組圖：3000年前伊朗沙漠地區的高效靜音空調

幾個世紀以來，高大的陶土塔及其高聳入雲的端口一直為人們保持著涼爽。(Shutterstock)

 

 

【大紀元2023年08月28日訊】（英文大紀元記者Michael Wing報導／趙孜濟編譯）它們高聳入雲，靜音無息，為亞茲德（Yazd）當地人在夏季保持涼爽。它們像方肩哨兵一樣，衝破塵土飛揚的地平線，垂直地突出在天際線上。這些建築在古代起到了空調的作用。

 

幾個世紀以來，高大的陶土塔及其高聳入雲的端口一直為人們保持著涼爽。這些被稱為巴吉爾（badgir）的建築結構通過捕捉風來調節室內空氣。badgir在波斯語中字面意思是捕風器，它們被用於伊朗亞茲德等地，這是世界上最熱、最乾燥的城市之一。作為城市基礎設施的一部分，這些塔樓有助於冷卻房屋和建築物的內部。它們把冷空氣泵入地下冰屋，使易腐爛的東西保持低溫。

 

在某些方面，這些古老的空調比今天的空調機組更好。巴吉爾被動地運行，無需電源，即使風沒有吹，它們也在運行。它悄聲無息，然而，今天，巴吉爾大多被嘈雜和昂貴的現代空調所淘汰。

 

也許這種古老的冷卻解決方案的獨創性和簡單性值得我們仔細研究。它們甚至可能激發新的發明突破。如果我們現代人的電網出現故障，巴吉爾不會讓我們在烈日中被烤焦。

 

讓我們來進一步探索這些傳統的捕風奇觀。

 

古人擁有的免費冰櫃

 

在現代城市中，特別是在夏季，空調在世界許多地方都是必不可少的。它噪音很大，笨重，而且對某些人來說，價格太高負擔不起。然而，在遙遠的過去有一個簡單的解決方案。作為被動冷卻裝置，巴吉爾使用風和對流而不是電力來冷卻建築內部空間。

 

這些煙囪狀的塔早在公元前3000年就被用於沙漠氣候。在伊朗高原的亞茲德等乾旱地區，7月平均氣溫達到100華氏度（38攝氏度），而年平均降水量為1.9英寸（49毫米）。然而，即使在這裡，也可能有更涼爽的氣流在上面吹，這就是風塔的用武之地。

 

伊朗亞茲德的多向巴吉爾（badgir）。(Athikhom Saengchai/Shutterstock)

 

 

風的性質因地而異。它們可以是單向的、雙向的或多向的。巴吉爾根據當地氣候量身製作，總是迎面向風。例如，在亞茲德地區，數百座巴吉爾仍然存在，而且仍在運行，有單面、雙面、四面或八角形版本。它們具有明顯的直角，可將陣風向下引導，而不是讓空氣四處流動。

 

空氣越高，灰塵越少。然而隨著空氣下降和減速，進入風斗的顆粒就會沉積下來。亞茲德的許多捕風器都配備了去除灰塵的過濾器，有的還安裝了門以在冬季保持建築物溫暖。

 

事實上，捕風器的類型有很多種。有些背向風而不是迎風，並通過吸力將暖空氣吸出，而不是捕捉冷陣風將它們帶入。這些背風版本在距離亞茲德約30英里（50公里）的梅博德（Meybod）很常見。一種起源於埃及的常見類型，稱為malaaqef，具有對稱的進氣口和排氣口，其輪廓形成直角三角形。捕風器的種類繁多。

 

反向運作的煙囪

 

在西方世界，爐膛和煙囪是家庭的中心，它們提供溫暖，讓熱空氣從上面逸出。風塔則以相反的形式運作，它從上方汲取較冷的空氣，由於溫度梯度變化，較冷的空氣可以下降到建築物中。

 

伊朗克爾曼的一座巴吉爾。(Bernard Gagnon/CC BY-SA 4.0)

 

 

與煙囪類似，巴吉爾內部的空氣是垂直引導的，經常滲透到地下冰屋或地下運河中。雖然風壓有助於將空氣向下推，但對流、浮力和重力等其它力也有助於這一作用。這種被動的向下的力恰如其分地被稱為煙囪效應。它允許巴吉爾即使在無風的情況下也能運行。

 

與壁爐的工作方式相反，這種來自上方的冷空氣通過每層樓的橫流在整個建築物中循環，然後通過上方的另一個端口排出。

 

從地下捕捉冷氣

 

就像今天的人一樣，特別是在夏季的熱浪中，古人不得不將冷飲和易腐爛的東西存放在寒冷的地方。然而，由於缺乏現代製冷設備，他們挖到了地下。在這裡，土壤或地下運河可以在熱慣性的調節下保持恆定的較低的溫度。在這樣的深度，前一個冬天的冷氣從未完全消散。因此，寒冷的溫度會延續到夏季，導致全年嚴寒。

 

風塔有助於保持傳統冰屋涼爽。(Claudiovidri/Shutterstock)

 

 

巴吉爾通常與被稱為坎兒井的地下或半地下冰屋相連。當來自上方的乾燥空氣下降並經過地下水池時，它會非常有效地進行蒸發冷卻。也就是說，空氣中的熱量在汽化發生時被吸收，使空氣冷卻。這也加濕了空氣，使生活空間更加舒適宜人。

 

古代城市如何保持涼爽

 

古代城市的複合建築是一個集成的系統。例如，在亞茲德，陶土結構的諸多建築被緊緊地壓在一起，其高高的屋頂旨在最大化陰影面積。有一些建築叫做tekhtubush，類似於羅馬中庭，它的中央庭院被巨大的陰影籠罩，以保持地面涼爽。位於中央的噴泉，實際上是反向煙囪，冷卻周圍環境。與此同時，石牆起到被動調節熱量的作用，它利用熱慣性將伊朗沙漠中典型的寒冷夜間溫度帶入白天。此外，整個亞茲德的無數圓頂屋頂有助於保持室內空氣流通。

 

與巴吉爾相結合，整個建築系統是一個完整的基礎設施設計。它創造了一個被動的、安靜和免費的空調結構。

 

伊朗亞茲德的一座多向巴吉爾。 (Xavier Llauger Dalmau/Shutterstock)

 

巴吉爾是古代空調的標準。它們甚至被認為是那些負擔得起的人的身分象徵。儘管在伊朗和埃及等地仍有數百座巴吉爾被保存下來，但在20世紀後期，它們基本上被建築師忽視了。與此同時，更嘈雜、更需要電力的現代空調占了上風。

 

然而，最近現代設計師已經借鑒了歷史。回顧捕風器，他們找到了新設計的靈感。例如，匹茲堡的PNC廣場（PNC PLAZA）及其太陽能煙囪就利用了古老的熱力學概念，就像在巴吉爾中所展現的那樣。隨著當今對建築環保解決方案的需求不斷增加，巴吉爾可能會再次風靡。

 

原文「How People 3,000 Years Ago Created Ancient AC in the Desert—That Ran Silent, Didn’t Need Power」刊於英文《大紀元時報》網站。

 

責任編輯：韓玉