引自然風為建築物降溫 遏制地球暖化 古波斯風塔 成無碳空調

編譯/韋士塔  |2021.09.04
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建築物將開口面向盛行風,匯集冷空氣為房屋降溫。圖/網路
研究人員嘗試修復傳統的風塔。圖/網路

編譯/韋士塔

古埃及、波斯帝國的建築師,都曾巧妙地運用風力,為建築物保持涼爽。如今,隨著環保意識持續升高,愈來愈多人尋求零排放的冷卻方式,數千年前即已出現的「風塔」(wind catcher),或許是理想的解決方案。

位於伊朗中部沙漠地區的亞茲德市(Yazd),是古波斯帝國的聖城,當地擁有許多令人驚豔的古代工程奇蹟,包括被稱為「冰塔」(yakhchal)的地下冷藏室,甚至還有郵政快遞系統,比美國的郵政服務早了2000年。

「風塔」也是亞茲德市流傳至今的古老技術,通常位於建築物的屋頂上方,造型有長方形、圓形、方形、八角形等。過去,這是當地不可或缺的建築結構,讓人們能夠居住在炎熱乾燥的伊朗高原。亞茲德市在2017年被聯合國教科文組織(UNESCO)列為世界遺產,原因之一正是此地保留大量的風塔。

儘管許多風塔已經停用,或因缺乏維護而失去功能,但在地球溫度持續升高之際,許多學者、建築師和工程師開始關注這種結構,希望了解它們是否有助遏制暖化。

風塔的原理,是透過面對盛行風向的開口「捕風」,這些溫度較低、密度較大的空氣,會向下沉降至屋內,而屋內熱空氣則上升排出;更精密的風塔設計,還能讓冷空氣先經過地下水池的通道再進入建築物內的生活空間,進一步降溫。

研究人員指出,風塔的形狀、高度、開口方向、數量、內部葉片的配置,與房屋的格局,都須仔細安排,以提高風塔的降溫能力。

風塔不需使用電力,因此這種降溫方式不僅環保,還具有成本效益。目前,一般機械式空調消耗的電力,已占全球總用電量的1/5,在倡導節能的風潮推動下,從古代流傳下來的風塔,成為愈來愈有吸引力的選項。

利用自然風為建築物降溫的歷史,可以追溯到三千多年前;美國猶他州韋伯州立大學(Weber State University)的研究人員索伯格(Chris Soelberg)和里奇(Julie Rich)指出,為了在炎熱的沙漠環境中創造舒適的生活環境,古埃及的建築物採用厚實的牆壁,窗戶不面向太陽,且開設通風口面對盛行風,並在另一側開口,讓空氣流通。

部分人士認為,波斯文明持續改良風塔的結構,達到更好的降溫效果;伊朗德黑蘭伊拉姆大學(Ilam University)的桑格德(Parham Kheirkhah Sangdeh)正在研究如何將風塔應用在當代建築,他表示,這種零化石燃料的冷卻方法很可能會再次興起,且已開始出現在許多西方國家,儘管形式不如伊朗那麼壯觀。

伊朗建築歷史學家比茲利(Elizabeth Beazley)表示,現代冷卻技術,是伊朗傳統方法退化的原因,但空調通常由化石燃料提供電力,並使用冷媒,會產生大量溫室氣體。他指出,無論從文化的重要性和節能的觀點來看,風塔都有進一步推廣的空間。

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