Жара — вечный спутник человечества, иногда опасный для жизни, но люди научились справляться с жарой, перегревом за тысячи лет до появления электричества — и делали это очень изобретательно, опираясь на законы физики и особенности архитектуры. Многие из древних технологий продолжают работать по сей день.

Как работали древние системы охлаждения без электричества и сложных механизмов.

Испарительное охлаждение (для продуктов)

Хранение продуктов при низкой температуре на Руси всегда считалось одним из самых эффективных способов сохранить их свежесть. Для этой цели использовали натуральный хладагент – лёд, один из самых простых и древних способов хранения продуктов.

И если в северных районах проблем со льдом не было никогда, то жителям тёплых стран приходилось проявлять смекалку.

В Древнем Египте (около 2500 года до н. э.), а также в Древней Индии, Месопотамии и Китае использовали такую конструкцию. Брали два глиняных горшка: внутренний ставили в внешний, а промежуток между ними заполняли песком. Песок обильно смачивали.

Во внутренний горшок клали продукты, а верх накрывали мокрой тканью. Вода из песка постепенно испарялась — этот процесс поглощал тепло, и внутри становилось прохладнее.

Первые известные нам системы охлаждения появились в долине Нила более трёх тысяч лет назад. Это малькафы — шахты-воздуховоды на крышах домов, в переводе с арабского — «ловцы ветров». Малькаф — египетский «ветроуловитель» активно применяли в жарких регионах долины Нила, чтобы поймать северный ветер и провести этот поток прохлады внутрь жилища. Башни высотой до 5 метров своими проемами смотрели строго на северо-запад. Именно с той стороны в Египте дул устойчивый свежий северный бриз, который ловили малькафы. Проходя по шахте, воздух очищался от пыли.
Поток северного ветра бежал вниз по шахте, и она постепенно сужалась по мере спуска к жилым помещениям. Такое сужение заставляло воздух двигаться значительно быстрее, что гарантировало мощный освежающий сквозняк.

Малькафы делали из саманного кирпича — глины с соломой. По сравнению с обычными обожжёнными кирпичами он плохо проводит тепло, что удобно в жарком климате.

В Персии аналогичные сооружения называли бадгирами.
Бадгир — традиционная персидская (иранская) башни высотой до 10–15 метров и с более сложной многоканальной системой, рассчитанной на ветер с разных сторон. Высокая башня, внутри разделённая перегородками на несколько вертикальных шахт (от 4 до 8). Принцип работы такой: ветер попадает в верхние отверстия, опускается по каналам в здания, вытесняя тёплый воздух, а затем выходит через подветренные проёмы. Даже в штиль массивная башня, нагретая солнцем, создаёт естественную тягу — работает как вытяжная труба.

Часто бадгиры комбинировали с подземными каналами (кяризами) с холодной водой. Горячий воздух проходил над каналом с ледяной водой, охлаждался и увлажнялся, а затем подавался в помещения.

Малькафы или бадгиры – высокие башни с вертикальными шахтами, которые «ловили» воздушные потоки. Движение воздуха внутри этого сооружения обеспечивало вентиляцию всего прилегающего здания. В основании таких башен часто устраивали хранилище для воды или продуктов. Такие бадгиры до сих пор действуют в городе Йезд в Иране.

Яхчалы (для хранения льда и продуктов)
Это не просто подземное хранилище, а целая инженерная система. Яхчалы строили в форме конического купола над большой подземной камерой. Толстые стены (иногда до 2,5 метров) делали из саманного кирпича, а снаружи покрывали специальной смесью (саруджем) — из глины, песка, извести, золы, козьей шерсти и яичного белка. Эта смесь делала стены водонепроницаемыми и хорошо удерживала холод. Как это работало:

Лёд в якчал привозили из горных районов или делали на месте – в резервуаре, напоминающем бассейн. От прямых солнечных лучей его закрывала высокая стена. Ночью, когда температура резко падала, холодный воздух из окружающей местности затекал в основание купола и опускался в подземную камеру.
Днём горячий воздух, наоборот, устремлялся вверх через отверстие в самой высокой точке купола — система работала как естественная тяга.
Дополнительно использовали ночной перепад температур: в специальных ямах рядом с яхчалом воду накрывали отражающими металлическими листами — ночью вода замерзала, и тонкий слой льда собирали и переносили внутрь хранилища. Этот процесс повторялся каждую ночь до конца зимы. Получившиеся запасы льда укрывали соломой и опилками, а потом они хранились все лето в холодном углублении внутри якчала.

Часто над поверхностью яхчала возводили бадгир, который дополнительно охлаждал воздух внутри, снижая температуру на 10–12 градусов. Иногда к яхчалу подводили кяризы с прохладной водой — это усиливало эффект охлаждения.

В древнем Риме во внутреннем дворике (атриуме) строили бассейн с прохладной водой, небольшие фонтаны, а также мыли мраморный пол холодной водой.

Сохранившиеся под пеплом вулкана Визувия, город Помпеи представляет собой уникальный слепок жизни греко-римского города, застывшего во времени и дают представление о древнем городском планировании и архитектуре греко-римского дома.

В Индии для охлаждения помещений использовали специальные коврики (кхус ки татти), сплетённые из корней растения ветивер. Их постоянно опрыскивали водой — испарение охлаждало воздух.

В Месопотамии шумеры строили тростниковые хижины с «хохолком» (пучком связанных стеблей на вершине свода), а снаружи и изнутри покрывали стены глиной — это давало природную теплоизоляцию. Они организовывали планировку дома так, что окна и двери выводили во внутренний двор, где большую часть дня сохранялась тень.

Древние люди были настоящими инженерами в своём деле! Они не создавали сложные механизмы, а грамотно использовали то, что давала природа — свойства материалов — льда, воды, камня, движение воздуха, испарение и суточные перепады температур. Многие из этих принципов до сих пор изучают и применяют в современном пассивном строительстве.