pixel

Традиционни методи за охлаждане в бъдещето на архитектурата

air-conditioning

Традиционните строителни решения обикновено работят добре в съответния контекст, тъй като са издържали стотици години на тестове и подобрения и използват техники и материали, налични на конкретното място. Въпреки че глобализацията и демократизирането на достъпа до технологии донесоха повече комфорт и нови възможности на човечеството, те доведоха и до уеднаквяване на решенията в строителния сектор и до зависимост от глобалните вериги за доставка на строителни материали и компоненти. Това от своя страна доведе и до разрив в начина, по който знанията се предават на новите поколения, и в крайна сметка до изчезване на традициите.

По-конкретно, в момента се възражда темата за решенията за пасивно охлаждане на сгради, като се полагат усилия за възстановяване на древни техники, използвани в историята на места, които винаги са били принудени да се справят с горещ климат. Това е още по-разбираемо поради високите енергийни разходи, наложени от изкуственото охлаждане, сценария за глобално затопляне и главно защото, сред прогнозите за растеж на населението, значителна част от мегаполисите ще бъдат разположени в преобладаващо горещия климат на Африка и Азия. Когато мислим за бъдещето, възможно ли е да се вдъхновяваме от миналото и да прилагаме древни техники за охлаждане към съвременните сгради?

Фатих Бирол, изпълнителен директор на Международната агенция по енергетика (МАЕ), казва, че „нарастващото търсене на климатици е едно от най-критичните „слепи петна“ в днешния дебат за енергетиката“. По данни на МАЕ използването на климатици и електрически вентилатори е причина за близо 20% от общото количество електроенергия, използвана в сградите по света. Освен това същият източник посочва, че до 2050 г. броят на климатиците ще бъде повече от три пъти по-голям, което ще изисква толкова електроенергия, колкото цялото сегашно потребление на енергия в Индия и Китай. В същото време горещите вълни в целия свят стават все по-дълги и по-интензивни, което може допълнително да влоши тези показатели.

Няма да е пресилено да се каже, че охлаждането ще бъде архитектурното предизвикателство на бъдещето. Изследването на решенията, използвани на места, които винаги са страдали от горещ климат (сух или тропически) – много преди използването на климатични инсталации – може да ни подскаже как да решим този проблем. Разбирането на тези концепции и възстановяването на традиционните техники за пасивно охлаждане в съвременните сгради, без да се използва електричество, и с местни материали и строителни техники, може да се окаже добър начин за действие.

Вятърните кули, известни още като баджири, са традиционни архитектурни елементи за охлаждане, които се използват от хиляди години в страните с горещ и сух климат. Повечето изследователи приписват изобретяването им на персите, но има и следи в стенописи, датиращи от 1300 г. пр.н.е., които показват нещо подобно в Египет. Във всеки случай те се състоят от кула с отвори в горната част, които улавят местни ветрове, насочвайки ги към вътрешността на сградата чрез поредица от канали и отвори. Обикновено се срещат в Близкия изток, особено в Иран, Ирак и района на Персийския залив, и се използват предимно в жилищни и търговски сгради. Във всеки случай това е кула с отвори в горната част, които улавят ветровете и ги насочват към вътрешността на сградата чрез поредица от канали и отвори. Обикновено се срещат в Близкия изток, особено в Иран, Ирак и района на Персийския залив, и се използват предимно в жилищни и търговски сгради.

Начинът на действие е прост: когато вятърът духа в горната част на кулата, той създава разлика в налягането между вътрешната и външната ѝ част, което от своя страна привлича въздух през отворите и го вкарва в сградата. Тъй като студеният въздух навлиза в сградата, той циркулира през нея и я охлажда, като спомага за поддържането на комфорта. Височината на кулата, броят на страните и броят на отворите влияят върху ефективността на вятърните кули, определяйки скоростта и турбулентността на въздушния поток. В някои случаи кулите са построени над Qanats (канали), които доставят вода на домовете. Тъй като са напълно засенчени, те също създават хладен и плътен въздушен поток, породен от конвекцията и изпаренията.

Джаали (jaali), вид перфориран блок, създава сложни шарки от светлина и сянка, като същевременно проветрява вътрешните пространства. Под формата на парчета от цимент, пръст и дърво играта между твърд елемент и празно пространство е културен символ на индийската архитектура, който се вижда в много исторически сгради, включително Тадж Махал и Червения форт в Делхи. Те продължават да се използват и в съвременната архитектура, а уникалните им шарки и дизайн са вдъхновили художници и дизайнери по целия свят.

air-conditioning

Джаали обикновено се монтира като външна обвивка на сградата, а напречното му сечение показва по-голям отвор отвън и по-малък отвътре. Когато вятърът преминава през джаали, той създава разлика в налягането между вътрешната и външната страна на сградата. Охлаждащата функция на джаали зависи от ефекта на Вентури: когато въздухът тече с по-висока скорост, докато циркулира през по-тесен проход, той създава отрицателно налягане, предизвиквайки частичен вакуум, който в този случай задвижва потока. При джаали въздухът се компресира и когато се освободи, става по-хладен.

Машрабия (Mashrabiya) е традиционен архитектурен елемент, използван в много страни от Близкия изток и Северна Африка. Това е вид дървена решетка или параван, който обикновено се поставя на прозорци, балкони и други отвори в сгради.  Това са декоративни елементи със сложни геометрични шарки. Основната му функция е да осигури уединение и сянка, като същевременно позволява на въздуха и светлината да проникнат в интериора. За засилване на охлаждащия ефект в някои случаи се добавят глинени съдове, пълни с вода, пясък или влажна слама. Когато горещият въздух преминава през перфорациите на машрабия, той преминава и през порестата повърхност на глинените съдове, където влагата се изпарява, охлаждайки въздуха. Този охладен въздух се влива в сградата, като помага за намаляване на температурата във вътрешното пространство. Това е форма на охлаждане чрез изпаряване, особено ефективна в горещ и сух климат, и е изключително устойчива и евтина техника, без нужда от електричество.

В наши дни дизайнери и изследователи се опитват да съчетаят традиционните знания със съвременните технологии. Екипът на Ant Studio например интерпретира традиционни техники за охлаждане чрез изпарение, вдъхновени от джаали, за да създаде прототип на цилиндрични глинени конуси с индивидуален дизайн.

В същото време при кулите Al Bahar, двойка небостъргачи в Абу Даби, фасадата представлява уникална система от динамични засенчващи панели, вдъхновена от вече споменатия машрабия. В този случай обаче това е „реагираща фасада“, състояща се от над 2000 шестоъгълни елемента, които се движат според движението на слънцето, осигурявайки сянка на вътрешните пространства на сградата. Позицията на всеки елемент се контролира от компютърна програма, която се настройва в зависимост от ъгъла на слънчевото греене, като оптимизира засенчването и намалява затоплянето. Резултатът е фасада, която се променя през целия ден, придавайки на сградата динамичен и адаптивен вид.

В допълнение към споменатите устройства има много други елементи на дизайна и материали, които могат да допринесат за подобряване на топлинния комфорт в помещенията: материали с висока топлинна инерция, вътрешни дворове, водоизточници и засенчващи елементи. Важно е да се подчертае, че чрез използване на налични на място материали и традиционни архитектурни елементи архитектите и проектантите могат да създават сгради, които са добре адаптирани към местния климат и среда, като същевременно уважават и почитат местните традиции и културното наследство.

Снимки: M.Khebra и Christian Richters

Може да харесате още...