એર કન્ડીશનીંગ વિના આફ્રિકન ઉધઈ કેવી રીતે ઠંડી રહે છે?

આ બ્લોગ પોસ્ટમાં, અમે ઉધઈના ટેકરાની અનોખી વેન્ટિલેશન રચનાનો ઉપયોગ કરીને કુદરતી ઠંડકના સિદ્ધાંત અને આ સિદ્ધાંતનું અનુકરણ કરતી ઊર્જા-બચત સ્થાપત્યના ઉદાહરણો રજૂ કરીએ છીએ.

ઝિમ્બાબ્વેના પર્યાવરણીય આર્કિટેક્ટ મિક પીયર્સે ઝિમ્બાબ્વેની રાજધાની હરારેમાં ઇસ્ટ ગેટ શોપિંગ સેન્ટર બનાવ્યું, જે કુદરતી રીતે એર-કન્ડિશન્ડ ઇમારત છે, જેમાં એર કંડિશનર નથી, જે 24°C નું ઘરનું તાપમાન જાળવી રાખે છે અને 90% ઉર્જા ખર્ચ બચાવે છે. આફ્રિકામાં આ કેવી રીતે શક્ય છે, જ્યાં સરેરાશ વાર્ષિક તાપમાન 40°C સુધી પહોંચે છે? આર્કિટેક્ટ મિક પીયર્સે આફ્રિકન ઉધઈઓમાં જવાબ શોધી કાઢ્યો, જે દિવસ અને રાત્રિ વચ્ચેના તાપમાનનો તફાવત 30°C સુધી પહોંચે ત્યારે પણ તેમના માળામાં અવિચલિત રહે છે. ઉધઈ કોઈપણ બાહ્ય ઉર્જા પુરવઠા વિના કુદરતી વેન્ટિલેશનનો ઉપયોગ કરીને તેમના માળાઓની અંદર તાપમાન અને ભેજનું નિયમન કરે છે.
જ્યારે આફ્રિકન સવાનામાં બપોરના સમયે તાપમાન 38°C સુધી પહોંચે છે, ત્યારે પણ ઉધઈના ટેકરાની અંદરનું તાપમાન સતત 30°C રહે છે. આ શક્ય બનાવતી વેન્ટિલેશન પદ્ધતિને 'ઉધઈના ટેકરાનો સિદ્ધાંત' કહેવામાં આવે છે. તો, ઉધઈના ટેકરાનો સિદ્ધાંત શું છે? ઉધઈના ટેકરા આકાશમાં ઉંચા ઉગે છે, અને તેમની બાહ્ય દિવાલો મોર્ટાર (પાણીમાં મિશ્રિત સિમેન્ટ અને રેતીનું મિશ્રણ) તરીકે કાર્ય કરે છે.
ગરમ હવા છોડવા માટે ઉપર અને નીચે વેન્ટિલેશન છિદ્રો બનાવવામાં આવે છે જેથી ઠંડી હવા અંદર આવે, અને ઘરની અંદરનું તાપમાન જાળવવા માટે જરૂર મુજબ છિદ્રો ખોલવામાં અને બંધ કરવામાં આવે છે. દિવસ દરમિયાન, તાજી હવા નીચેના છિદ્રોમાંથી પ્રવેશ કરે છે અને અંદરની ઠંડી હવા દ્વારા તેને ઠંડુ કરવામાં આવે છે. ઠંડી હવા આંતરિક માર્ગો અને ઓરડાઓમાંથી પસાર થાય છે, જ્યાં તેનું તાપમાન વધે છે, અને પછી ઉપરના છિદ્રોમાંથી બહાર નીકળી જાય છે. રાત્રે, જ્યારે હવાનું તાપમાન ઘટે છે, ત્યારે હવા ઓરડાઓમાંથી પસાર થયા વિના બાહ્ય દિવાલોની નજીકના માર્ગો દ્વારા સીધી બહાર છોડવામાં આવે છે, જે દિવસ દરમિયાન સંચિત ગરમીને ઠંડુ કરે છે અને ઘરની અંદરના તાપમાનને નિયંત્રિત કરે છે.
બાહ્ય દિવાલોનું તાપમાન 30°C કરતા વધારે હોવા છતાં આંતરિક તાપમાન 38°C પર કેમ જાળવી શકાય છે તેનું કારણ નીચે મુજબ છે. પ્રથમ, ઉધઈના માળાઓની બાહ્ય દિવાલોમાં ઉત્તમ ઇન્સ્યુલેશન ગુણધર્મો હોય છે. આ ઇન્સ્યુલેટેડ બાહ્ય દિવાલો બહારના તાપમાનમાં થતા ફેરફારો સામે પ્રાથમિક અવરોધ તરીકે કાર્ય કરે છે. બીજું, આંતરિક વેન્ટિલેશન માર્ગોની વૈજ્ઞાનિક રચના. દિવસ દરમિયાન, તાજી હવા નીચલા માર્ગોમાંથી પસાર થાય છે અને ઠંડી થાય છે, અને આ ઠંડી હવા રૂમના દરેક ખૂણામાં તાપમાન ઘટાડે છે. જ્યારે આ હવા ગરમ થાય છે, ત્યારે તે ઉપરના ભાગમાં છોડવામાં આવે છે. રાત્રિની ઠંડી હવા બાહ્ય દિવાલોની નજીકના માર્ગો દ્વારા અંદર સંચિત ગરમીને ઠંડી કરે છે. આ સ્ટુટગાર્ટમાં ઘરો ગોઠવવામાં આવે છે જેથી પવન સમગ્ર ગામમાં સમાન રીતે વહેતો રહે, અને ઉધઈ તેમના માળાઓની અંદર હવાના માર્ગો ગોઠવે છે જેથી હવા મુક્તપણે વહે અને હવાના પ્રવાહની દિશાને નિયંત્રિત કરવા માટે હવાના છિદ્રો ખોલે અને બંધ કરે. નિષ્કર્ષમાં, ઉધઈના ટેકરા એ ઉર્જા-કાર્યક્ષમ માળખાં છે જે નિષ્ક્રિય ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કરે છે, દિવસ અને રાત્રિ વચ્ચેના તાપમાનના તફાવતનો ઉપયોગ કરીને આંતરિક ભાગને ઠંડુ કરે છે, જે દિવસની ગરમીથી ગરમ થાય છે અને રાત્રે ઠંડી હવા સાથે.
નિષ્ક્રિય ડિઝાઇન એ એવી ડિઝાઇન પદ્ધતિનો ઉલ્લેખ કરે છે જે યાંત્રિક ગરમી અને ઠંડક પ્રણાલીઓનો ઉપયોગ ટાળે છે અને ઉર્જા સંરક્ષણનો વિચાર કરે છે. આ દ્વારા, તે જોઈ શકાય છે કે દિવસ દરમિયાન માત્ર કુદરતી વેન્ટિલેશન જ નહીં પરંતુ રાત્રિ વેન્ટિલેશન, જે રાત્રે કુદરતી વેન્ટિલેશન છે, તે ઉનાળામાં મોટા તાપમાન તફાવતવાળા વિસ્તારોમાં ઠંડક ઊર્જા બચાવવા માટે ખૂબ જ અસરકારક નિષ્ક્રિય સિસ્ટમ છે.
આર્કિટેક્ટ મિક પીયર્સનું ઇસ્ટ ગેટ શોપિંગ સેન્ટર એર કન્ડીશનીંગ વિના કુદરતી રીતે ઠંડુ રહેતું મકાન છે જે ઉધઈના ટેકરાના સિદ્ધાંત પર આધારિત રાત્રિ વેન્ટિલેશનનો ઉપયોગ કરે છે. તે લગભગ શૂન્ય-ઊર્જાવાળી ઇમારત છે જેમાં લગભગ કોઈ એર કન્ડીશનીંગ ખર્ચ નથી, અને તે ઇચ્છનીય છે કે તે નવીનીકરણીય ઉર્જાનો ઉપયોગ પણ ન કરે, જેના માટે ઉચ્ચ પ્રારંભિક ખર્ચની જરૂર પડે છે. કોરિયામાં પણ, જો રાત્રિ વેન્ટિલેશનનો ઉપયોગ કરી શકાય તો ઇમારતની ડિઝાઇનમાં ઘણી ઊર્જા બચાવી શકાય છે. અલબત્ત, કોરિયાની બધી ઇમારતોમાં આ સિદ્ધાંત લાગુ કરવો સરળ નથી, જ્યાં ઉનાળામાં દિવસ અને રાત્રિ વચ્ચે તાપમાનનો તફાવત મોટો નથી. ખાસ કરીને, ઉચ્ચ ગરમી ક્ષમતા ધરાવતા કોંક્રિટ એપાર્ટમેન્ટ રાત્રિના પવનને કારણે રાત્રે સરળતાથી ઠંડા થતા નથી, જે દિવસના તાપમાનથી ખૂબ અલગ નથી. જો કે, નદીઓ, જંગલો અને પર્વતોથી ઘેરાયેલા વિસ્તારોમાં, નદી અને પર્વતીય પવન ઉનાળાને અન્ય વિસ્તારો કરતાં ઠંડુ બનાવે છે. ઉધઈના ટેકરાના સિદ્ધાંત પર આધારિત કુદરતી વેન્ટિલેશન અસર આ લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતા વિસ્તારોમાં ઇમારતો પર આંશિક રીતે લાગુ કરી શકાય છે.