Építészeti inspiráció: mik azok a hagyományos szélfogók?

Mielőtt a fosszilis tüzelőanyaggal működő légkondicionáló berendezések széles körben elérhetővé váltak, a zord éghajlaton élő emberek csak természetes eszközökkel szellőztethették a helyiségeket, és szabályozhatták a belső hőmérsékletet. Ehhez több külső tényezőt is figyelembe kellett venniük, mint például az elhelyezkedésüket, a naphoz és a szélhez viszonyított tájolásukat, a területük éghajlati viszonyait és a helyi anyagokat. Ebben a cikkben azt vizsgáljuk meg, hogy a nyugat-ázsiai és észak-afrikai ősi civilizációk hogyan használták a szélfogókat a régió zord éghajlatához való alkalmazkodásra, és hogyan biztosítottak olyan passzív hűtési megoldásokat, amelyeket a mai napig alkalmaznak a kortárs építészetben, bizonyítva, hogy az éghajlathoz való alkalmazkodás helyi megközelítései alapvető fontosságúak a mai épített környezet fejlődésében.

Történelem
A szélfogó, más néven széltorony, szélkapa, malqaf vagy badgir egy hagyományos hűtő építészeti elem, amelyet évezredek óta használnak a súlyosan forró éghajlatú országokban. Egyes történészek és régészek a perzsákat tartják a szélfogók feltalálóinak, miután felfedezték egy Kr. e. 3000-ben épült perzsa tűztemplom romjait, amelyek kéményszerű szerkezeteket tartalmaznak. Mások úgy vélik, hogy először az észak-afrikai sivatagokban, különösen Egyiptomban építették őket, mivel i. e. 1300-ból származó festmények háromszög alakú elemeket ábrázoltak Nebamun fáraó rezidenciájának tetején, ami meggyőzte a történészeket arról, hogy az első szélfogót Egyiptomban fejlesztették ki. Az évek során a szélfogók egyre népszerűbbek lettek, és a szellőztetés passzív és hatékony biztosításának köszönhetően a Közel-Kelet, Észak-Afrika, Nyugat- és Közép-Ázsia országaiban is megtalálhatók voltak. Mivel azonban ez egy különösen helyspecifikus szerkezet, amelynek hatékonysága régiótól és éghajlati viszonyoktól függően változik, a torony kialakítását minden ország a saját környezeti jellemzőihez igazította.

• 

• 

Tervezés és funkció
A légmozgás a meleg levegő felemelkedésével és a hideg levegő leeresztésével jön létre. Ahogy a föld feletti levegő felmelegszik, felemelkedik, és egy alacsony nyomású területet hoz létre. Amikor a levegő tovább emelkedik, lehűl, és a vízfelületek felé mozog, ahol leesik, és egy magasnyomású területet hoz létre, és hideg levegőt nyom a szárazföld felé. Ez a területmozgás hozza létre a szelet. A szélfogó egy agyagból, fából vagy téglából készült kéményszerű építmény, amelyet házak, mecsetek vagy raktárak tetején építenek, hogy a hűvös szelet hasznosítani tudják, és lefelé, a belső tér felé irányítsák. Ezek a tornyok úgy működnek, hogy a magasabb szinteken keringő hűvös szelet ferde oldalú függőleges nyílásokon (más néven irányított nyílásokon) keresztül lefelé irányítják úgy, hogy csak a beáramló széllel ellentétes tengelyt hagyják nyitva. Amint a hűvös levegő belép a térbe, a belső térben keringő meleg levegőt a szélfogó ellentétes oldalán kialakított nyílásokon keresztül kiszorítja. A hűvös szellővel nem rendelkező területeken a szélfogók kéményként működnek, és a meleg levegőt felfelé és a torony nyílásain keresztül kifelé nyomják, szabályozva a lakás belső környezetét.

• 

• 

• 

A szélfogók elterjedése a különböző nemzetek között változásokat generált a kialakításukban, ami egyirányú, kétirányú, többirányú és egyes esetekben henger alakú szerkezeteket eredményezett, amelyek mind a széliránytól és az épület pontos helyétől függenek. Noha nincs mindenre egyféle kialakítás, a hagyományos szélfogó egy négyszögletes keresztmetszetű függőleges torony négy irányú, ferde nyílással és esetenként belső lapátokkal vagy tengelyekkel. A torony magassága, oldalainak száma, a nyílások száma, valamint a belső lapátok mennyisége és elhelyezése befolyásolja a szélfogók hatékonyságát, befolyásolva a légáramlás sebességét és turbulenciáját. Ha az adott régióban a szél egy oldalról fúj, a szélfogónak csak egy lefelé irányuló nyílásra van szüksége (egyirányú szélfogó), míg ha olyan területen épül, ahol a szél iránya változó, akkor a belső falak vagy lapátok beépítésével a tornyot két függőleges szakaszra osztják, amelyek összegyűjtik, irányítják és az épületbe engedik a levegőt (kétirányú szélfogó). Másrészt az erősebb széllel és szélsőséges hőséggel jellemezhető területeken a szélfogók négy, hat vagy nyolc oldalúak, több belső emelettel és keresztmetszettel (többirányú szélfogó).

A szélfogók gyakran épülnek qanat (arabul csatorna/csatorna) fölé is, amely a száraz területeken a házak állandó vízellátásának biztosítására használt rendszer. Mivel ezek a csatornák víztározóként szolgálnak, és a naptól teljesen árnyékos (gyakran föld alatti) területeken helyezkednek el, a konvekció és a párolgás révén hűvös és sűrű légáramlatot hoznak létre. A qanatba beszívott forró levegő keveredik a benne rekedt légáramlattal – amely alul rekedt, és nem tud felemelkedni a kevésbé sűrű felszíni levegőhöz -, és hűvös levegőt nyom a belső térbe.

• 

• 

• 

• 

• 

Kortárs kontextus
Az utóbbi években az emberek sokkal környezettudatosabbá váltak, és passzívabb megoldásokat választanak az energiafogyasztás és a szénlábnyom csökkentése érdekében. A természetes szellőzés amellett, hogy környezetbarátabb, költséghatékonyabb is, és olyan természetes külső tényezőkre támaszkodik, mint a szél, valamint a belső tér és környezetének hőmérséklete. E passzív szellőztetési megoldások közé tartozik az egyoldali szellőztetés, a keresztszellőztetés, a kéményszellőztetés és a kéményhatás. Számos tanulmány azonban kimutatta, hogy a szélfogók valójában hatékonyabbak, mint az ablakok, különösen a sűrűn lakott területeken, ahol a szél keringése beszűkül. A modernebb projektekben automatizált szélfogókat használnak, amelyek érzékelővel vezérelt paneleket vagy napenergiával működő ventilátorokat használnak, és félig passzív hűtőrendszereket biztosítanak. Agyag, tégla és fa helyett ezek a szerkezetek ma már betonból, alumíniumból, acélból, fából és kőből épülnek, és a tornyot egy modernebb kontextusban képzelik el újra. A gyártók még kereskedelmi szélfogókat is létrehoztak beépített lamellákkal, amelyek megakadályozzák, hogy az eső és a hó bejusson az aknába. Az iráni Yazd városát ma már a széltornyok városaként ismerik, ahol több száz hagyományos elem található az ég felé nyúlva.

Forrás: www.archdaily.com