Impact of climate warming on passive night cooling potential

Night-time ventilation is often seen as a promising passive cooling concept. However, as it requires a sufficiently high temperature difference between ambient air and the building structure, this technique is highly sensitive to changes in climatic conditions. In order to quantify the impact of climate warming on the night-time ventilative cooling potential in Europe, eight representative locations across a latitudinal transect were considered. Based on a degree-hours method, site-specific regression models were developed to predict the climatic cooling potential (CCP) from minimum daily air temperature (Tmin). CCP was computed for present conditions (1961-90) using measured Tmin data from the European Climate Assessment (ECA) database. Possible time-dependent changes in CCP were assessed for 1990-2100, with particular emphasis on the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) 'A2' and 'B2' scenarios for future emissions of greenhouse gases and aerosols. Time-dependent, site-specific Tmin scenarios were constructed from 30 Regional Climate Model (RCM) simulated data sets, as obtained from the European PRUDENCE project. Under both emissions scenarios and across all locations and seasons, CCP was found to decrease substantially by the end of the 21st century. For the six Central and Northern European locations (47N) CCP was found to decrease in summer (June-August) by 20-50%. For the two Southern European locations (Madrid and Athens), future CCP was found to become negligible during the summer and to decrease by 20-55% during the spring and the autumn. The study clearly shows that night-time cooling potential will cease to be sufficient to ensure thermal comfort in many Southern and Central European buildings. In Central and Northern Europe, a significant passive cooling potential is likely to remain, at least for the next few decades. Upper and lower bound estimates for future CCP were found to diverge strongly in the course of the 21st century, suggesting the need for flexible building design and for risk assessments that account for a wide range of emissions scenarios and uncertainty in climate model results. La ventilation nocturne est souvent considre comme un concept de refroidissement passif prometteur. Toutefois, cette technique ncessitant une diffrence de temprature suffisamment leve entre l'air ambiant et la structure du btiment, elle est trs sensible aux changements des conditions climatiques. Pour quantifier l'impact du rchauffement climatique sur les possibilits de refroidissement par ventilation nocturne, on a considr huit emplacements reprsentatifs sur une transversale latitudinale en Europe. Sur la base d'une mthode 'degrs-heures', on a dvelopp des modles de rgression spcifiques des sites pour prvoir le potentiel de refroidissement climatique (CCP) partir de la temprature quotidienne minimale de l'air (Tmin). On a calcul le CCP pour les conditions prsentes pendant la priode 1961-90 en utilisant les donnes Tmin de la base de donnes ECA (Evaluation du climat europen). On a valu de possibles changements du CCP lis la dure pour la priode 1990-2100, en mettant l'accent sur les scnarios A2 et B2 du GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'volution du climat) relatifs aux futures missions de gaz effet de serre et aux arosols. Des scnarios lis la dure, avec Tmin spcifiques aux sites ont t labors partir de 30 ensembles de donnes de modles de climats rgionaux simuls obtenus dans le cadre du projet europen PRUDENCE. Pour les deux scnarios d'mission et pour tous les emplacements et saisons, on a constat que le CCP diminuait de faon substantielle ds la fin du XXIe sicle. Pour les six emplacements en Europe centrale et en Europe du Nord (47 nord), on a constat que le CCP diminuait de 20-50% (juin-aot). Pour les deux emplacements en Europe du Sud (Madrid et Athnes), on a constat que le futur CCP devenait ngligeable pendant l't et diminuait de 20-55% pendant le printemps et l'automne. Cette tude montre clairement que le potentiel de refroidissement nocturne cessera d'tre suffisant pour assurer le conf rt thermique dans de nombreux btiments construits en Europe du Sud et en Europe centrale. En Europe centrale et en Europe du Nord, un potentiel significatif de refroidissement passif va vraisemblablement durer pendant au moins les prochaines dcennies. Il s'est avr que les estimations suprieures et infrieures du futur CCP divergeaient nettement dans le courant du XXIe sicle, ce qui suggre la ncessit de concevoir les btiments avec souplesse et d'valuer le risque en tenant compte d'une large gamme de scnarios d'mission et de l'incertitude des rsultats des modles climatiques. Mots cls: changements climatiques, scnarios climatiques, potentiel de refroidissement climatique, ventilation nocturne, refroidissement passif, Europe.