主要パッシブソーラービルの構成
3つの主なパッシブソーラーエネルギー構成があります。

直接太陽系
間接太陽光システム
孤立した太陽系

パッシブ・エネルギー・ゲイン
積極的な太陽光技術は、能動的な太陽光とは対照的に、能動的な機械システムなしで太陽光を利用する。このような技術は、太陽光を使用可能な熱（水、空気、熱質量）に変換し、換気のための空気の動き、または将来の使用を引き起こし、他のエネルギー源をほとんど使用しない。一般的な例は、建物の赤道側のソラリウムです。パッシブ冷却は、同じ設計原理を使用して夏の冷却要件を削減することです。

いくつかのパッシブシステムでは、ダンパー、シャッター、夜間断熱材、および太陽エネルギーの収集、保管、使用を強化し、望ましくない熱伝達を低減するその他の装置を制御するために、少量の従来のエネルギーを使用します。

パッシブソーラー技術には、宇宙暖房のための直接的および間接的な太陽光発電、サーモサイフォンに基づく太陽熱温水システム、屋内空気温度変動を緩和するための熱質量および相変化材料の使用、ソーラークッカー、自然換気を高めるソーラーチムニー、アース・シェルター。

より広範には、パッシブソーラー技術にはソーラー炉が含まれるが、これは典型的には集光ミラーまたはレシーバーを整列させるためにある程度の外部エネルギーを必要とし、歴史的には広範な使用に実用的または費用効果があるとは証明されていない。宇宙および水の加熱のような「低グレード」エネルギー需要は、太陽エネルギーの受動的使用のためのより良い用途であることが長年にわたって証明されている。

直接太陽系
直接利得パッシブソーラーシステムでは、屋内空間はソーラーコレクタ、吸熱器、配電システムとして機能します。北半球の南向きのガラス（南半球の北向き）は、太陽エネルギーを直接的に（輻射エネルギー吸収）またはコンクリートや石積みなどの建物の熱質量を間接的に（対流によって）加熱する建物内部に受け入れます床と壁。熱質量として作用する床および壁は、建物の機能的部分として組み込まれ、日中の加熱の強度を調節する。夜間には、加熱された熱量が室内空間に熱を放射します。

寒い気候では、日焼けした建物は、直接熱量を増やすことなく、南向きの窓ガラスをわずかに増加させることを含む最も基本的なダイレクトゲインパッシブソーラー構成です。これは、建物の外囲器が十分に絶縁されており、東西方向に伸びており、南側の窓の大部分（〜80％以上）を占めるダイレクトゲインシステムの一種です。それは、建物内に既に存在するもの（すなわち、フレーム、壁ボードなど）を超えた熱質量をほとんど追加していません。日当たりの良い建物では、過熱を防止するために、南向きの窓面積を全床面積の約5〜7％に制限する必要があります。より多くの熱量が加えられた場合にのみ、南向きの窓ガラスを追加することができます。このシステムではエネルギーの節約は控えめで、太陽の焼き戻しは非常に低コストです。

真の直接利得パッシブソーラーシステムでは、屋内空気の大きな温度変動を防ぐには十分な熱質量が必要です。日焼けした建物よりも多くの熱量が必要です。建物の内部が過熱すると、熱量が不十分または不十分になることがあります。床の内面の約2分の1から3分の2、壁および天井は蓄熱材で作られなければならない。蓄熱材には、コンクリート、煉瓦、レンガ、水などがあります。床や壁の熱質量は、機能的にも審美的にも可能な限り裸に保つ必要があります。熱量は直射日光にさらす必要があります。壁から壁へのカーペット、大型の投げ敷物、広々とした家具、大きな壁掛けは避けるべきです。

典型的には、約1ft2の南向きのガラスの場合、熱質量（5〜10m2当たり1m3）に対して約5〜10ft3の熱質量が必要です。壁と床の被覆材や家具が最小から平均までを占める場合、これは通常、太陽光が直接表面に当たるかどうかによって、南向きのガラスの1フィートあたり5~10フィート2（5~10m2 / m2）に相当します。最も簡単な経験則では、熱質量領域は直接利得コレクタ（ガラス）領域の表面積の5〜10倍の領域を有するべきである。

固体の熱質量（コンクリート、石積み、石材など）は、比較的薄く、厚さは約4インチ（100mm）以下でなければなりません。大部分の暴露された区域と、日中少なくとも2時間（最低2時間）の直射日光を受けた熱量が最もよく働きます。中程度から暗く、吸収率の高い色は、直射日光の当たる熱質量要素の表面に使用してください。日光と接触していない熱質量は、どのような色でもかまいません。軽量要素（例えば、乾式壁の壁や天井）には、任意の色を使用できます。暗く曇っている時間帯と夜間の時間帯に、ぴったりフィットして可動性の断熱パネルでグレージングを覆うことで、ダイレクトゲインシステムの性能が大幅に向上します。プラスチックや金属製の格納容器内に含まれ、直射日光中に置かれた水は、自然対流熱伝達のために固体の質量よりも迅速かつ均一に加熱されます。対流プロセスはまた、暗い色の固体表面が直射日光を浴びたときに表面温度が極端に高くなるのを防ぐ。

気候や適切な熱量に応じて、ダイレクトゲインシステムの南向きのガラス面積は、床面積の約10〜20％（例えば、100平方フィートの床面積のガラスの10〜20ft2）に制限する必要があります。これはネットガラスまたはグレージング領域に基づいていなければなりません。ほとんどのウィンドウには、全体のウィンドウ単位領域の75〜85％のネットガラス/グレージング領域があります。このレベルを超えると、オーバーヒート、グレア、ファブリックの退色などの問題が発生する可能性があります。

間接ソーラーシステム
間接利得パッシブソーラーシステムでは、熱質量（コンクリート、石造り、または水）が南向きのガラスのすぐ後ろにあり、加熱された屋内空間の前に位置しているため、直接加熱はありません。日光が屋内空間に入るのを防ぐことができ、またガラスを通しての視界を妨げる可能性がある。間接利得システムには、蓄熱壁システムと屋根池システムの2種類があります。

蓄熱（トロンベ）壁

トロムベの壁と呼ばれることが多い蓄熱壁システムでは、南向きのガラスの直ぐ後ろに巨大な壁があり、太陽エネルギーを吸収して夜間に建物の内部に向かって選択的に放出します。壁は、現場打ちのコンクリート、レンガ、縞模様、石、または固体（または充填された）コンクリートの石積みユニットで建設することができます。太陽光はガラスを通って入り、直ちにマスウォールの表面に吸収され、マテリアルマスを介して内部空間に貯蔵されるかまたは伝導される。熱質量は、質量と窓領域との間の空間に入るほど速く太陽エネルギーを吸収することができない。この空間内の空気の温度は、容易に120°F（49℃）を超えることがあります。この熱風は、壁の上部に熱分配用の通気孔を組み込むことによって、壁の内側の空間に導入することができる。この壁システムは、最初にその発明者、エドワード・モースによって1881年に構想され、特許取得されました。このシステムが時々命名されたフェリックス・トロンベは、1960年代にフランスのピレネーでこの設計を用いていくつかの家を建てたフランスの技術者でした。

蓄熱壁は、典型的には、暗色の吸熱仕上げ（または選択表面）で被覆され、高透過率ガラスの単層または二重層で覆われた厚さ4〜16インチ（100〜400mm）の石積み壁からなる。ガラスは、典型的には、小さな空域を作るために、壁から3/4インチから2インチのところに置かれる。いくつかの設計では、質量はガラスから1〜2フィート（0.6m）離れて位置していますが、スペースはまだ使用できません。熱質量の表面は、それに当たる日射を吸収し、夜間使用のために保管します。直接蓄熱システムとは異なり、蓄熱壁システムは、過度の窓面積および内部空間のグレアなしに受動的な太陽熱を提供する。しかし、ビューと昼光を利用する能力は排除されます。壁の内部が内部空間に開放されていない場合、Trombe壁の性能は低下する。壁の内面に設置された家具、本棚、壁掛けキャビネットは、性能を低下させます。

一般に通気式蓄熱壁とも呼ばれる古典的なトロンベ壁は、自然対流によって屋内空気がそれらを通って流れることを可能にする質量壁の天井および床レベルの近くに操作可能な通気孔を有する。太陽放射はガラスと壁の間に閉じ込められた空気を加熱し、それが上昇し始める。空気は下側通気口に引き込まれ、次にガラスと壁の間の空間に引き込まれ、日射によって加熱され、その温度を上昇させて上昇させ、次いで天井（天井）を通って室内空間に戻る。これにより、壁が加熱された空気を空間に直接導入することができる。通常約90°F（32℃）の温度で行われる。

ベントが夜間（または曇った日）に開いたままにされていると、対流的な気流の逆転が発生し、屋外で散逸することによって熱を浪費します。ベントは夜間に閉じなければならず、貯蔵壁の内面からの輻射熱が室内空間を加熱する。一般に、通気口は熱収量が不要な夏季には閉鎖されます。夏期には、壁の上部に設置された外部排気口を開いて外部に通気することができます。このような通気は、システムを日中の建物を通る空気を駆動するソーラーチムニーとして機能させる。

内部に通気された排気された蓄熱壁は、穏やかな天気の日や夏の間は日中熱をあまり伝えないので、やや効果がないことが分かっています。彼らは単に過熱して快適な問題を作り出します。ほとんどのソーラー専門家は、蓄熱壁を室内に通気しないことを推奨しました。

トロムベ壁システムには多くのバリエーションがあります。防護されていない蓄熱壁（技術的にはトロムベの壁ではない）は、外面に太陽エネルギーを取り込み、加熱して内面に熱を伝導し、内部の壁面から後日室内に放射します。ウォーターウォールは、熱質量として使用される水槽またはタンクからなるタイプの熱量を使用します。

典型的な防護されていない蓄熱壁は、外面に暗色の吸熱性材料を有し、単一または二重のガラスの面に面する南向きの石積みまたはコンクリート壁からなる。高透過ガラスはマス・ウォールへの太陽光発電を最大限にします。ガラスは、壁から3〜6インチ（20〜150mm）離れて配置され、小さな空域を作ります。ビニールが軟化し、壁のガラスの後ろに存在する可能性がある180°F（82°C）の温度で木材が超乾燥するため、ガラスフレームは通常金属（例えばアルミニウム）です。ガラスを通過する太陽光からの熱は、暗い表面に吸収され、壁に保存され、石積みを通してゆっくりと内向きに伝導される。建築上の詳細として、パターン化されたガラスは、太陽透過率を犠牲にすることなく壁の外部の可視性を制限することができる。

ウォーターウォールは、固いマスウォールの代わりに熱マスのための水の容器を使用します。水の壁は、典型的には固体の塊の壁よりもわずかに効率的である。なぜなら、液体の水が加熱されるときに対流が発生するために、より効率的に熱を吸収するからである。これらの電流は、固体の質量壁によって提供されるよりも急速な混合および建物への熱の迅速な移動を引き起こす。

外側壁面と内側壁面との間の温度変化は、質量壁を介して熱を駆動する。しかし、建物内では日中の熱収支が遅れ、太陽が設置されているため夜間の熱質量の内面でのみ利用可能になっています。タイムラグは、日光が最初に壁にぶつかるときと、熱が建物の内部に入るときとの間の時間差である。タイムラグは、壁に使用される材料のタイプと壁の厚さによって決まります。厚さが厚いほど、時間差が大きくなります。熱質量の時間遅れ特性は、温度変動を減衰させることと相まって、より均一な夜間熱源として、日中の様々な太陽エネルギーを使用することを可能にする。自然な照明や審美的な理由からWindowsを壁に設置することはできますが、効率をいくらか低下させる傾向があります。

蓄熱壁の厚さは、レンガの場合は約10~14インチ（250~350mm）、コンクリートの場合は12~18インチ（300~450mm）、アース/アロブの場合は8~12インチ（200~300mm）、および水に対して少なくとも6インチ（150mm）である。これらの厚さは、夜遅くに屋内の表面温度がピークに達するように、熱の移動を遅らせる。熱は建物の内部に達するまでに約8~10時間かかります（コンクリートの壁を1時間あたり約1インチの速度で移動します）。内部空間への熱伝達を最大にするには、内壁仕上げ（例えば、乾式壁）と熱質量壁との間の良好な熱接続が必要である。

蓄熱壁の位置は、屋内空間の昼間の過熱を最小限に抑えるが、断熱された建物は、加熱される床面積の1ft2あたり約0.2~0.3ft2の熱質量壁面に制限されるべきである（0.2~0.3m2 / m2床面積）である。ウォーターウォールは床面積1ft2（0.15〜0.2m2 / m2）あたり約0.15〜0.2ft2のウォーターウォール表面を有するべきである。

熱質量壁は、昼間（昼夜）の温度変動（南西、山西など）が高い晴れた冬の気候に最適です。曇った気候や非常に寒い気候、あるいは日周の気温が大きくない気候では、これらはうまく機能しません。壁の熱質量による夜間の熱損失は、曇った気候や寒い気候では依然として重大なものになります。壁は1日足らずで蓄熱を失い、その後熱を漏らし、バックアップの暖房要件を劇的に高める。曇りの長い時間帯と夜間の時間帯にぴったりとフィットし、可動性のある断熱パネルで窓ガラスを覆うことで、蓄熱システムの性能が向上します。

蓄熱壁の主な欠点は、外部への熱損失である。ほとんどの気候で熱損失を減らすためには、二重ガラス（ガラスまたはプラスチックのいずれか）が必要です。マイルドな気候では、単一のガラスが許容されます。蓄熱壁の外面に適用される選択的表面（高吸収/低放射表面）は、ガラスを介して放射される赤外線エネルギーの量を低減することによって性能を改善する。典型的には、毎日の設置および絶縁パネルの取り外しを必要とすることなく、同様の性能の改善を達成する。選択的表面は、壁の外側表面に接着された金属箔のシートからなる。それは太陽スペクトルの目に見える部分のほとんどすべての放射線を吸収し、赤外領域ではほとんど放出しません。吸光度が高いと、壁面で光が熱に変わり、放射率が低いために熱がガラスに向かって放射されなくなります。

屋根池システム

屋根池パッシブソーラーシステムは、ソーラールーフと呼ばれることもありますが、屋根の上に保管された水を使用して、通常は砂漠の環境で高温と寒い内部温度を調整します。典型的には、平らな屋根の上に6〜12インチ（150〜300mm）の水を保持する容器で構成される。放射性物質を最大にして蒸発を最小限に抑えるために、水は大きなビニール袋やガラス繊維容器に保管されています。それは無色のままにすることができ、または艶出し剤で覆うことができる。太陽光線は、蓄熱材として働く水を加熱します。夜間または曇った天候の間は、コンテナを断熱パネルで覆うことができます。屋根池の下の屋内空間は、上の屋根池貯蔵庫から放出される熱エネルギーによって加熱される。これらのシステムは、35〜70 lb / ft2（1.7〜3.3 kN / m2）のデッド・ロードをサポートするために、良好な排水システム、可動絶縁、および強化された構造システムを必要とします。

日中の太陽光の入射角によって、屋根の池は、暑いから温暖な気候で、低および中緯度での加熱にのみ有効です。屋根池システムは、暑い、低湿度の気候での冷却の方が優れています。多くのソーラールーフは建設されておらず、蓄熱ルーフの設計、コスト、性能、および建設の詳細に関する情報は限られています。

孤立した太陽系
隔離された利得のパッシブソーラーシステムでは、構成要素（例えば、コレクターおよび蓄熱体）が建物の屋内から隔離される。

太陽の部屋またはソラリウムとも呼ばれる、取り付けられた太陽の空間は、ガラスの内部空間または建物の一部であるかまたは取り付けられているが、主な占有領域から完全に閉鎖されている部屋を備えた、孤立した利得の太陽系の一種である。それは、ダイレクトゲインと間接ゲインのシステム特性の組み合わせを利用する付属温室のように機能します。太陽の空間は温室のように見えるかもしれませんが、温室は植物を育てるように設計されていますが、太陽の空間は建物に熱と美学を提供するように設計されています。サンスペースは、建物の生活領域を拡大し、植物や他の植生を育てるためのスペースを提供するため、非常に人気のあるパッシブデザイン要素です。しかし、穏やかな気候や寒い気候では、非常に寒い時期に植物を凍らせないために補助的な空間加熱が必要です。

付属のサンスペースの南向きのガラスは、直接利得システムのように太陽エネルギーを収集します。最も単純な日除け設計は、オーバーヘッドグレージングのない垂直窓を設置することです。日除けは、豊富なグレージングによって高い熱収支と高い熱損失を経験することがあります。水平および傾斜したグレージングは冬に多くの熱を集めますが、夏季の過熱を防ぐために最小限に抑えられています。オーバーヘッドグレージングは審美的に快適ですが、断熱された屋根はより良い熱性能を提供します。スカイライトは、昼光潜在力を提供するために使用できます。垂直グレージングは、太陽の角度が低い冬の益を最大化し、夏の間に熱の発生を少なくすることができます。垂直型ガラスは、安価であり、設置および絶縁が容易であり、漏れ、曇り、破損および他のガラスの破損が起こりにくい。サマーシェーディングが提供されている場合は、垂直グレージングと傾斜グレージングの組み合わせが許容されます。夏にグレージングを陰にするためには、よくデザインされたオーバーハングが必要です。

熱損失および利得によって引き起こされる温度変化は、熱質量および低放射率窓によって緩和することができる。熱質量は、石積みの床、家に接する石積みの壁、または水の容器を含むことができる。建物への熱の分配は、天井および床の換気口、窓、ドア、またはファンによって行うことができます。一般的な設計では、居住空間に隣接する日射空間の背面に位置する熱質量壁は、間接利得熱質量壁のように機能する。日射空間に入る太陽エネルギーは熱質量に保持される。太陽熱は、太陽空間の後部にある共用の質量壁を通って通気することによって、また換気（換気されていない蓄熱壁のような）または対流によって太陽空間から室内空間への空気の流れを可能にする壁の開口部を通って、通気された蓄熱壁のような）。

寒い気候では、二重グレージングを使用して、ガラスを通って外部に伝導する損失を減らす必要があります。夜間の熱損失は、冬季には重要であるが、太陽空間は建物の残りの部分から閉鎖することができるので、直接的な利得システムと同様に日射空間においては不可欠ではない。温暖な気候では、夜間に太陽の空間を建物から熱隔離することが重要です。大型のガラスパネル、フレンチドア、または建物と取り付けられた日差しとの間の滑りガラスのドアは、オープンスペースに伴う熱損失なしにオープン感を保ちます。

石積みの断熱壁を持つ日射空間は、気候に応じて、加熱される床面積の1平方フィート当たり約0.3平方メートルの熱質量壁面（床面積の1平方メートルあたり0.3平方メートル）を必要とする。壁の厚さは、蓄熱壁に似ていなければなりません。水空間が日射空間と居間の間で使用される場合、加熱されている床面積の1フィートあたり約0.20ft2の熱質量壁面（0.2m2 / m2の床面積）が適切である。ほとんどの気候では、過熱を防ぐために夏季に換気システムが必要です。一般に、熱反射ガラスの使用やサマーシェーディングシステム領域の提供など、夏のオーバーヒートに特別な注意を払わずに、広大なオーバーヘッド（水平）および東西方向のガラス領域を日射空間に使用しないでください。

サーマルマスの内部表面は暗い色にする必要があります。可動性の断熱材（窓覆い、日よけ、シャッターなど）は、日没後と曇天時の両方で暖かい空気を日差しの中に閉じ込めるのに役立ちます。非常に暑い日の間に閉じたとき、窓カバーは太陽の空間が過熱するのを防ぐのに役立ちます。

快適性と効率を最大にするために、非ガラスの日射の壁、天井、土台は十分に絶縁されていなければなりません。基礎壁またはスラブの周囲は、霜のラインまたはスラブの周囲に絶縁されている必要があります。温暖な気候では、日差しの東と西の壁は断熱されている必要があります（ガラスなし）。

追加措置
夜間の窓の被覆や移動可能な窓の断熱などの熱損失を減らすための対策が講じられます。

蓄熱
太陽はいつまでも光りません。蓄熱または熱質量は、太陽がそれを加熱できないときに建物を暖かく保つ。

日帰りソーラーハウスでは、ストレージは1日または数日間設計されています。通常の方法は、特注の熱質量です。これには、トロンベの壁、換気コンクリートの床、水槽、水の壁または屋根の池が含まれます。また、現場での熱質量をそのまま使用することもできるし、銀行による構造物への組み込みまたは構造媒体としての打ち上げ土を使用することも可能である。

亜寒帯地域、または太陽光のない期間が長い地域（霧の凍結など）では、目的地の熱量は非常に高価です。ドン・スティーブンスは、年間の蓄熱に十分な大きさの熱質量として地盤を使用するための実験的技術を開発しました。彼のデザインは家の下に3mの孤立したサーモサイフォンを設置し、6mの防水スカートで地面を断熱します。

絶縁
断熱材または超絶縁材（種類、配置および量）は、望ましくない熱の漏れを低減します。受動的な建物の中には、

特別なグレージングシステムと窓被覆
直接的な太陽光利得システムの有効性は、絶縁性（二重窓ガラス）、スペクトル選択性グレージング（低e）、または移動可能な窓断熱（窓のキルト、二重の内部断熱シャッター、陰影など）によって著しく向上する。

一般的に、赤道に面する窓は、太陽光を抑制するグレージングコーティングを使用すべきではありません。

ドイツパッシブハウス標準では、断熱窓が広く使用されています。異なるスペクトル選択的窓被覆の選択は、設計位置に対する加熱対冷却度日数の比に依存する。

グレージングの選択

赤道に面するガラス
垂直赤道面ガラスの要件は、建物の他の3つの側面とは異なります。反射窓コーティングおよびガラスの複数の窓ガラスは、有用な太陽光利得を減少させることができる。しかし、ダイレクトゲインシステムは熱損失を減らすために二重または三重のグレージングに依存しています。間接利得および孤立利得構成は、単一ペイントのグレージングでも効果的に機能します。それにもかかわらず、最適な費用対効果の高いソリューションは、ロケーションとシステムの両方に依存します。

屋根付きガラスと天窓
スカイライトは、過酷な直接的な天井の太陽光と眩しさを水平（平坦な屋根）または屋根の斜面と同じ角度で吹き付けることを認めています。場合によっては、屋根の入射角に応じて、日射の強さ（および激しい眩しさ）を増加させるために、水平の天窓をリフレクターとともに使用します。地平線で冬の太陽が低くなると、ほとんどの太陽放射は屋根付きのガラスから反射します（入射角は屋根付きガラスの午前と午後とほぼ平行です）。夏の太陽が高くなると、天井のガラスにほぼ直角になり、間違った時期に太陽光を最大にし、太陽熱炉のように働きます。寒い冬の夜には自然対流（温暖な気温上昇）の熱損失を減らし、温泉/夏/秋の日には強い太陽熱の増加を減らすためにスカイライトを覆い、十分に断熱する必要があります。

建物の赤道に面する側は、北半球では南、南半球では北です。赤道から離れた屋根の天窓は、太陽が建物の非赤道面（一部の緯度）で上昇する夏の日を除いて、ほとんど間接照明を提供します。東向き屋根のスカイライトは、夏の朝に最大の直接光と太陽熱の増加をもたらします。西向きのスカイライトは、一日の最もホットな部分の午後の日光と熱の増加をもたらします。

天窓の中には、夏の太陽熱の増加を部分的に減少させる高価なグレージングがあり、可視光の透過も可能です。しかし、可視光が通過することができれば、輻射熱の増加もあります（両方とも電磁放射波です）。

落葉樹の木陰に天窓を設置するか、または天窓の内側または外側に移動可能な絶縁された不透明窓カバーを追加することによって、不要な屋根の傾斜した艶出し夏の太陽熱の一部を部分的に減らすことができます。これにより、夏の昼光の便益がなくなります。樹木の手足が屋根の上に掛かっていると、雨樋の葉の問題が増え、屋根に損傷を与える氷ダムが生じ、屋根の寿命が短くなり、害虫が屋根裏部屋に入る経路が簡単になります。天窓に残っている葉や小枝は魅力的ではなく、きれいにすることができず、暴風雨の場合にはグレージングの破損のリスクが高くなります。

垂直ガラス専用の “Sawtooth roof glazing”は、屋根付きのガラスや天窓を必要とせずに、商業用または工業用建物のコアにパッシブソーラービルの設計上の利点をもたらします。

スカイライトは日光を提供します。それらが提供する唯一のビューは、ほとんどのアプリケーションで本質的に真っ直ぐです。十分に断熱されたライトチューブは、天窓を使用せずに、北部の部屋に日光をもたらすことができます。受動的な太陽熱温室は、建物の赤道側に豊富な昼光を提供します。

赤外線サーモグラフィーのカラー熱画像カメラ（正式なエネルギー監査で使用）は、寒い冬の夜や暑い夏の日に屋根付きガラスや天窓の負の熱衝撃を素早く記録できます。

米国エネルギー省は次のように述べています。「垂直窓ガラスは太陽光線のための総合的な最良の選択肢です。屋根付きガラスとサイドウォールガラスは、パッシブソーラーサンスペースにはお勧めできません。

米国DOEは、屋根のついたグレージングの欠点を説明しています。ガラスとプラスチックの構造的な強さはほとんどありません。垂直に設置した場合、ガラス（またはプラスチック）は小さな面積（グレージングの上端）のみが重力の影響を受けるため、自重を支えます。しかし、ガラスが垂直軸から傾いていくと、グレージングの面積（今は傾斜した断面）が重力に耐える必要があります。ガラスも脆い。それは壊す前にあまり曲がらない。これに対処するには、通常、グレージングの厚さを増やすか、グレージングを保持する構造サポートの数を増やす必要があります。どちらも全体的なコストを増加させ、後者は日差しの中への太陽光の量を減少させます。

傾斜したグレージングのもう一つの共通の問題は、その天候への露出の増加です。激しい日差しの中で屋根のついたガラスに良好なシールを維持することは困難です。雹、梅雨、雪、風が材料に不具合を引き起こす可能性があります。乗員の安全のために、規制当局は、通常、太陽光利得の可能性を減少させる安全ガラス、ラミネート、またはそれらの組み合わせからなる傾斜ガラスを必要とする。クラウンプラザホテルオーランドエアポートサンスペースの屋根付きガラスのほとんどは、単一の暴風で破壊されました。屋根付きガラスは建設費を増加させ、保険料を増やすことができます。縦型ガラスは屋根付きガラスよりも天候の影響を受けにくい。

夏には傾斜したグレージングを用いた日光空間、さらには穏やかで晴れのよい冬の日の中でさえ太陽熱の増加を制御することは困難である。スカイライトは空調設備が必要な気候でゼロエミッションパッシブソーラークーリングの逆説です。

入射放射線の角度
ガラスを透過する太陽光の量は入射太陽放射の角度によっても影響を受ける。垂直の45度の範囲内の1枚のガラスに当たる太陽光は、ほとんど透過（10％未満が反射）し、20％を超える垂直からの70度の太陽光が反射され、70度を上回るこの反射率は、。

入射光線の角度に基づいて反射率と透過率との比を定量化できる写真測光計およびヘリオンまたは光学ベンチを用いて、これらの因子をより正確にモデル化することができる。

代替的に、受動的なソーラーコンピュータソフトウェアは、太陽の経路、および冷却および加熱度の日がエネルギー性能に及ぼす影響を決定することができる。

操作可能な遮光および断熱装置
赤道に面するガラスが多すぎると、過度の冬、春、秋の日の暖房、年の特定の時期に不快な明るい生活空間、冬の夜や夏の過熱が発生する可能性があります。

太陽は拠点の前後6週間の同じ高度に位置していますが、拠点の前後の加熱と冷却の要件は大きく異なります。地球の表面の蓄熱は「熱の遅れ」を引き起こします。変動する雲の覆いは太陽光発電の可能性に影響します。これは、緯度に特有の固定ウインドウオーバーハングが重要である一方、完全な季節的なソーラーゲインコントロールソリューションではないことを意味します。

制御メカニズム（手動またはモーター付きの内部断熱ドレープ、シャッター、外部ロールシェードスクリーン、引き込み式日除けなど）は、熱の遅れや雲の覆いによって生じる相違を補うことができ、毎日/毎時の太陽光利得要件の変動を制御するのに役立ちます。

温度、太陽光、時間帯、部屋の±有率を監視するホームオートメーションシステムは、モーター付きの窓遮光・断熱装置を

正確に制御できます。反射色を吸収する外見色太陽熱エネルギーを反射または吸収する
ため材料と色を選ぶことができます反射や吸収の熱放射特性を決定するために電磁放射のための色に関する情報を使用することは選択を助けることができます。