Tässä blogikirjoituksessa esittelemme luonnollisen jäähdytyksen periaatteen hyödyntäen termiittikeojen ainutlaatuista ilmanvaihtorakennetta ja esimerkkejä energiansäästöarkkitehtuurista, jotka jäljittelevät tätä periaatetta.
Zimbabwelainen ympäristöarkkitehti Mick Pearce rakensi East Gate -ostoskeskuksen Harareen, Zimbabwen pääkaupunkiin, luonnollisesti ilmastoidun rakennuksen ilman ilmastointilaitteita. Rakennus pitää sisälämpötilan 24 asteessa ja säästää 90 % energiakustannuksista. Miten tämä on mahdollista Afrikassa, jossa vuoden keskilämpötila on 40 celsiusastetta? Arkkitehti Mick Pearce löysi ratkaisun afrikkalaisista termiiteistä, jotka elävät häiriintymättä pesissään, vaikka päivän ja yön välinen lämpötilaero olisi 30 celsiusastetta. Termiitit säätelevät pesiensä lämpötilaa ja kosteutta luonnollisella ilmanvaihdolla ilman ulkoista energiansyöttöä.
Vaikka Afrikan savannin lämpötila nousisi keskipäivällä 38 °C:een, termiittikeon sisällä lämpötila pysyy vakiona 30 °C:ssa. Tämän mahdollistavaa ilmanvaihtoa kutsutaan termiittikeon periaatteeksi. Mikä siis on termiittikeon periaate? Termiittikeot kohoavat korkealle taivaalle, ja niiden ulkoseinät toimivat laastina (sementin, hiekan ja veden seos).
Yläosaan tehdään tuuletusreiät kuuman ilman päästämiseksi ulos ja alaosaan viileän ilman päästämiseksi sisään. Reikiä avataan ja suljetaan tarpeen mukaan sisälämpötilan ylläpitämiseksi. Päivän aikana raikas ilma tulee sisään alemmista rei'istä ja jäähtyy sisällä olevalla viileällä ilmalla. Jäähtynyt ilma kulkee sisäisten käytävien ja huoneiden läpi, missä sen lämpötila nousee, ja poistuu sitten ylemmistä rei'istä. Yöllä, kun ilman lämpötila laskee, ilma poistuu suoraan ulos ulkoseinien lähellä olevien käytävien kautta kulkematta huoneiden läpi, jolloin se jäähdyttää päivän aikana kertyneen lämmön ja säätelee sisälämpötilaa.
Syy siihen, miksi sisälämpötila voidaan pitää 30 °C:ssa, vaikka ulkoseinien lämpötila on yli 38 °C, on seuraava. Ensinnäkin termiittipesien ulkoseinillä on erinomaiset eristysominaisuudet. Nämä eristetyt ulkoseinät toimivat ensisijaisena esteenä ulkolämpötilan muutoksille. Toiseksi sisäisten ilmanvaihtokanavien tieteellinen rakenne. Päivän aikana raikas ilma kulkee alempien käytävien läpi ja jäähtyy, ja tämä jäähtynyt ilma alentaa lämpötilaa huoneiden jokaisessa nurkassa. Kun tämä ilma lämpenee, se poistuu yläosiin. Viileä yöilma jäähdyttää sisälle kertyneen lämmön ulkoseinien lähellä olevien käytävien kautta. Tämä on samanlaista kuin tapa, jolla Stuttgartissa talot on järjestetty siten, että tuuli voi virrata tasaisesti koko kylässä, ja termiitit järjestävät pesiensä sisällä olevat ilmakanavat niin, että ilma pääsee virtaamaan vapaasti, ja avaavat ja sulkevat ilmareikiä ilmavirran suunnan hallitsemiseksi. Yhteenvetona voidaan todeta, että termiittikeot ovat energiatehokkaita rakenteita, jotka hyödyntävät passiivista suunnittelua hyödyntäen päivän ja yön välistä lämpötilaeroa jäähdyttääkseen päivän kuumuuden lämmittämiä sisätiloja viileällä ilmalla yöllä.
Passiivinen suunnittelu viittaa suunnittelumenetelmään, jossa vältetään mekaanisten lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmien käyttöä ja otetaan huomioon energiansäästö. Tästä voidaan nähdä, että paitsi päivän aikana tapahtuva painovoimainen ilmanvaihto myös yöilmanvaihto on erittäin tehokas passiivinen järjestelmä jäähdytysenergian säästämiseksi kesällä alueilla, joilla on suuret lämpötilaerot.
Arkkitehti Mick Pearcen East Gate -ostoskeskus on luonnollisesti jäähdytetty rakennus ilman ilmastointia, joka hyödyntää termiittikekojen periaatteella toimivaa yöilmanvaihtoa. Se on lähes nollaenergiarakennus, jonka ilmastointikustannukset ovat lähes olemattomat, ja on toivottavaa, ettei siinä edes käytetä uusiutuvaa energiaa, mikä vaatii korkeita alkukustannuksia. Myös Koreassa rakennussuunnittelussa voitaisiin säästää paljon energiaa, jos yöilmanvaihtoa voitaisiin hyödyntää. Tämän periaatteen soveltaminen kaikkiin Korean rakennuksiin ei tietenkään ole helppoa, sillä siellä päivän ja yön lämpötilaero ei ole kesällä suuri. Erityisesti suuren lämpökapasiteetin omaavat betoniasunnot eivät jäähdy helposti yöllä yötuulen vuoksi, joka ei juurikaan eroa päivälämpötilasta. Jokien, metsien ja vuorten ympäröimillä alueilla joki- ja vuoristotuulet tekevät kesästä viileämmän kuin muilla alueilla. Termiittikekojen periaatteeseen perustuvaa luonnollista ilmanvaihtoa voidaan osittain soveltaa näiden ominaisuuksien omaavien alueiden rakennuksiin.
