În timpul verilor toride din deşert, oamenii foloseau încă din antichitate aparate de aer condiţionat. Cum funcţionau ele fără curent electric?
Cum se pot descrie aparatele de aer condiţionat din antichitate? Erau înalte şi funcţionau fără zgomot pentru ca localnicii din Yazd să se bucure de răcoare în timpul verilor toride. Ca nişte santinele cu umerii pătraţi, străpung orizontul ieşind vertical pe linia cerului. Acestea erau aparatele de aer condiţionat ale vremurilor de demult.
Timp de secole, turnurile înalte de ceramică prevăzute cu deschideri în partea superioară au oferit şi încă mai oferă oamenilor confort captând vântul pentru a condiţiona aerul din interior. Denumite badgir, tradus din persană „captatoare de vânt”, acestea erau folosite în locuri precum Yazd, Iran, unul dintre cele mai toride şi mai uscate oraşe din lume. Făcând parte din infrastructura oraşului, aceste turnuri ajutau la răcirea interiorului caselor şi clădirilor. Ele menţineau reci produsele perisabile, pompând aer rece în galerii subterane.
În unele privinţe, aceste unităţi de aer condiţionat antice erau mai bune decât cele de astăzi. Badgirurile funcţionau pasiv, fără o sursă de energie, chiar şi atunci când nu bătea vântul. Şi nu făceau niciun zgomot. Însă astăzi, badgirurile au fost în mare parte înlocuite de aparatele moderne zgomotoase şi costisitoare.
Poate că ingeniozitatea şi simplitatea acestor soluţii vechi de răcire merită din nou atenţie. Acestea ar putea chiar să inspire noi invenţii în viitor.
Vom explora în continuare aceste minuni tradiţionale de captare a vântului.
Anticii aveau frigidere gratuite
În oraşele moderne, în special vara, aparatele de aer condiţionat sunt esenţiale în multe părţi ale lumii. Un aparat de aer condiţionat este zgomotos, greoi şi, pentru unii oameni, inaccesibil. Totuşi, în locul acestora, o soluţie simplă poate fi găsită în trecutul îndepărtat. Ca unităţi de răcire pasivă, pentru a răcori spaţiile de locuit, badgirurile folosesc mai degrabă vântul şi curenţii de convecţie decât electricitatea.
Aceste turnuri asemănătoare coşurilor de fum erau utilizate în zonele cu climat deşertic încă din anul 3.000 î.Hr. În regiunile aride precum Yazd de pe platoul iranian, temperaturile medii ajung la 38 de grade Celsius în luna iulie, iar precipitaţiile sunt în medie de 49 de milimetri pe an. Însă chiar şi aici se pot găsi curenţi de aer mai răcoroşi suflând deasupra. Aici intervin turnurile eoliene.
Vânturile predominante diferă de la un loc la altul. Acestea pot fi unidirecţionale, bidirecţionale sau multidirecţionale. Badgirurile erau orientate spre vânt, adaptate climatului local. În Yazd, de exemplu, unde badgirurile sunt destul de numeroase existând şi în prezent sute - şi fiind funcţionale - se găsesc versiuni cu o singură faţă, cu două feţe, cu patru feţe sau octogonale. Acestea prezintă unghiuri drepte distincte pentru a direcţiona rafalele în jos, în loc să permită aerului să circule în jur.
Cu cât aerul este la înălţime mai mare, cu atât este mai puţin praf. Cu toate acestea, particulele care intră în colectorii de vânt sunt depuse pe măsură ce aerul coboară şi încetineşte. Multe captatoare de vânt din Yazd sunt echipate cu filtre împotriva prafului. De asemenea, uneori erau instalate uşi pentru a menţine clădirile calde iarna.
De fapt există o multitudine de tipuri de captatoare de vânt. Unele sunt orientate spre direcţia vântului şi funcţionează prin aspiraţie, care scoate aerul cald afară, în loc să prindă rafalele reci şi să le aducă înăuntru. Aceste versiuni orientate spre vânt sunt tipice în Meybod, la aproximativ 50 de kilometri de Yazd. Un tip obişnuit care provine din Egipt, numit malaaqef, are orificii simetrice de admisie şi evacuare cu profiluri care formează triunghiuri drepte. Există o largă varietate de captatoare de vânt.
Coşuri de fum inversate
Lumea occidentală cunoaşte vatra şi coşul de fum ca fiind punctul central al unei case, furnizând căldură şi permiţând aerului cald să se ridice deasupra. Acest principiu funcţionează invers sub forma turnurilor de vânt, care captează aerul mai rece de sus, permiţându-i să coboare în clădire, aşa cum face aerul mai rece, datorită diferenţelor de temperatură.
Asemănător unui coş de fum, aerul din interiorul badgirului este canalizat pe verticală, pătrunzând adesea sub pământ în galerii sau canale subterane. Deşi presiunea vântului ajută la împingerea aerului în jos, alte forţe precum convecţia, pluviabilitatea şi gravitaţia contribuie la acest lucru. Această forţă pasivă de coborâre este numită, pe bună dreptate, efectul coşului. Ea permite badgirurilor să funcţioneze chiar şi atunci când nu bate vântul.
Invers faţă de modul în care funcţionează şemineele, aerul mai rece de sus circulă în întreaga clădire prin curenţi transversali la fiecare etaj înainte de a ieşi printr-un alt orificiu de sus.
Captarea aerului rece din subteran
La fel ca oamenii de astăzi, în special când sunt valuri de căldură în timpul verii, anticii trebuiau să păstreze băuturile reci şi produsele perisabile într-un loc răcoros. Totuşi, în lipsa refrigerării moderne, ei săpau în subteran. Aici, solul sau canalul subteran ar fi menţinut o temperatură constantă de îngheţ, reglată de inerţia termică. La asemenea adâncimi, temperatura de îngheţ din iarna precedentă nu se încălzeşte niciodată complet. Astfel, frigul se prelungeşte şi în timpul verii, rezultând temperatură rece pe tot parcursul anului.
Badgirurile sunt adesea conectate la galerii subterane sau semi-subterane, numite qanats. Şi pe măsură ce aerul uscat de sus coboară şi trece peste bazinele subterane, acesta suferă foarte eficient o răcire prin evaporare. Căldura din aer este absorbită pe măsură ce are loc vaporizarea, răcind aerul. Acest lucru umezeşte, de asemenea, aerul, făcând spaţiile de locuit mai plăcute.
Cum îşi păstrau oraşele antice răcoarea
Părţile componente ale oraşelor antice erau un sistem integrat. În Yazd, de exemplu, clădirile, în principal din ceramică, sunt strâns lipite unele de altele, cu tavane înalte concepute pentru a maximiza suprafaţa umbrită. Există clădiri numite tekhtubush, asemănătoare atriumului roman, care încorporau curţi centrale cu umbră, pentru a menţine răcoarea la nivelul solului. Existau fântâni amplasate central care erau de fapt coşuri de fum inversate, răcorind împrejurimile. Pereţii de piatră serveau la reglarea pasivă a căldurii, folosind inerţia termică pentru a prelungi temperaturile friguroase din timpul nopţii, tipice în deşerturile din Iran, în climatul din timpul zilei. În plus, nenumăratele acoperişuri în formă de cupolă din Yazd ajută la menţinerea circulaţiei aerului în interior.
Încorporând badgirurile în acest sistem, produsul este un proiect total de infrastructură. Acesta creează un climat relaxant, liniştit şi fără aer condiţionat.
În antichitate, badgirurile reprezentau standardul pentru aerul condiţionat. Erau chiar considerate simboluri ale unui anumit statut social pentru cei care îşi permiteau. Deşi mai există încă sute - în locuri precum Iran şi Egipt - acestea au fost în mare parte neglijate de arhitecţii de la sfârşitul secolului al XX-lea. Între timp, a prevalat varianta modernă, mai zgomotoasă şi mare consumatoare de electricitate.
Totuşi, în ultima vreme designerii moderni au găsit inspiraţie pentru noi modele uitându-se în urmă la sistemele de captare a vântului. PNC PLAZA din Pittsburgh şi coşul său solar utilizează concepte străvechi de termodinamică, precum cele găsite în badgiruri. Având în vedere cererea din ce în ce mai mare pentru soluţii ecologice în arhitectură, badgirurile ar putea lua un nou avânt.
