Viena svarbiausių off-grid projektų problemų – elektros energijos gamyba, kuri dažniausiai patikima saulės elektrinėms. Tačiau ne mažiau svarbus ir energijos taupymas. Šiais laikais, kai net šaltesnių klimato zonų gyventojai vasarą susiduria su ilgokai trunkančiais alinančiais karščiais, nemažai elektros energijos reikalaujantis oro vėsinimas yra normalus ir pateisinamas poreikis. Siekdami, kad off-grid projektuose oro vėsinimas nebūtų imlus energijai, o gal ir apskritai jos nenaudotų, jų autoriai idėjų ieško senovėje – juk anksčiau, kai jokių oro kondicionierių nebuvo, karštesnio klimato kraštų žmonės žinojo, kaip natūraliai būtų galima vėsinti orą ir kontroliuoti patalpų vidaus temperatūrą. Tam jie naudojo vėjo gaudykles.

Natūrali vėsinimo sistema „windCatcher“

Iš praeities atkeliavusių vėjo gaudyklių technologiją moderniems off-gridnamams siūlo JAV gyvenantis architektas Spechtas Harpmanas, teigiantis, kad jo namo su vėjo gaudyklėmis „windCatcher“ idėja skirta apgyvendintų teritorijų dykumėjimo problemai spręsti, kuri bėgant laikui tik didėja. Šis projektas – studijos „Specht Architects“ kuriamo ciklo „Architectures of Diminished Expectation“ dalis. Keistokų formų individualus namas „windCatcher“ turi kelis vėjo ir šviesos gaudymo bokštus, oro vėsinimo tvenkinius ir daug kitų pasyviosios aplinkos kontrolės elementų, kurie gali gana efektyviai reguliuoti patalpų orą, atsižvelgdami į sparčiai besikeičiantį išorinį pasaulį. Nors projektas skirtas karštesnėms JAV valstijomis, pavyzdžiui, Teksasui, kurio sostinėje Ostine ir įsikūrusi minėta architektų studija, pati idėja gali būti pritaikoma ir vėsesnio klimato zonose.

Vėsinimo bokštai nėra šių laikų technologinė naujiena – jie vis dar naudojami Šiaurės Afrikoje, Vakarų Azijoje, juos statė senovės civilizacijos, ypač daug jų buvo Persijoje (dabartinio Irano pietvakariuose), statomi jie ir dabar. Vėjo gaudyklės pritaikomos ir moderniuose pastatuose – įterptos į architektūrą, jos sėkmingai įrodo, kad senieji prisitaikymo prie ekstremalesnio klimato metodai gali būti labai svarbūs ir efektyvūs kuriant šiuolaikinę pastatų aplinką.

Natūrali oro kaita

Vėjo gaudyklių veikimas remiasi paprastu principu – įkaitęs oras kyla aukštyn, patalpos apačioje sukurdamas žemesnio slėgio zoną, o tai reiškia, kad šią zoną, kurioje ir būna gyventojai, natūraliai gali papildyti šviežias ar atvėsintas oras. Vėsesnis oras į gyvenamuosius kambarius dažniausiai patekdavo iš šaltesnių, žemiau esančių patalpų, tačiau jei norima labiau atvėsinti orą, tam naudotas vanduo, tad po patalpa turėjo būti įrengtas vėsaus gruntinio vandens rezervuaras, kuriame palei vandens paviršių keliaujantis oras atvėsdavo ir pro grindyse esančias ertmes patekdavo į patalpą. Tokios požeminės gruntinio vandens surinkimo ir tiekimo sistemos Persijoje buvo vadinamos kiarizais.

Supaprastintas vėjo gaudyklės veikimo principas parodytas schemoje. Matyti, kad vėjo gaudyklės įrengiamos taip, jog tas pats bokštas tarnautų ir kaip oro padavimo, ir kaip išmetimo sistema, svarbiausia, kad įeinantis oras kontaktuotų su iš apačios atsklindančiu gruntinio vandens atvėsintu oru. Tokia sistema, kai oras paduodamas ir iš hidrotechninio rezervuaro, ir iš bokšto, leidžia reguliuoti vėsinimo intensyvumą, atsižvelgiant į aplinkos sąlygas, pavyzdžiui, esant vėsesniam aplinkos orui, galima uždaryti apatines sklendes ir tiekti orą tik iš bokšto.

Įvairiose šalyse daugėjant vėjo gaudyklių, keitėsi jų konstrukcija: atsirado vienkryptės, dvikryptės, daugiakryptės gaudyklės, o kai kuriais atvejais buvo statomi cilindriniai bokštai. Ne visada aušinimui naudotas vanduo, tačiau tuomet vėsinimas nebūdavo efektyvus – greičiau tai vėdinimo, o ne vėsinimo sistema.

Vėjo bokšto vėsinimo sistemai nereikia papildomos energijos – užtenka tik vėjo ir tekančio gruntinio vandens. Vėjo kryptis visiškai nesvarbi – jau persai mokėjo statyti tokius vėjo gaudymo bokštus, kurie efektyviai veiktų pučiant bet kurios krypties vėjui. Tačiau pasižiūrėjus tiek į bokšto veikimo, tiek į „windCatcher“ namo schemas, nesunku suprasti, kad nors tokie projektai labai gražiai papildo off-grid filosofiją, jų įrengimas brangus, ypač dėl būtinybės po namu įrengti tekančio vandens hidrotechninę sistemą. Galbūt dėl to „Specht Architects“ kuriamo namo „windCatcher“ idėja vis dar neįgyvendinta.

Realaus proveržio nėra

Vėsinimo galimybes nagrinėjantys ekspertai sako, kad drąsiai galima sakyti, jog Arabų šalyse, Šiaurės Afrikos regione naudoti natūralaus vėdinimo ir vėsinimo įrenginiai dabartinėje statybų pramonėje vis dar neranda vietos, išskyrus vienetinius atvejus. Ir nors vėjo gaudyklių koncepcija Didžiojoje Britanijoje domimasi jau 30 metų bei bandoma idėjas pritaikyti komerciškai, realaus proveržio nėra. Nepaisant to, kad naudoti tokią pasyviąją vėdinimo ir oro vėsinimo sistemą labai svarbu kovojant su dabartiniais pasaulio iššūkiais bei klimato kaita, projektuojant naujus pastatus vėjo gaudyklės galimybė dažniausiai net nesvarstoma. Klaidinga manyti, kad vėjo gaudykles verta įrengti tik karšto klimato zonose. Toks stereotipinis požiūris neskatina tyrimų, kurie galėtų atskleisti šios pasyviosios vėdinimo sistemos efektyvumą.

Vėjo gaudyklės jau 3000 metų naudojamos karštuose ir sausringuose regionuose, ypač Persijos įlankos regione, t. y. Irane, Irake, Dubajuje, Katare ir kitose Arabų šalyse, taip pat Šiaurės Afrikoje, t. y. Alžyre, Egipte ir kitur. Šiuose regionuose ši pasyvioji priemonė buvo pagrindinė vėsinimo sistema. Technologijos veikimo principas nėra labai sudėtingas, tačiau pačios vėjo gaudyklės labai skiriasi: skirtingos jų formos, skirtingas bokštų aukštis ir skaičius, angų skaičius ir jų plotas – visa tai priklausė tiek nuo pastato struktūros, tiek nuo pastatą ir jo vėdinimą projektavusio architekto.

Kai kurie mokslininkai teigia, kad, nepaisant visų vėjo gaudyklių pranašumų, yra ir nemažai trūkumų, nes visą sistemą reikia apsaugoti nuo vabzdžių ir dulkių. Visos senovinės gaudyklės tokios apsaugos neturėjo. Be to, jei visiškai nėra vėjo, sistema neveikia. Net skirtingose vietovėse ji veikia labai skirtingai: įrengta ant kalno gali sėkmingai vėdinti ir vėsinti patalpas, o štai dauboje dažnai veiks neefektyviai.

Naujos galimybės

Vėjo gaudyklės Persijos įlankos regione vadinamos Baud-Geer, o Egipto architektūroje – Malqaf. Aukščiausia 33,80 m senovinė vėjo gaudyklė išlikusi Irano mieste Jazde, kur šių gaudyklių yra labai daug. Jos aukštis priklausė ne tiek nuo technologinių reikalavimų, kiek nuo pastato savininkų turtų ir socialinės padėties. Vis tik aukštesnės gaudyklės buvo pranašesnės, nes, padidinus vėjo gaudyklės aukštį, ji pasiekdavo aukščiau esančius vėjus, į pastato vidų atnešdavo mažiau dulkių.

Bet senieji principai tikrai nepamiršti – statytojai vis dažniau ryžtasi pritaikyti vėjo gaudyklių koncepciją, jų pagrindu kurdami visiškai modernias sistemas. Pavyzdžiui, Kataro universitetui Dohoje buvo pasiūlyti nauji vėjo gaudyklių sprendimai, kurie skyrėsi nuo esamų senovinių.

Naujos technologijos suteikė vėjo gaudyklėms naujų galimybių: jose sumontuotos sklendės, įvairių tipų jutikliai, ventiliatoriai. Modernios vėjo gaudyklės yra automatinės, atsižvelgiant į pastato poreikius, reguliuojančios oro temperatūrą, drėgmę, srautą. Kai kuriuose iš šių naujų projektų integruojamos ir energijos nereikalaujančios natūralaus apšvietimo sistemos.

Kompaktiškos vėjo gaudyklės gali būti montuojamos ant individualaus namo stogo kaip atskira natūralios ventiliacijos sistema arba integruotos į esamą ventiliacijos sistemą. 2006 m. Melburne, Australijoje, iškilęs pastatas „Council House 2“ apskritai yra didelė vėjo gaudyklė, jame sumontuota daugybė itin modernių vėjo gaudyklių.

Be abejo, vėjo gaudyklės niekada netaps dominuojančia vėsinimo ar vėdinimo sistema, tačiau jokių abejonių, kad sulauksime įdomių su šia technologija susijusių off-grid projektų, nes natūralus vėdinimas ir vėsinimas ne tik ekologiškesnis, bet ir ekonomiškesnis, be to, jis priklauso nuo natūralių išorinių veiksnių, tokių kaip vėjas ir patalpos bei jos aplinkos temperatūra. Tyrimai parodė, kad tankiai apgyvendintose vietovėse, kur vėjo cirkuliacija ribota, vėdinimo bokštai iš tikrųjų yra veiksmingesni už atidarytus langus.