Как древние инженеры охлаждали города без современных технологий

Задолго до появления кондиционеров и современных технологий древние цивилизации придумали хитрые методы поддержания прохлады в своих городах даже в знойном климате. От использования строительных материалов, которые не проводили тепло, до резервуаров, которые окружали деревни, древние инженеры создали гениальные решения для борьбы с жарой. 

Используя такие природные элементы, как ветер, тень и вода, они разработали устойчивые методы охлаждения, которые до сих пор вдохновляют современную архитектуру. Погрузитесь в увлекательные способы, которыми эти древние общества освоили управление климатом, превратив засушливые пустыни и залитые солнцем города в прохладные, пригодные для жизни пространства без намека на электричество.

Почему древним городам был нужен климат-контроль

В нашем современном мире мы полагаемся на искусственные источники, такие как кондиционирование воздуха и охлаждение, чтобы бороться с жарой. К сожалению, эти инструменты также нагревают атмосферу из-за своих выбросов. 

Древние не имели доступа к таким быстрым решениям и смогли разработать гораздо более устойчивые методы управления климатом. В древнем мире, с начала письменной истории до средневековья, различные цивилизации продемонстрировали, что им не нужны современные технологии для поддержания комфортной температуры.

Давайте подробнее рассмотрим, как древние жители Египта, Месопотамии, Индии, Греции и Рима справлялись с неблагоприятным климатом.

1. Древний Египет

Давайте начнем наше исследование древнего контроля температуры в Египте. Как и сегодня, Египет был жаркой и сухой страной даже в самые ранние годы. Древнеегипетская цивилизация навсегда связана с Нилом, поскольку поймы реки были единственными пригодными для жизни землями на восточных окраинах пустыни Сахара. 

Поиск способов борьбы с изнуряющей жарой этого региона был столь же необходим для выживания египетской цивилизации, как и изучение того, как использовать чудовищную силу сезонных разливов Нила. 

Умные, экологически чистые строительные материалы

Климат-контроль начинался с выбора правильных строительных материалов. Кирпичи из речной грязи, смешанной с соломой или шерстью животных, были наиболее распространенными материалами в Древнем Египте. Действительно, вплоть до 21-го века дома из глиняного кирпича были привычными достопримечательностями по всему Египту, от городов до сельских общин. 

Причина, по которой глиняные кирпичи были столь удачным выбором для этого региона, заключается в том, что глина является очень плохим проводником тепла. Это означает, что она не давала внешнему теплу проникать в дом в самые жаркие часы дня. Она также сохраняла тепло, которое собиралось внутри, когда температура падала. 

Приносим ветер в помещение

От простолюдинов до фараонов, глиняные кирпичи были вездесущим строительным материалом в Древнем Египте. Однако более крупные и величественные жилища знати добавляли больше архитектурных особенностей, которые помогали охлаждать их интерьеры. Наряду с древними месопотамцами, египтяне были среди первых цивилизаций, которые начали интегрировать улавливатели ветра в свои здания.

В Египте ветроуловители назывались « малкаф ». Это были высокие башни, возвышавшиеся над крышей здания с узкими вертикальными отверстиями, обращенными в сторону преобладающих ветров. Эти отверстия улавливали ветер, когда он дул, направляя его вниз по шахте башни и в здание, охлаждая внутреннее пространство.

Охлаждающая сила испарения

Не каждый дом в Египте был достаточно высоким, чтобы иметь малкаф . Однако эти жилища все еще полагались на ветер, чтобы снизить температуру в своих домах. Тростниковые циновки, размещенные над окнами и дверями, действовали как тени, блокируя солнечный свет. Кроме того, циновки также препятствовали потоку ветра. 

В качестве решения эти маты регулярно опрыскивали водой. Когда дул ветер, влага в намокших матах начинала испаряться, втягивая в себя тепло из окружающей среды. По сути, эти намокшие тростниковые маты были, возможно, самой ранней версией оконного кондиционера в истории человечества!

2. Месопотамия

Плодородный полумесяц, земли между реками Евфрат и Тигр, был еще одной горячей точкой для древних цивилизаций по нескольким причинам. Некоторые из древнейших археологических находок в истории были найдены в этой области. 

Это также был один из самых жарких и засушливых регионов на планете. Месопотамские царства были домом для важных достижений в сельском хозяйстве, городском планировании и правовых системах. Ни одно из этих впечатляющих достижений не было бы возможным, если бы древние жители Месопотамии не разработали эффективные способы контроля высоких температур в своих городах.

Держаться вместе, чтобы победить жару

Как и египтяне, древние месопотамцы знали, насколько полезными были глиняные кирпичи в жарком ближневосточном климате. Их города, которые были одними из старейших в мире, были построены с использованием глиняных кирпичей в качестве основного строительного материала. Они также добавили свои собственные инновации в эту технику. 

В месопотамских городах, возникших во времена шумерской цивилизации, дома были сгруппированы вместе с общими стенами. Это означало, что меньше поверхностей домов подвергались воздействию солнечного тепла, делая комнаты внутри намного прохладнее. Шумерские дома также полагались на толстые внешние стены и очень маленькие окна, чтобы не пропускать солнечную радиацию.

Использование изолирующих свойств воздуха

Месопотамские поселения использовали множество других архитектурных приемов, чтобы бороться с жарой. Эти методы иллюстрируют глубокое понимание принципов дизайна и управления климатом. Один интересный пример был обнаружен в Хамукаре, городе, который процветал около 4000 г. до н. э. 

Дома в Хамукаре представляли собой жилые помещения с двойными стенами. Двухдюймовый зазор между внешними и внутренними стенами позволял воздуху свободно циркулировать по дому. Еще 6000 лет назад жители Месопотамии заложили основу того, что в конечном итоге стало центральными системами кондиционирования воздуха!

Вода и ветер: классное сочетание

Ветроуловитель является заметным элементом дизайна в домах по всему Ближнему Востоку, даже сегодня. В то время как у египтян был малкаф , месопотамцы привнесли свою собственную интерпретацию в эту концепцию. Они использовали подземные каналы, называемые « канат », в сочетании с ветроуловителями, называемыми « бадгир » .

Система опиралась на кяризы , которые строились под подвалами домов. Воздух направлялся в шахты, которые протекали по этим скрытым каналам, а вода, которая текла по ним, создавала охлаждающий эффект. Это позволяло прохладному воздуху проникать в дома и проходить через конструкции. Затем он выходил через бадгир . 

Один из лучших примеров этой формы контроля температуры был найден на острове Файлака, где, как известно, первые поселенцы поселились в 2000 году до нашей эры.

3. Древняя Индия

Индия была домом для некоторых из самых ранних цивилизаций человечества, таких как культура Хараппы. Из-за своего субтропического расположения, Индия может быть угнетающе жаркой и влажной. Поэтому древним индийцам, которые жили вдоль плодородных речных бассейнов и равнин субконтинента, пришлось придумать свои собственные методы, чтобы противостоять влиянию климата.

Работа с водой

Когда дело доходит до преодоления жарких условий, вода играет важную роль. Древние индийцы понимали это и работали над тем, чтобы раскрыть смягчающую силу воды в климате. Во многих древних хараппских городах были большие водохранилища в главном городе или вокруг него.

Это были общественные пространства, где местные жители собирали воду для своих хозяйственных нужд. Кроме того, процесс испарения из этих огромных резервуаров оказывал охлаждающий эффект на окружающие территории.

В более засушливых регионах Индии людям приходилось копать глубоко в земле, чтобы достичь уровня грунтовых вод. Это привело к развитию ступенчатых колодцев, известных как « баори ». Спускаясь на несколько метров ниже уровня земли, эти сооружения представляли собой концентрические кольца ступеней, которые вели вниз к центральному источнику воды. Индийские ступенчатые колодцы работали по тому же принципу испарения, который использовали водохранилища Хараппы для охлаждения окружающей среды.

Гидратация для борьбы с жарой

Любой, кто проводил время в жарком влажном климате, знает, как быстро организм может обезвоживаться от пота. В древней Индии было необходимо держать прохладные напитки поблизости. Чтобы поддерживать приятную для питья температуру воды, древние индийцы изобрели глиняный горшок, известный как « матка »  .

Эти матки до сих пор используются по всей Индии. Поскольку они сделаны из пористой глины, они позволяют каплям воды просачиваться через сосуд и образовываться на его внешней стороне. В свою очередь, жаркий климат заставляет эти капли испаряться, вытягивая тепло из оставшейся внутри матки жидкости . Это оставляет воду внутри сосуда прохладной питьевой температуры, позволяя людям освежиться, несмотря на окружающую жару.

Преобразование горячего воздуха в прохладный бриз

Одним из способов, которым древние индийцы поддерживали прохладу в своих домах, было обеспечение потока прохладного бриза по всему дому. Но как им это удавалось, когда воздух снаружи был таким жарким? Ответ — они использовали архитектурную особенность, которая сочетала научное понимание с эстетическим чутьем.

Даже сегодня в Индии можно увидеть множество зданий с перфорированными двойными стенами, обращенными к направлению ветра. Они известны как « джаали ». Хотя это может показаться чисто декоративным элементом, дизайн имеет практическое назначение. Отверстия снаружи больше, чем те, которые обращены к внутренним комнатам. По мере того, как воздух проходит через перфорацию, его площадь поверхности уменьшается, а скорость ветра увеличивается, что позволяет ему дуть с большей силой, когда он входит в дом. 

Джаали использует эффект Вентури для увеличения потока воздуха и охлаждения домов в Индии. Похожая концепция также наблюдается в ближневосточных сооружениях, где она известна как « машрабия » . Она начала использоваться в средневековый период.

4. Греция и Рим

У Древней Греции и Рима было много общего, от пантеона богов с переименованными именами до средиземноморского климата. Поскольку обе культуры сильно влияли друг на друга, стоит рассмотреть их меры по контролю климата вместе.

Акведуки и фонтаны

Хотя большинство людей ассоциируют акведуки с римской инженерией , вполне возможно, что они научились строить их у греков. Некоторые из самых ранних обнаруженных примеров акведуков находятся на греческом острове Крит. Считается, что они были построены минойской цивилизацией около 2000 г. до н. э. 

К моменту возникновения Римской империи около I века до н. э., инженерия акведуков достигла значительного прогресса. Римляне использовали подземные каналы и массивные надземные мосты, чтобы направлять поток воды туда, куда им было нужно в их городе. На виллах богатых римлян акведуки соединялись с керамическими или свинцовыми трубами внутри стен, позволяя воде течь по дому и иметь охлаждающий эффект.

За пределами дома греки и римляне любили украшать свои городские поселения фонтанами и парками. Питаемые акведуками, эти фонтаны и зеленые насаждения становились общественными местами встреч с собственным умеренным микроклиматом.

Используя ту же идею, Древний Рим дополнял подземные водные пути воздуховодами, установленными под полом. Подобно воде, по этим проходам перемещался теплый и холодный воздух, что позволяло баням и другим сооружениям извлекать выгоду из изоляции.

Архитектура, учитывающая климат

Древние римские и греческие памятники имеют атмосферу величия, с их внушительными каменными сооружениями. Это был не просто эстетический выбор. Толстые каменные стены, используемые для строительства римских и греческих дворцов, храмов и арен, служили изоляцией, блокируя свет и тепло. 

Их понимание архитектурных принципов было собрано в тексты современными учеными и служит одним из самых ранних архитектурных трактатов, известных истории. Одним из примечательных примеров является De Architectura , 10-томный текст, который охватывает различные строительные принципы, чтобы сделать структуры более удобными для жителей.

Широкое использование открытых дворов в центре дома не ограничивается греческими и римскими жилищами, но их конструкции могут похвастаться некоторыми из самых впечатляющих и хорошо сохранившихся примеров. Это позволяет нам понять точное назначение двора в дизайне дома. 

Днем двери комнат, выходящих во двор, были открыты, что позволяло горячему воздуху выходить и подниматься через открытую крышу двора. Ночью двери были закрыты, удерживая оставшееся дневное тепло внутри, поскольку температура падала.

Заключение

На протяжении всей истории люди пытались противостоять влиянию климата с помощью изобретательного дизайна. Эти древние методы поддержания прохлады в городах показывают нам, что нам не обязательно полагаться исключительно на электричество или ископаемое топливо, чтобы регулировать нашу температуру. 

Продуманное строительство, уважающее местное архитектурное наследие, может помочь нам достичь более устойчивого подхода к строительству и развитию. Все, что нам нужно сделать, это обратиться к истории за вдохновением.