Széltorony: avagy ősi klíma készülék

Hát, klímáztak!

A szélfogó vagy széltorony egy a Közel-Keleten és Afrikában is elterjedt, eredetileg Iránból származó építmény, melyet több ezer éve használnak a lakóházak természetes hűtésére száraz és forró helyeken. A jellegzetesen kinéző tornyok tetején nyílások vannak, alkalmazásuktól függően akár minden oldalon. A széltornyot Irán nagyvárosaiban úgy nevezik, „badgir”, amelynek jelentése: szélcsapda. Az első történelmi bizonyítékok a széltornyot illetően a Krisztus előtti 4. évezredig nyúlnak vissza.

A Perzsa-öböl északi partja és az Omán-tenger mentén az építészek már régóta ismerték, hogyan lehet a tengeri szellőt hatékonyan felhasználni. Az általuk kidolgozott tervezési módszerekkel elérték, hogy a széltornyok nyílásaival maximális lehessen a természetes szellőzés. Az ősi iráni városok széltornyait többek között lakóépületek, ciszternák és mecsetek építésekor használták, ezen építmények kinézetre nagy kéményekre hasonlítottak. Használatuk során a tornyok tetején lévő függőleges tengelyű nyílások vezetik be a szelet a belső terekbe, hogy biztosítsák a kellemesebb belső hőmérsékletet.

A széltornyok úgy néznek ki, mint valami nagy kémények az ősi iráni városok sziluettjében. A tornyok tetején lévő függőleges tengelyű nyílások vezetik be a szelet a belső terekbe, hogy biztosítsák a kellemes belső komfortot. A tornyok több függőleges válaszfallal belső légcsatornákra vagy aknákra vannak felosztva, az aknák teteje a torony fején végződik, és az oldala kifelé meg van nyitva. A levegő áramlása a széltorony egyes oldalain két irányba történik egyszerre, felfelé és lefelé is, vagyis amikor a szél az egyik irányból fúj, a szél felőli nyílás lesz a bemeneti és a szélárnyékos nyílás pedig a kimeneti, illetve fordítva. A négyutas széltorony is válaszfalakkal van felosztva. Az egyik akna mindig a szél bevezetése érdekében működik, a másik akna pedig a benti, eltávolítandó levegő kieresztésére szolgál. Részben kéményhatásszerűen ezek vezetik el a fülledtséget a nappali térből. A kéményhatás elve az, hogy a levegő sűrűsége csökken a hőmérséklet emelkedésével. A hőmérséklet nyomáskülönbséget hoz létre az épület belső és külső részei között, ami légáramlatokat eredményez. Ez azért szükséges, mert az átlagos relatív páratartalom, vagyis a légnedvesség a meleg és száraz régiókban igen alacsony, és ezért van szükség magasabb belső páratartalomra. Itt úgy használják a széltornyokat, hogy a lakásban a légáramlás és a párolgás révén biztosítsák a kellemesebb belső hőmérsékletet.

A széltoronyban a légáramlás először egy kőből épült vízmedencén és egy „szökőkúton” halad át. Ezután lép be a levegő az épületbe, és ezáltal szállít nedvességet az épület különböző részeibe. A meleg és száraz időjárás hatással van a víz könnyű párolgására, amely így hűti a belső tereket és növeli a relatív páratartalmat a levegőben, ezzel csökkentve a hőmérsékletet és a légszárazságot. Ezen építmények nevezhetők az első hűtőtornyoknak, vagy más néven klímaberendezéseknek.

A légmozgás, a természetes szél felhasználása egyébként is fontos eleme volt az ókori várostervezésnek. Különösen azokban a városokban, ahol forró az időjárás, mint pl. Yazd, ahol ezek a széltornyok jelenleg is láthatók. A Perzsa-öböl északi partja és az Omán-tenger mentén az építészek ismerték, hogyan lehet a tengeri szellőt hatékonyan felhasználni. A szél hatása a hőérzetre a konvekciós hatáson keresztül érvényesül, mivel a levegő behatol, áramlik a belső terekben is, jelentősen javítja az épületen belüli komfortérzetet, könnyebbé teszi a külső hőség elviselését. Ősi, de a mai napig működő légkondicionálási módszer ez, ami ráadásul trendi, hiszen környezetbarát.

Ahol van földalatti öntözőrendszer, qanat, ott a víz hűtőerejét is bevetik. Lezárják a szél felőli oldalon levő nyílásokat és kinyitják a szél alatti oldalt. A kinti levegő a házban levő nyomáskülönbség hatására beszívódik a föld alatti csatornába, ahol a víz és a föld lehűti, majd alulról megérkezik a házba és kinyomja a meleg levegőt a tornyon keresztül. A levegőben található pára is tovább hűti a belső tereket.

Ahol nincs se szél se víz, marad a napkémény, aminek az a működési elve, hogy a felmelegedő torony kiszívja a ház belsejéből a levegőt. A házat ilyenkor összekötik egy földalatti aknával, és az azon keresztül bejövő, a föld által lehűtött levegő beszippantódik a házba, és hűti a helyiségeket. Egy igazán jól megépített, jó hővezetési képességekkel rendelkező épület alsó szintje akár kifejezetten hideg hőmérsékletre is lehűthető, ahogy ez sok mecsetnél is tapasztalható.