Inspirace z Číny: Jak ochladit domy v největších vedrech

Vlastní ověřený způsob, jak bojovat s vysokými teplotami a udržovat obydlí a objekty chladnější než okolní prostředí má i Čína. Stavby, či spíše půdorysné koncepty, které bychom mohli nazvat „nebeské studny“ (v originále „skywell“ či mandarínsky „tian jing“ (天井)), hrály před zavedením klimatizace klíčovou roli při udržování chladu v domovech lidí.

Současná Čína

Dnešní Čína velmi rychle postupuje ve své zastavěnosti a urbanizaci a stále více lidí se tak odvrací od lokálně tradičních staveb a volí moderní domy a klimatizované byty ve vícepodlažních budovách a panelových domech. Tradiční stavebnictví však nezůstalo zapomenuto a zájem o jeho principy a fungování zažívá renesanci zejména v posledních letech, kdy se klimatizace stávají ne luxusem, ale nutností.

Nutností, která vyžaduje spoustu elektrické energie. Zatímco vládní tlak učinil z nízkouhlíkových inovací ve stavebním sektoru trend v zemi, někteří architekti se obracejí spíše k minulosti a čerpají inspiraci právě z původních, ověřených konceptů.

Nebeské studny

Skywell neboli „tian jing“ (天井) jsou charakteristickým znakem tradičního obydlí zejména v jižní a východní Číně (jako je S‘-čchuan, Ťiang-su, An-chuej a Ťiang-si). Zejména jižní Čína se může pochlubit horkým, deštivým podnebím s vysokou vzdušnou vlhkostí, což s sebou samozřejmě nese celou řadu architektonických výzev, jak vytvořit příjemné bydlení s optimálním vnitřním klimatem – právě prvek v podobě nebeské studny byl v minulosti odpovědí na všechny tyto problémy, a to včetně dotěrného hmyzu.

Na rozdíl od severočínského nádvoří, neboli „yuan zi“, (protože nebeská studna svým způsobem je nádvoří uvnitř objektu) je studna menší a méně vystavená venkovnímu prostředí. Běžnými, stále existujícími zástupci takových objektů jsou domy datované do dynastií Ming (1368-1644) a Qing (1644-1911). Některé z nejzachovalejších lze nalézt v Chuej-čou (徽州), historické oblasti, která se rozprostírá mezi dnešními provinciemi An-chuej a Ťiang-si. Objekty, které tímto architektonickým kouskem disponují, jsou prakticky bez výjimky navržené tak, aby ubytovaly několik generací jedné rodiny.
Přestože se samozřejmě velikost a design jednotlivých studní liší region od regionu, je téměř vždy obdélníkový a nachází se v jádru domu – studna je buď uzavřena místnostmi ze čtyř stran nebo ze tří stran a z té čtvrté stěnou. Některé velké domy mají v rámci zachování příjemné teploty i více než jednu studnu.

Z hlediska regulace teploty je třeba mít rovněž na paměti, že nejčastějšími materiály používanými při stavbě tradičního čínského obydlí jsou: dřevo (nejčastěji jedle) pro stěnové panely, cihla v kombinaci s bahnem, pískem a kameny, bílé vápno k malování, kámen pro dláždění na dně studny, drobné až sypké materiály pro tvorbu podlah krytých převisy střechy (písek, vápno, kamínky, rýžová kaše…) a nakonec pálená hlína pro střešní tašky.

Princip fungování

Nebeské studny byly navrženy tak, aby ochlazovaly budovy v době nepříznivě vysokých teplot. Celkový koncept tohoto prvku je poměrně prostý – studna má do jinak tmavé, uzavřené části objektu vpouštět světlo, obdobně jako novodobé světlíky, zlepšovat ventilaci a zachycovat dešťovou vodu a svádět ji do nádob uvnitř objektu.

Tradiční studny v Chuej-čou jsou malé a vysoké, konstrukce a místnosti kolem studny tak v horkých dnech blokují přístup slunečního světla do objektu, což znamená, že spodní část studny není osluněná a tedy zůstává chladná, protože se nezahřívá sluncem. Navíc když vítr fouká nad střešním vstupem do studny, může otvorem vstoupit do vnitřního prostoru.

Vzhledem k tomu, že venkovní vzduch je často chladnější než vnitřní vzduch, přicházející vánek putuje po stěnách do nižších podlaží a vytváří proudění vzduchu tím, že nahrazuje teplejší vnitřní vzduch, který stoupá a odchází otvorem – v takovou chvíli studna funguje prakticky na principu komínového efektu, kdy je do studny nasáván teplejší vzduch z domu, který je nahrazován studenějším vzduchem přicházejícím zvenčí, a je vytlačen a uniká otvorem ve střeše pryč z objektu. A tak, samozřejmě, dochází k dalšímu ochlazení uvnitř nebeské studny.

Přízemí starých domů v Chuej-čou má navíc obvykle velmi vysoké stropy a je orientováno směrem ke studně, což je dalším bonusem, který ulehčuje ventilaci. Bohatší rodiny si navíc v rámci svého domu nechávaly vystavět i více než jednu nebeskou studnu pro ještě efektivnější větrání.

Nejpodstatnější část chladícího efektu studny ale ve skutečnosti obstarávaly vodní plochy v uzavřeném prostoru uvnitř domu. Voda okolní vzduch dále ochlazuje, což je proces známý jako chlazení odpařováním, což u studní funguje mimořádně úspěšně, jelikož je do nádoby na vodu sváděna dešťová voda. Studny proto kolem sebe na úrovni střechy mají celou řadu okapů, které odvádějí dešťovou vodu dále do nitra domu. Bohatší rodiny si mohly dovolit i vykopat kanalizační systém, aby bylo zajištěno, že dešťová voda opustí dům až poté, co pod zemí proteče vytyčenými lokalitami. Zajímavostí může být, že v minulosti čínské rodiny věřily, že shromažďováním vody ze studní ochrání a posílí bohatství rodiny.

Dle dostupných měření a studií je tímto principem možné snížit teplotu uvnitř objektu o zhruba 2,6 až 4,3 °C.

Vrátí se koncept do moderních objektů?

Přestože studny existují v Číně stovky let, v poslední době na ně lidé, kteří preferují moderní architekturu, zapomínají. Během posledních dvou desetiletí však tradiční čínská architektura zažívá velký návrat – a tak se vrací i nebeské studny.

Lokálním příkladem může být 300 let starý dům ve vesnici Yan v okrese Wuyuan, zakoupený bristko-čínským manželským párem a proměněný na čtrnácti pokojový hotel. Přestože jsou v objektu nainstalovány klimatizace pro snazší temperování jednotlivých pokojů, studna v objektu je neutěsněná a ponechaná tak, jak byl původní záměr. Toto rozhodnutí šetří náklady na klimatizaci, protože je objekt přirozeně chladný právě díky výše popsanému fungování studny. Takto přirozeně chladnější prostory tak slouží jako přechodový prostor mezi vnitřním životem a venkovním prostředím a fungují jako účinný tepelný nárazník, který chrání obyvatele před horkým venkovním vzduchem.

Rozhodující slovo nyní mají vládní směrnice. Od roku 2013 prosazuje čínská centrální vláda zelené budovy, které šetří zdroje a produkují méně znečištění v celém svém životním cyklu. Vládní nařízení z roku 2019 aktuálně požadovalo, aby 70 % budov dokončených v roce 2022 splňovalo určený „zelený“ standard, který zahrnuje řadu specifických kritérií, včetně toho, jak dobrá je izolace budovy a jak jsou stavební materiály šetrné k životnímu prostředí.

I toto je výzvou pro architekty, kteří tak získávají jedinečnou šanci hlouběji prozkoumat a uvést v praxi principy, která kdysi vedly k výstavbám nebeských studní. Dokladem jistého postupu a změny může být například loni dokončený osmnácti patrový prosklený objekt, v jehož středu je umístěn obří vnitřní světlík, který se táhne od pátého do nejvyššího patra. Výtahy, toalety a zasedací místnosti jsou umístěny kolem této šachty, což pomáhá zlepšit osvětlení a ventilaci centra a snižuje celkovou spotřebu energie.

Některé mrakodrapy rovněž používají ventilační princip studen ke zlepšení proudění vzduchu, aniž by stavěly nádvoří – toto rozhodnutí přišlo zejména z obav o praktičnost takového řešení. Například šedesáti osmi patrová věž Dongguan TBA Tower v provincii Guandong přináší přirozené proudění vzduchu do každého patra pomocí vnitřních „průdušnic“, které fungují podobně jako studny.

Budoucnost nebeských studní

Přestože se řešení může zdát praktické a zajímavé zejména proto, že použité principy umožňují přirozeně osvětlit nejtmavší vnitřek domu, usnadňují větrání a pomáhají se shromažďováním dešťové vody – použití nebeské studny jako celku je vhodné víceméně pouze v lokalitě, kde jsou studny specificky používány v minulosti, případně v lokalitách klimaticky podobných. Tradiční střešní šachty měly sice různé tvary, velikosti a vlastnosti, ty ovšem byly velmi závislé na přirozeném venkovním prostředí – například na tom, kolik slunečního světla nebo srážek bylo v regionu – přidání střešních šachet do moderních budov vyžaduje, aby designéři byli citliví ke kontextu a lokalizaci projektu. To ze studen činí obtížně použitelný prvek, který praticky nemá univerzální využití.

Jako protipól těchto argumentů stojí zájem moderních Číňanů, kteří ve studnách vidí prostor určený k setkávání rodin a komunit, tedy místo určitým způsobem sociální, nostalgické, prakticky až rituálního významu.

Zdroj: BBC, GoodNewsNetwork, Keats Chinese