Pasívne chladenie vymysleli už dávno
Už dávnejšie ma zaujal jeden článok v SME o klimatizáciách. Bola tam fotografia zvláštnej stavby, zvanej bádgir, ktorú v suchom a horúcom podnebí ľudia využívajú ako pasívne chladenie domu už viac ako 3-tisíc rokov.
Téma ma veľmi zaujala: načo míňať elektrinu na niečo, čo funguje bez nej? Na pasívne chladenie v mestách Blízkeho východu som si preto posvietila.
Život prispôsobený teplu
Prvé mestá vznikli na miestach, kde bola voda, úrodná pôda a pre život príjemná klíma. V priebehu dlhých stoviek (tisícov) rokov ľudia postupne v okolí týchto miest vytvorili púšť. Príjemná klíma zmizla, obyvatelia ostali, a prispôsobili sa novým, nehostinným, podmienkam horúcich dní na púšti či polopúšti.
Mesto Yazd sa nachádza uprostred nehostinnej púšte, kde letné teploty bežne stúpajú na 40°C
zdroj: RESOURCE QUALITY CASCADES IN TRADITIONAL LOW EXERGY TECHNOLOGIES: THE QANATS AND BADGIRS OF YAZD; Susan ROAF
Teplu prispôsobili aj rytmus života. V tých najhorúcejších hodinách odpočívajú a vykonávajú len nevyhnutný pohyb. Miestnosti v dome rozdelili na rannú, dennú, večernú a nočnú časť. Podľa toho, ako sa pohybovali teploty v jednotlivých častiach domu, sa pohybovali aj jeho obyvatelia: ráno a večer na prízemí, v suteréne počas najteplejších hodín dňa a v noci.
Okrem toho boli dostatočne vynaliezaví a nepoznali copyright. Preto mohli “okukať” od suseda, keď vymyslel niečo užitočné a spoločnými silami vyvinuli sofistikovaný spôsob vetrania a ochladzovania interiérov obydlí pomocou bádgirov – “veterných veží” či, v doslovnom preklade, “lapačov vetra”. Keďže nemali zdroje energie aké poznáme dnes, museli si vystačiť len s pasívnym chladením za pomoci vetra a vody, bez zbytočne pridanej energie.
Jedno z miest, ktoré je preslávené veternými vežami je Yazd ležiaci v centre Iránu. Podnebie v tomto meste je veterné a horúce. Letné teploty vystupujú nad 40°C. Preto tu bádgiry slúžia dodnes.
Bádgir – veterná veža
Bádgiry sú nesmierne účinné ochladzovače vzduchu, ktoré vytvoria príjemnú klímu len za pomoci vetra a vody. Veterná veža presahuje strechu domu o 0,5 až 2 metre a je rozdelená do niekoľkých šácht. Je orientovaná tak, aby do jednej šachty prúdilo čo najviac vzduchu do domu a ďalšími von. Interiér domu je prispôsobený tomu, aby v ňom vzduch plynulo prúdil rýchlosťou 0,3-1,5m/s. Stropy sú jemne klenuté, v stenách medzi miestnosťami sú prieduchy. Aby mal prúdiaci vzduch kadiaľ z domu odísť, sú v stropoch niektorých miestností malé komíny a prieduchy vedúce do nádvoria s bazénom, ktoré je neoddeliteľnou súčasťou každého domu.
Jemný chladný prievan ochladzuje obyvateľov aj múry domu.
Pasívne chladenie počas dňa
Zachytený vietor je šachtou veternej veže zvedený na prízemie, niekedy až do pivnice. Cestou sa schladí o 1-4°C. V niektorých dňoch je toto ochladenie dostačujúce, pretože teplota prúdiaceho vzduchu klesne až na 34°C.
Schéma prúdenia vzduchu z bádgiru cez jednotlivé časti domu
zdroj: RESOURCE QUALITY CASCADES IN TRADITIONAL LOW EXERGY TECHNOLOGIES: THE QANATS AND BADGIRS OF YAZD; Susan ROAF
Aby bol vzduch ešte chladnejší, prúdi ponad hladinu chladnej vody v malých bazénoch v podzemných častiach domu. V tomto prípade teplota vzduchu klesá z bežných 40°C až na 30°C.
Bohatšie domy majú prístup k tzv. Qanatu. Je to sieť kanálov s pomaly prúdiacou vodou hlboko pod úrovňou zeme. Vodu privádzajú z hôr a jej teplota nevystúpi nad 13°C. Vďaka Qanatu si obyvatelia domu môžu prúdiaci vzduch ochladiť o ďalších 5°C.
Keď pivnicou preteká voda z Qanatu, teplota klesá na 25°C
Ak dom nemá prístup ku Qanatu, vzduch v pivnici sa zvyčajne ochladzuje nad bazénom s vodou.
zdroj: RESOURCE QUALITY CASCADES IN TRADITIONAL LOW EXERGY TECHNOLOGIES: THE QANATS AND BADGIRS OF YAZD; Susan ROAF
Tí, čo nemajú prístup ku Qatanu, počas najhorúcejších letných dní kropia podlahy vodou, ktorá miestnosti ďalším odparovaním ochladzuje.
Pasívne chladenie počas noci
V nočných hodinách vietor v Yazde ustáva a prúdenie vzduchu sa mení. Počas veľmi chladných nocí studený vzduch klesá do domu všetkými šachtami bádgiru (veternej veže) a z domu vychádza otvormi orientovanými do nádvoria.
Keď sú noci teplejšie, vzduch do domu prúdi z nádvoria a vychádza cez bádgir ako cez komín. Aj tu sa využíva vyparovanie vody na ochladzovanie okolitého vzduchu, podobne ako pri zelených strechách či stenách. Na to slúži práve bazén s vodou na nádvorí.
Každé nádvorie má nádrž s vodou. Fontána je na ochladzovanie vzduchu ešte výkonnejšia. Zdroj: Flickr.com
Inšpirácia pre architektov
V čase, keď ekologické a zelené stavby idú do popredia, je pre architektov a projektantov obrovská výzva stavať domy s nízkou spotrebou energie. Technológií je veľké množstvo, no mne sa najviac páčia také, ktoré sú vo svojom princípe veľmi jednoduché. Preto som rada, že aj tejto prastarej technológii klimatizovania domov sa v posledných desaťročiach venuje veľa pozornosti.
Škola Seaside School, Lancing 
Nemocnica Royal Chelsea Hospital 
Zion Visitor Center, Utah 
Hotel Breeze Amsterdam
Teším sa z toho, ako vedci skúmajú, merajú a prepočítavajú vplyv tvaru, výšky a prierezu veternej veže na rýchlosť a teplotu prúdenia vzduchu, aby mohli architekti s inžiniermi túto technológiu aplikovať nielen v moderných budovách postavených pre ľudí s vysokými nárokmi. Ale aj v lokalitách s vyššou relatívnou vlhkosťou vzduchu a nižšími letnými a vyššími zimnými teplotami.
Na druhej strane verím, že jedného dňa pochopíme, že klíma v našich zemepisných šírkach sa zmenila, a keď je vonku horúco, máme mať siestu. Že keď sa chceme správať ekologicky, nemáme počas horúcich dní podávať výkony, ale odpočívať za zavretými okenicami. Len tak znížime spotrebu energie a uhlíkovú stopu.