Klimatyzacja bez prądu. Tak swoje domy ochładzali starożytni
Lato w tym roku zapowiada się gorące, więc klimatyzacja w domach staje się nieodzowna. Jednak zarówno koszt zakupu, jak i eksploatacji tego urządzenia może być wysoki. W związku z tym warto rozważyć alternatywne metody chłodzenia, które nie wymagają użycia energii elektrycznej. Co ciekawe, takie metody były stosowane już w czasach antycznych.
Emesik, CC BY-SA 3.0 , via Wikimedia Commons
Klimatyzatory są idealnym rozwiązaniem podczas uciążliwych upałów, ale ich instalacja jest droga, a użytkowanie generuje wysokie koszty. Techniki chłodzenia pomieszczeń opracowano już jednak w czasach antycznych. Przykładem mogą być Persowie, którzy korzystali z tzw. kanatów – podziemnych kanałów, przez które przepływała chłodna woda.
Już 2300 lat temu Persowie opracowali systemy, które mogły obniżać temperaturę wewnątrz budynków nawet o 16 stopni. Ich inżynieryjne rozwiązania były na tyle zaawansowane, że umożliwiały przechowywanie lodu przez cały rok.
Jak zbudowane były kanaty?
Aby zrozumieć funkcjonowanie perskiego systemu klimatyzacji, trzeba przyjrzeć się jego budowie. System składał się z kilku elementów: podziemnych kanałów, podziemnych cystern oraz łapaczy wiatru. Kanaty transportowały chłodną wodę, cysterny magazynowały ją, a łapacze wiatru kierowały przepływ powietrza. Persowie posiadali zaawansowaną wiedzę z zakresu fizyki, co umożliwiało im tworzenie tak wydajnych systemów chłodzenia.
Z lotu ptaka kanaty wyglądają jak system równomiernie rozmieszczonych jam w ziemi. Budowę kanałów rozpoczynano od miejsca, z którego pobierano wodę. Kolejnym krokiem było prowadzenie tunelu w stronę wzgórza, aby dojść do stożka aluwialnego – miejsca osadzania się zawiesin transportowanych przez wodę. Dzięki temu pod ziemią znajdowano wodonośne warstwy, co pozwalało na tworzenie studni zasilających system czystą wodą.
Podczas drążenia tuneli budowniczowie co jakiś czas tworzyli otwory, wokół których rozsypywano urobek, tworząc stożki ochronne. Otwory te ułatwiały późniejszą konserwację tunelu oraz dostarczanie świeżego powietrza.
Ze względu na pochyłość terenu, kanaty znajdowały się na różnych głębokościach, od 30 do nawet 270 metrów. Delikatny spadek kanałów, wynoszący 1 metr na 1000-1500 metrów długości, zapewniał spokojny przepływ wody, minimalizując ryzyko erozji dna.
Na jakich zasadach działała perska "klimatyzacja"?
Kanaty budowano na dużych głębokościach, co sprawiało, że woda była zimna. Podziemne cysterny magazynowały ją, a w połączeniu z łapaczami wiatru tworzyły system klimatyzacji. System ten stosował efekt Bernoulliego: łapacze wiatru kierowały gorące powietrze do szybu prowadzącego do kanału, co tworzyło podciśnienie i zasysanie zimnego powietrza do kanału. To zimne powietrze mogło być następnie przemieszczane do pomieszczeń. Ciągła cyrkulacja powietrza pozwalała na schładzanie budynków bez użycia energii elektrycznej.
