添蓝2023年关注 空气质量与气候变化 的第143天

还记得去年夏天有多热吗？

来不及装空调的欧洲人，被热浪冲了个仰翻；许多城市开始限电，一些城市居民开始重新适应夜晚没有灯光的生活。

对于这场席卷全球的高温天气，世界气象组织官员曾表示：“如果全世界再不采取紧急行动，类似高温干旱洪水等极端气候事件未来可能成为常态。”(新京报, 2022)

天气热就想开空调，但这导致了巨大的能耗问题——全世界有1/5的建筑物用电来自空调和电风扇制冷，许多国家的电力系统根本承载不了这么大的负荷（IEA）。

怎么办？一筹莫展时，不如回头看看古人的智慧。

请看图中这几个带着脚手架和镂空建筑，它的名字叫捕风塔，波斯语bâdgir。

伊朗的亚兹德（Yazd）被认为是世界上拥有捕风塔最多的城市，或方或圆或多边形的塔楼耸立在屋顶上，为炎热干燥的住宅送入清凉的空气。这么古色古香的建筑屋，当文物可以，居然还能当空调？

原理说白了也很简单，一个是风压，一个是对流。

〇 风 压

捕风塔的结构十分简洁清晰：外壳是由粘土、木头或砖制成的烟囱状高塔，可以有若干方向的开口，塔内设置了相应数量的纵向挡板。

开口冲着有风吹来的地方，大风一来即被风塔拦截，强大的风压推动着冷空气，顺着长长的管道向下进入底层住宅，将屋内的热气从另一侧挤走（Stouhi D, 2023）。

●这张图展示了捕风塔的工作方式。图源/Iran Press

离地越高的地方风越强，温度也越低，所以捕风塔可以尽可能往高了盖。世界上最高的捕风塔位于亚兹德的多莱特阿巴德花园，高33.8米，相当于在屋顶上，又盖了10层高的住宅楼（Wikipedia Contributors, 2022a）。

●林荫大道的尽头就是世界上最高的捕风塔。图源/Wikimedia Commons

〇 对 流

而且，没什么风的时候，捕风塔也能发挥作用。

空气也是一种流体，密度低的热空气往上浮，密度高的冷空气往下沉。伊朗昼夜温差极大，进入夜晚，凉凉的空气会顺着塔筒流入低处的庭院。到了白天，太阳升起，高处的风塔及内部的空气被一同烤热，热气升腾，从塔顶的出口逃走，此时与塔相连的室内相当于被抽了真空，庭院和背光处较为凉爽的空气则被抽入填补，进一步降低室温 （Masrour, M., Abbasi, M., & Hallaj, H., 2012）。

●利用昼夜温差为人们提供凉爽。图源/Arda Karasu

在此基础上，如果加上室内喷泉或地下水池这些“配件”，不仅能提升制冷效果，还能顺便加加湿，一举两得。

有捕风塔之前，风就是风，来无影去无踪；有捕风塔之后，天地相连，冷热流通。

最早利用风来冷却建筑物的技术，可能源于3300年前的埃及。如今，卡塔尔和巴林的barjeels、埃及的malqaf 、巴基斯坦的mungh……世界各地，都可以找到伊朗捕风塔的变型（Shokoohi, K., 2022）。

●夜间，一个水库上的捕风塔。图源/Iran Press

比起空调和风扇，捕风塔当然有很多局限性：没那么小巧精致，安装好了基本不能拆除，偶尔会有鸟和虫子来“做客”，也很依赖于所在地的环境和条件(Dehghani-Sanij, A., Soltani, M., & Raahemifar, K., 2015)。但它的优点更是我们切实需要的：没啥噪音，毫不费电，更不需要制冷剂——目前主流的制冷剂本身就是温室气体。

一些国家已经从捕风塔里汲取了灵感，试图在城市中复现这门手艺。

●伦敦皇家切尔西医院。图源/Camster2

〇

现代捕风器呈现出

百花齐放的面貌，不仅体格

变得十分迷你，

还增添了许多创新。

比如，采用更轻巧、易加工的材料；在进风口处设置一定角度的防雨百叶，内侧拦上过滤网，避免昆虫误入；再加上手动或电动的风阀，调节风量的大小；风阀供电还可以靠太阳能电池，一整套都在使用清洁能源。

●经过改良的现代捕风器。图源/Monodraught

〇

还有一些捕风塔的设计，

因地制宜，做出了特色。

这款优美的旋转风罩来自威尔士议会大厦，其内部的锥形镜可以捕捉阳光，增加大厅的自然采光。

●威尔士议会大厦。图源/Vision Ventilation

这些较小的风塔盖在伦敦一所铁路旁的学校，底部搭配了声学吊舱，在通风降温的同时，还能吸收火车经过时产生的巨大噪音。

●伦敦一所学校的现代捕风塔。图源/weebly

也许你会担心这些捕风器的实际效果。一个较为振奋人心的案例是美国锡安国家公园的游客中心，公园坐落于沙漠高原，环境、地形与亚兹德十分相似，在排除了来来往往的游客产生的热量后，这间游客中心的室内外温差达到了16°C，几乎不再需要额外的制冷设备。

我们在继承、创新古人留下的宏伟遗产的同时，也应警醒于当下对空调的极度依赖和对能源负担的无能为力。也许，真正能冷却全球变暖的不是捕风塔，而是全世界更多人达成的节能共识。

作者：酥酥

编辑：八云 柔柔
设计：HARA

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参考文献：

[1]今夏极端天气频发 或成全球未来常态. (2022, August 22).新京报. https://epaper.bjnews.com.cn/html/2022-08/22/content_821839.htm?div=-1

[2] Air conditioning use emerges as one of the key drivers of global electricity-demand growth - News - IEA. (n.d.). IEA. https://www.iea.org/news/air-conditioning-use-emerges-as-one-of-the-key-drivers-of-global-electricity-demand-growth

[3] Wikipedia contributors. (2022a). Dowlatabad Garden. Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Dowlatabad_Garden

[4] Masrour, M., Abbasi, M., & Hallaj, H. (2012). Study of windcatchers: The mass flow rate and inlet air to the building in traditional windcatchers. ResearchGate. https://www.researchgate.net/publication/283873815_Study_of_windcatchers_The_mass_flow_rate_and_inlet_air_to_the_building_in_traditional_windcatchers.

[5] Shokoohi, K. (2022, February 24). The ancient Persian way to keep cool. BBC Future. https://www.bbc.com/future/article/20210810-the-ancient-persian-way-to-keep-cool

[6] Dehghani-Sanij, A., Soltani, M., & Raahemifar, K. (2015). A new design of wind tower for passive ventilation in buildings to reduce energy consumption in windy regions. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 42, 182–195. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.10.018

[7] Stouhi D. (2023). 流传千年的

建筑降温方法，风塔. ArchDaily. https://www.archdaily.cn/cn/971513/chuan-tong-bu-feng-qi-qian-nian-shi-yong-li-shi-de-chuan-tong-jian-zhu-jiang-wen-yuan-su

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来源: 添蓝