Багдир, он же ветряная башня, он же ветролов

Продолжаем раздел «Интересности» и подраздел «Изобретения» статьёй «Багдир, он же ветряная башня, он же ветролов«. Где поговорим про эту древнюю пассивную низкоэнергетическую систему охлаждения воздуха в жару.

Багдир, он же ветролов, он же ветряная башня (wind tower, английский термин) распространён на Ближнем Востоке, включая Иран, Пакистан, Афганистан. Выглядит как странная, но интересная высокая башня с отверстиями в верхней части.

Примерно вот так (это багдиры над ледником-водохранилищем; отличительный признак — кирпичный конус):

Багдир, ветряная башня, ветролов

Кстати, впервые подобного рода ветроловы были изобретены в Древнем Египте и охлаждали, само собой, дома фараонов.

Багдир, ветряная башня, ветролов

Принцип работы багдира основан на нескольких физических законах.

Это такие законы, как:

  1. Тёплый воздух поднимается вверх, холодный опускается вниз.
  2. Отток воздуха вызывает понижение давления (и наоборот).
  3. Пониженное / повышенное давление вызывает движение воздуха, чтобы восстановить равновесие.
  4. При испарении воды поглощается много тепла.

Давайте рассмотрим устройство багдира подробнее. Обычно это четырёх- или восьмисторонняя башня, в верхней части которой есть отверстия для ветра.

Багдир, ветряная башня, ветролов

Внутри башня разделена на секции (которые могли перекрываться с помощью заслонок) в соответствии со сторонами.

Багдир, ветряная башня, ветролов

Зачем ветряным башням заслонки и множество отверстий с разных сторон? В первую очередь для того, чтобы можно было закрыть наветренные (то есть, те, куда задувает ветер) отверстия. Зачем это нужно? Ведь, кажется, поток ветра должен задувать? Ответ прост: обычно жаркий горячий ветер в тех местах несёт с собой много песка и пыли. Поэтому если вовремя не закрыть нужные отверстия, то в доме будет песка по колено.

В частности, именно для защиты от пыли и песка многие багдиры ведут аж до самого низа дома, где может скапливаться падающий сверху песок; выход / вход воздуха в дом находится немного выше пескоотстойника.

Как работали багдиры-ветроловы?

Возможны три режима работы ветряных башен.

Первый режим функционирования ветролова: нисходящий поток воздуха. Движущая сила — энергия ветра.

То есть, ветер по-просту вдувается в дом через эту башню; отверстие для входа ветра — с наветренной стороны. Наиболее простой и распространённый даже сейчас способ работы багдира.

Багдир, ветряная башня, ветролов

В этом случае охлаждение внутренних помещений достигается не сколько за счёт реального понижения температуры (о чём речь пойдёт ниже), сколько за счёт создания потока воздуха и эффекта вентилятора.

Второй режим: восходящий поток воздуха. Движущая сила — разница температур и разрежённый воздух.

Разрежённый воздух создаётся ветром; с подветренной стороны (если по-научному, то в этом случае использовался эффект Коанда, когда зона пониженного давления «притягивает» воздушный поток). В этом случае работа древних ветряных башен была немыслима без специальных каналов для подачи воды — ганатов, или канатов (смотря как вы прочтёте слово qanat).

Кстати, в виду того, что этимология слова «канат» в русском языке не установлена, вполне возможно, это слово восточного происхождения. По крайней мере, оно имеет 2 гласные а и ударение на последний слог, как тюркские слова сарай, кабан. Мало ли… Но вернёмся к рассказу о ветряных башнях.

Что это за каналы такие? Это каналы, по которым текла вода от источника (в горах, за десятки километров от городов), к, собственно, домам. Схематически их можно отобразить так:

Багдир, ветряная башня, ветролов

То есть, источник, основной канал, смотровые колодцы, потребитель. Вот как это выглядит сверху и в натуре:

Багдир, ветряная башня, ветролов

Далее всё просто: багдиры высоки, нагретый воздух выходит из них (канал для выхода воздуха открыт, само собой, с подветренной стороны — туда, куда дует ветер), создаёт разрежённое давление в доме — и холодный влажный воздух из каналов-канатов поступает в дом. Схематически это можно отобразить так:

Багдир, ветряная башня, ветролов

Как видите, всё очень просто. Особенно при наличии ганатов.

Что делать, если таких каналов нет?

Третий режим работы багдира: восходящий поток воздуха. Движущая сила — тепло солнца.

Так, когда под рукой нет холодной воды или нет ветра, багдиры работали как солнечные башни. То есть, они нагревались солнцем, создавалась зона пониженного давления — и воздух из здания постепенно выходил наружу. Местные здания строятся из глины, самана, и имеют толстые стены. Эти стены за ночь охлаждаются. И ветряная башня, отводя из дома самый горячий воздух, поддерживает прохладную температуру.

Само собой, в этом случае температура в доме не будет ниже, чем температура воздуха ночью (до которой остыли толстые саманные стены).

Усовершенствованный второй режим работы ветролова.

Под багдиром ставился источник воды. Тёплый воздух поднимался вверх, в башню, вода испарялась, на её испарение тратилось тепло — и температура в комнатах снижалась.

Именно так поддерживалась температура в древних ледниках и водохранилищах. То есть, над ёмкостью с водой / льдом монтировалась ветряная башня; вода испарялась, пары поднимались вверх вместе с  тёплым воздухом. Испарение воды поддерживало температуру в помещениях близкой к нулю. Само собой, где-то в стороне был вход для воздуха, чтобы внутри была циркуляция и испарение, а не застой, конденсация и плесень.

Схематически это можно представить так:

Багдир, ветряная башня, ветроловГде под башней / под куполом находится большая ёмкость с водой.

Усовершенствованный первый режим работы ветролова

Как работают ветроловы сейчас, если канаты давно заброшены, а комнату с бассейном организовать нет денег (что характерно для большинства домов)? Всё очень просто: багдиры работают как вентиляторы, когда с наветренной стороны в дом задувает горячий воздух (сила потока пропорциональна силе ветра). А на пути этого воздуха вешаются мокрая солома, мокрые тряпки и так далее. Опять же, испарение, горячий воздух охладися и принёс удовольствие хозяевам.

Кстати, этот принцип используется сейчас под названием «пассивное кондиционирование», и схематически отображается так:

Багдир, ветряная башня, ветролов

То есть, есть ветряная башня, куда задувает ветер. В этой башне есть распылитель воды (охлаждение за счёт испарения). Тяга создаётся с помощью стены, которая нагревается солнцем.

Так что, как видите, багдир-ветролов можно организовать в своём доме самостоятельно 🙂

Багдир, ветряная башня, ветролов

Кому интересно — больше деталей в источнике: http://en.wikipedia.org/wiki/Badgir http://www.transoxiana.org/13/sala_deom-karez_sauran.php

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.