Lapač větru: Důmyslná metoda chlazení stará 2000 let

17/07/2022 Adam Walko 7 min read 361 Zobrazení emise, horko, lapač větru, Perská říše, staré metody

Od starověkého Egypta po Perskou říši udržovala důmyslná metoda zachycení větru lidi v chladu po tisíciletí. Při hledání chlazení bez emisí by nám opět mohl pomoci „lapač větru“, napsal server BBC.

Město Yazd v poušti středního Íránu je již dlouho středobodem kreativní vynalézavosti. Yazd je domovem systému starověkých inženýrských zázraků, které zahrnují podzemní chladicí strukturu zvanou y akhchāl, podzemní zavlažovací systém zvaný qanats a dokonce síť kurýrů zvaných pirradaziš, kteří předcházejí poštovní služby o více než 2000 let.

Mezi starověké technologie Yazdu patří lapač větru, persky bâdgir. Tyto pozoruhodné stavby jsou běžným pohledem tyčícím se nad střechami města. Často jsou to pravoúhlé věže, ale objevují se i v kruhových, čtvercových, osmibokých a jiných zdobných tvarech.

Říká se, že Yazd má nejvíce lapačů větru na světě, ačkoli mohou pocházet ze starověkého Egypta. V Yazdu se brzy ukázalo, že lapač větru je nepostradatelný, díky čemuž je tato část horké a vyprahlé íránské náhorní plošiny obyvatelná.

Přestože se mnoho městských lapačů větru přestalo používat, tyto stavby nyní přitahují akademiky, architekty a inženýry zpět do pouštního města, aby viděli, jakou roli by mohly hrát při udržování chladu v rychle se topícím světě.

Protože lapač větru nepotřebuje k napájení žádnou elektřinu, jedná se o nákladově efektivní a ekologickou formu chlazení. S konvenční mechanickou klimatizací, která již představuje pětinu celkové spotřeby elektřiny na celém světě, se starověké alternativy, jako je lapač větru, stávají stále atraktivnější možností.

beige concrete building under blue sky during daytime

Otvory věží čelí převládajícímu větru, zachycují jej a vedou dolů do nitra.

Existují dvě hlavní síly, které ženou vzduch skrz a dolů do konstrukcí: přicházející vítr a změna vztlaku vzduchu v závislosti na teplotě, přičemž teplejší vzduch má tendenci stoupat nad chladnější a hustší vzduch. Za prvé, jak je vzduch zachycován otvorem lapače větru, je veden dolů do obydlí níže, kde se u paty věže ukládá veškerý písek nebo nečistoty. Poté vzduch proudí celým interiérem budovy, někdy i nad podzemními bazény vody pro další chlazení. Nakonec se ohřátý vzduch zvedne a opustí budovu další věží nebo otvorem, za pomoci tlaku v budově.

Tvar věže, spolu s faktory, jako je dispozice domu, směr, kterým je věž otočena, kolik má otvorů, její konfigurace pevných vnitřních lopatek, kanály a výška, to vše je jemně vyladěno, aby zlepšila schopnost věže přitahovat vítr. dolů do příbytků níže.

Některé z nejstarších technologií zachycování větru pocházejí z Egypta před 3 300 lety

Využití větru k chlazení budov má historii, která sahá téměř tak dlouho, jak dlouho lidé žili v horkém pouštním prostředí. Podle výzkumníků Chris Soelberg a Julie Rich z Weber State University v Utahu pocházejí některé z nejstarších technologií zachycování větru z Egypta před 3300 lety. Zde měly budovy tlusté zdi, málo oken obrácených ke Slunci, otvory pro nasávání vzduchu na straně převládajících větrů a výstupní otvor na druhé straně, v arabštině známý jako malq af architecture. Ačkoli někteří argumentují, že rodištěm lapače větru byl samotný Írán.

Ať už byly lapače větru vynalezeny kdekoli, od té doby se rozšířily na Středním východě a v severní Africe. Variace íránských lapačů větru lze nalézt v barjeels v Kataru a Bahrajnu, v malqafu v Egyptě, v munghu v Pákistánu a na mnoha dalších místech, poznamenává Fatemeh Jomehzadeh z University of Technology Malajsie a jeho kolegové.

Kvůli dlouhému nepoužívání není mnoho íránských větrných lapačů v dobrém stavu. Ale někteří výzkumníci by je rádi viděli obnovené do funkčního stavu.

O perské civilizaci se všeobecně předpokládá, že má přidané strukturální variace, které umožňují lepší chlazení, například ji zkombinovala se stávajícím zavlažovacím systémem, aby pomohla ochladit vzduch před jeho vypuštěním do domu. V horkém a suchém podnebí Yazdu se tyto stavby ukázaly jako pozoruhodně populární, dokud se město nestalo ohniskem tyčících se zdobených věží hledajících pouštní vítr. Historické město Yazd bylo v roce 2017 uznáno jako místo světového dědictví UNESCO, částečně pro jeho šíření lapačů větru.

Kromě plnění funkčního účelu chlazení domů měly věže také silný kulturní význam. V Yazdu jsou lapače větru stejnou součástí panoramatu jako Zoroastrijský chrám ohně a Věž ticha. Mezi nimi je lapač větru v zahradách Dowlatabad Abad, údajně nejvyšší na světě s 33 m a jeden z mála lapačů větru, který je stále v provozu. Sídlí v osmiboké budově a má výhled na fontánu táhnoucí se kolem řad borovic.

Nepříjemnosti, jako jsou škůdci pronikající do skluzů a hromadění prachu a pouštních úlomků znamenaly, že se mnozí odvrátili od tradičních lapačů větru

Bezemisní chladicí účinnost takovýchto lapačů větru nutí některé výzkumníky argumentovat, že jsou kvůli oživení.

Parham Kheirkhah Sangdeh rozsáhle studoval vědeckou aplikaci a okolní kulturu lapačů větru v současné architektuře na Ilam University v Íránu. Říká, že nepříjemnosti, jako jsou škůdci pronikající do skluzů a shromažďování prachu a pouštních úlomků, znamenaly, že se mnozí odvrátili od tradičních lapačů větru. Na jejich místo jsou mechanické chladicí systémy, jako jsou klasické klimatizační jednotky. Často jsou tyto možnosti poháněny fosilními palivy a používají chladiva, která působí jako silné skleníkové plyny, pokud se uvolní do atmosféry.

Lapače větru z Íránu inspirovaly moderní design v Evropě, USA i jinde, protože architekti se obracejí k pasivním formám chlazení.

Nástup moderních chladicích technologií byl dlouho obviňován ze zhoršení tradičních metod v Íránu, napsala v roce 1977 historička íránské architektury Elizabeth Beazley. Bez neustálé údržby drsné klima íránské náhorní plošiny opotřebovalo mnoho staveb od lapačů větru po ledové domy. Kheirkhah Sangdeh také vidí posun od lapačů větru jako zčásti směrem k tendenci veřejnosti zapojit se do technologií ze Západu.

„Musí dojít k určitým změnám v kulturních perspektivách, aby bylo možné tyto technologie používat. Lidé musí dávat pozor na minulost a chápat, proč je úspora energie důležitá,“ říká Kheirkhah Sangdeh. „Začíná to uznáním kulturní historie a důležitosti úspory energie.“

Kheirkhah Sangdeh doufá, že budou íránské lapače větru aktualizovány, aby do stávajících budov přidaly energeticky účinné chlazení. Ve své práci však narazil na mnoho překážek v podobě pokračujícího mezinárodního napětí, pandemie koronaviru a pokračujícího nedostatku vody. „V Íránu je to tak špatné, že to [lidé] berou den za dnem,“ říká Kheirkhah Sangdeh.

Říká se, že Yazd má nejvíce lapačů větru ze všech měst na světě.

Metody chlazení bez fosilních paliv, jako je lapač větru, by mohly být důsledkem oživení, ale v překvapivé míře jsou již přítomny – i když v méně velkolepé podobě než ty v Íránu – v mnoha západních zemích.

Ve Spojeném království bylo v letech 1979 až 1994 ve veřejných budovách instalováno asi 7 000 variant lapačů větru. Jsou vidět od budov, jako je Royal Chelsea Hospital v Londýně, až po supermarkety v Manchesteru.

Tyto modernizované lapače větru se jen málo podobají íránským věžovitým stavbám. Na jedné třípatrové budově na rušné silnici v severním Londýně umožňují pasivní větrání malé sytě růžové větrací věže. Na vrcholu nákupního centra v Dartfordu se kónické větrací věže otáčejí, aby zachytily vánek pomocí zadního křídla, které udržuje věž otočenou proti převládajícímu větru .

Také USA s nadšením přijaly designy inspirované lapačem větru. Jedním z takových příkladů je návštěvnické centrum v národním parku Zion v jižním Utahu. Park leží na vysoké pouštní plošině, která je klimatem a topografií srovnatelná s Yazdem, a použití technologií pasivního chlazení včetně lapače větru téměř eliminovalo potřebu mechanické klimatizace. Vědci zaznamenali teplotní rozdíl 16C (29F) mezi vnějškem a vnitřkem návštěvnického centra, a to i přes množství těl pravidelně procházejících skrz.

Existuje další prostor pro šíření lapače větru, protože pokračuje hledání udržitelných řešení přehřívání . V Palermu na Sicílii vědci zjistili, že podnebí a převládající větrné podmínky z něj činí zralé místo pro verzi íránského lapače větru . Letos v říjnu má mít lapač větru významnou pozici na světové výstavě Expo v Dubaji jako součást sítě kuželovitých budov v rakouském pavilonu, kde se rakouská architektonická firma Querkraft inspirovala arabštinou, barjeel verze větrné věže.

Zatímco výzkumníci, jako je Kheirkhah Sangdeh, tvrdí, že lapač větru může poskytnout mnohem více v chlazení domů bez fosilních paliv, tato důmyslná technologie již migrovala dále po celém světě, než byste si mysleli. Až příště uvidíte vysokou větranou věž na vrcholu supermarketu, výškové budovy nebo školy, podívejte se pozorně – možná se právě díváte na odkaz velkolepých lapačů větru v Íránu.

Zdroj: BBC