V zgodovini izrabljali zakonitosti naravnega prezračevanja

Zagotavljanje zadostne količine svežega zraka je danes povezano z zdravjem – zavedanje o tem se je v zgodovini med kulturami razlikovalo – in z zmanjševanjem visoke zračne vlažnosti, ki jo človek povzroča s fiziološkimi procesi, kuhanjem in drugimi dejavnostmi. Današnje hiše so zaradi energijske varčnosti namreč izolirane, skoraj zrakotesne, zaprta okna omogočajo le malo izmenjave zraka. Ker redno naravno zračenje z odpiranjem oken skoraj ne zadostuje ali bližnje dele konstrukcije preveč podhlajuje, za svež zrak skrbijo nadzorovani mehanski sistemi. Toda tudi pred obdobjem energijske varčnosti, torej pred desetletji, se stanovanjske hiše niso zračile samo skozi špranje, temveč so se vanje vgrajevale prezračevalne odprtine in zračni kanali, ki so jih med poznejšimi stihijskimi prenovami marsikje zadelali.

Zapozneli srednji vek

Tokrat nameravamo pogledati bolj v zgodovino, ko sta prenekatera kultura in stavbarska tradicija znali fizikalne procese naravnega ali t. i. pasivnega prezračevanja obrniti človeku v prid. Potreba po prezračevalnih odprtinah se je pojavila s prenosom ognja in peči v bivališča, saj se je bilo treba znebiti dima in plinov, vendar ni bila povsod enako umno urejena.

Bivališča za nižji sloj tako na podeželju kot v nastajajočih mestih so imela majhna okna in preproste, nezadostne odprtine za odvajanje dima v strehi še dolga stoletja po srednjem veku. V Angliji so tako velika onesnaženost zraka, slabo zdravje prebivalcev in številni požari prepričali kralja Karla I., da je leta 1631 uvedel zapoved, po kateri bi morali biti stropi v hišah visoki vsaj tri metre, okna večja in po obliki bolj visoka kot široka, dimniki pa višji kot dotlej. V nemških deželah so prvi predpisi, ki so se nanašali na dimnike, začeli veljati šele leta 1821. Pravi dimniki na evropskih stavbah datirajo v 12. stoletje, ko so jih dobili prvi gradovi, nekaj stoletij pozneje so vodoravne in navpične prezračevalne kanale znotraj sten, povezane z veliko zunanjo odprtino, zasnovali v nekaterih večjih cerkvah.

Bolna sapa in teorija miasme

Zgodovinski viri pričajo o tem, da so bili stari Egipčani prvi, ki so zaznali težave z dihanjem pri delavcih, denimo kamnosekih, ki so delali v zaprtih prostorih. Vitruvij, rimski arhitekt in vojaški inženir, je v prvem stolet­ju po Kristusu opozarjal, da naselja ne smejo biti odprta proti močvirskim območjem, s katerih vetrovi prinašajo bolno sapo, skoraj tisoč osemsto let pozneje pa je v Evropi prevladovala zastarela medicinska teorija miasme, ki je trdila, da bolezni, kot so kolera, kuga in klamidija, povzroča miasma, škodljiva oblika slabega zraka, znana tudi kot nočni zrak v stavbah. Po svoje je spodbudila razvoj metod prisilnega prezračevanja, ki se je začel v Angliji med industrijsko revolucijo.

Odstranjevanje dima in plinov

Vrnimo se v stari Egipt. Sistem hodnikov v piramidah, ki povezujejo grobne komore vladarjev z izhodom, se je uporabljal tako za transport kot verske potrebe, zagotavljal pa je tudi učinkovito izmenjavo zraka.

Ko se je v deželi faraonov kuhanje, in z njim ogenj, preselilo v grajena bivališča, so za odvajanje dima in dovajanje svežega zraka poskrbeli z večjim številom zračnih odprtin na obodu stavb. Podobno vlogo so imele preproste oblike dimnikov na ravnih strehah podeželskih bivališč na Kitajskem pred dvema tisočletjema. V antičnem Rimu pa so dim iz pekarn odvajali po ceveh v stenah.

Po drugi strani so Rimljani že v prvem stoletju pred našim štetjem zasnovali ogrevalni sistem, ki je združeval prezračevanje in ogrevanje. Sistem, imenovan hipokavst, je nekakšen predhodnik današnjega talnega ogrevanja, saj sta tla ogrevala topel zrak in dim iz peči, ki sta krožila v kanalih pod njimi, po zidnih tuljavah potovala v višja nadstropja in nato iz stavbe. Prvotno so ga uporabljali za ogrevanje javnih kopališč, nato pa so ga prilagodili večjim stavbam.

Že omenjeni rimski arhitekt Vitruvij je poročal o izkopavanju rudniških rovov in jam za vodnjake. Če plamen na sveči ugasne zaradi preveč plina, je treba ob jami izkopati prezračevalne jaške na obeh straneh, enega za vstop zraka v rudnik in drugega za izhod zraka, je svetoval. Če se je v tem primeru zrak skozi jaške premikal zaradi naravne konkvekcije, so ga drugod v istem času po tunelih pošiljale množice sužnjev, ki so ustvarjali piš s palmovimi listi, poroča učenjak Plinij.

Prezračevanje s pomočjo sonca in vetra

Preprosto povedano, obstajata dve vrsti naravnega prezračevanja: vetrovno prezračevanje in prezračevanje z vzgonom. Prvo, ki ga poganja veter, izhaja iz različnih tlakov, ki jih ustvarja veter okoli zgradbe ali konstrukcije, in odprtin, urejenih na obodu stavbe, ki omogočajo pretok skoznjo. Prezračevanje, ki nastane zaradi sile vzgona, pa je posledica temperaturnih razlik med notranjostjo in zunanjostjo. Topel zrak, ki je redkejši, se dviguje, njegov prostor pa nadomesti hladnejši dovodni zrak.

V deželah Bližnjega in Srednjega vzhoda z izredno vročimi dnevi, ko temperatura lahko presega 40 stopinj Celzija, in pogosto velikimi temperaturnimi razlikami med dnevom in nočjo so si pri ustvarjanju znosne klime v bivališčih pomagali z vetrnimi dim­niki ali lovilci vetra, spet drugje s sončnimi dimniki.

Sončne ali toplotne dimnike ob bivališčih so v davnini uporabljali od Sredozemlja do Irana, na severu Afrike in v antičnem Rimu. Bivališča so prezračevali skozi odprtine v stenah stavbe za dovod zraka in z dimniškim stolpom, obarvanim v črno. Ta je čez dan absorbiral veliko sončne energije, zato se je segrel tudi zrak v njem, zaradi česar se je dvignil in skozenj zapustil hišo. Podtlak, ki se je ustvaril na dnu dimnika, je povzročil ventilacijo skozi dovodne odprtine, notran­jost stavbe in skozi dimnik ven. Ponavadi je bilo poskrbljeno za pretok svežega zraka nizko nad tlemi, ki so vedno hladnejša.

V starodavnem iranskem mestu Jazd, središču zoroastrske kulture, si lahko še danes ogledamo izročilo in delovanje tisočletnih vetrnih dimnikov. Stolp ob stavbi, ki ima ponavadi odprtino obrnjeno v smer, iz katere piha najmočnejši veter, tega ujame in spelje proti središču stavbe. Tehniko večinoma dopolnjujejo odprtine v tleh hiše, ki vodijo do kanata, sistema navpičnih jaškov, povezanih s podzemnimi predori, po katerih je speljana pitna voda iz više ležečih izvirov. Zrak, ki prodre v stavbo skozi vetrni dimnik, potegne hladnejši zrak iz vodnih jaškov, ko se njuna mešanica v stavbi preveč segreje, pa jo zapusti skozi kanal dimnika, ki je pogosto na nasprotni strani istega stolpa. Na vročih puščavskih območjih lahko na ta način ohladijo prostore tudi za 15 stopinj Celzija.