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古代的“空調房”有多厲害?2021年,迪拜世博會的奧地利館裡,就利用了古代空調房的原理,建造了38個沒有空調,卻非常涼快

作者:科普啟示錄

古代的“空調房”有多厲害?2021年,迪拜世博會的奧地利館裡,就利用了古代空調房的原理,建造了38個沒有空調,卻非常涼快的錐體建築。

奧地利館裡的38個相交的錐形建築,極具現代藝術氣息,和古代建築完全搭不上邊,38個錐體的高度各不相同,但卻彼此相連,空氣會在不同的圓錐體内流動,實作内部的降溫效果。

而這些建築之是以可以降溫,原理和靈感其實來源于當地傳統的捕風塔建築,設計師設計的初衷,是希望可以在傳統建築與智能奧地利氣候工程之間建立一次平等的對話。

因為利用建築結構進行天然降溫,可以在很大程度上減少甚至避免使用空調,在如今溫室效應加劇的情況下,捕風塔不需要電力就能達到室内降溫效果,這對減少溫室氣體排放有着巨大的意義。

奧地利的捕風塔有這麼厲害?

實際上,捕風塔并非隻有奧地利才有,在西亞和北非地區都有捕風塔的存在,但最早的捕風技術來自3300年前的埃及。

美國猶他州韋伯州立大學的研究人員克裡斯·索爾伯格和朱莉·裡奇表示,埃及的許多建築牆壁都非常厚,幾乎沒有窗戶面向太陽,但盛行風的一側幾乎都有通風口,相對應的,另一側有出風口。

但也有許多人不認同這個觀點,他們認為捕風塔的最早發源地在伊朗,隻是目前還沒有曆史資料或者文物證據可以準确給出捕風塔的起源。

但可以肯定的是,在西亞和北非,捕風塔的應用非常廣泛,比如位于伊朗中部沙漠地區的亞茲德市就叫做“風塔之城”。

據說亞茲德擁有世界上最多的捕風塔,這些捕風塔給生活在氣候炎熱幹燥高原的人們送上了一絲清涼,而它的降溫原理更是讓考古學家、建築學家以及工程師們啧啧稱奇。

大多數的捕風塔都建造在建築頂部,看起來像一個煙囪,外面有集風口,裡面是垂直的管狀結構、隔斷還有頂闆,以及部分抵擋橫向風力的導杆,可以增強結構的整體性。

當沙漠裡的盛行風(在亞茲德,主要是稱為“伊斯法罕風”的西北涼風)吹過捕風塔,就會被捕風口給捕捉到。

在西亞和北非的大部分地區,晝夜溫差很大,白天炎熱而夜晚寒冷,是以捕風塔在夜間經過了冷卻,塔内的空氣溫度比較低,到了早上,利用風壓就可以将外面的氣流順着垂直的管道向下擠壓,将新鮮空氣送入屋内,這就是反煙囪效應。

風在流入室内的這個過程裡會逐漸冷卻,一部分風進入居住的屋子裡,将屋内的熱空氣排出,達到降溫的效果。

另一部分會進入地下室,經過地下室裡的蓄水池後,通過加濕形成舒适的冷風,然後通過地面開孔進入庭院,滋潤庭院裡的樹木,在宅院裡營造陰涼的環境。

而随着屋子裡的熱風漸漸變多,捕風塔的另一側就會形成負壓,使得室内的熱空氣上升,讓熱氣宛如做飯時的煙火一樣通過風口排出,而院子裡的清涼空氣又能通過窗戶補充進室内,此時反煙囪效應就變成了煙囪效應。

古代人就這樣利用冷空氣下降和暖空氣上升形成的空氣流動,讓屋子變成了空調房,這才在炎熱的地方生活了幾千年。

傳統的捕風塔是四方形的垂直塔,有四個定向或者傾斜的開口。但根據不同地區的氣候條件、風向、風俗和人們的不同需求,捕風塔的集風口和出風口的位置和數量也會不同。

有單向、雙向、甚至多向的設計,比如在一些極其炎熱,或者有強風的地區,捕風塔甚至可以是6邊形或者8邊形,有的内部還會安裝葉片和豎井,提高捕風的效率。

在一些幹旱地區,風塔還會建造在運河上,因為這些地區的運河為了防止蒸發,都建立在地下,完全遮蔽陽光。風塔建在上面,就可以将吸入運河裡的熱空氣冷卻,然後送入房屋裡。

有人問,想要風吹的話,直接開窗戶不好嗎?

别忘了,剛才已經說過,這些地區基本上白天炎熱而夜晚寒冷,晝長夜短,牆壁都需要使用隔熱材料建得比較厚,用窗戶通風的話降溫效果不如捕風塔。

尤其在一些沙漠國家,開窗通風還要面臨沙子進入室内的麻煩,而使用通風塔,雖然也會多多少少有點沙子進入室内,但不會有開窗通風那麼多。

而捕風塔,雖然在炎熱地區非常流行,但在西亞以外的地區卻有限不太好用,因為捕風塔最主要的作用是降溫,而在一些冬季寒冷的地方,捕風塔的存在就會将冷空氣灌入溫暖的室内,這樣在冬天,使用了捕風塔的家庭就會非常遭罪。

是以現在一些國家使用的捕風器就在捕風塔的基礎上,加入了一些現代的材料和技術進行改良。不僅能自行控制進入的風量大小,還能在冬天關閉捕風器。

并且捕風器還不會有巨大的噪聲,維修也不算難,更重要的是,它不會增加二氧化碳的排放。

如今許多國家都利用了捕風塔的原理,在一些地方安裝了現代的捕風器光英國就在1979-1994年裡,在公共建築上安裝了大約7000種不同的捕風器。

如今伊朗也在努力修複和更新古老的捕風塔,希望可以讓捕風塔複興。

伊朗伊拉姆大學的帕勒姆·凱爾哈·桑德說:

“要使用這些技術,文化觀念需要發生一些變化,人們需要關注過去并了解為什麼節能很重要。”

#我要上頭條##通風塔#

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