กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 13 นาที

เครื่องดักลม

ช่องดักลมหรือหอดักลม ( ภาษาเปอร์เซีย: بادگیر , โรมันไนซ์ : Badgir ) เป็นองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรม แบบดั้งเดิม...

เครื่องดักลม

อ่างเก็บน้ำ ( ab anbar ) ที่มีช่องรับลม (ช่องเปิดใกล้ส่วนบนของหอคอย) ในเมืองยาซด์ ซึ่ง เป็นเมืองทะเลทรายตอนกลางของ อิหร่าน
คฤหาสน์อาฆาซาเดห์ใน เมือง อาบาร์คูห์ประเทศอิหร่านมีหอรับลมขนาดใหญ่สูง 18 เมตร พร้อมช่องเปิดสองชั้น และยังมีหอรับลมขนาดเล็กอีกหลายแห่ง

ช่องดักลมหรือหอดักลม ( ภาษาเปอร์เซีย: بادگیر , โรมันไนซ์ :  Badgir ) เป็นองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรม แบบดั้งเดิม ที่ใช้ในการสร้างการระบายอากาศแบบไขว้และการระบายความร้อนแบบพาสซีฟในอาคาร[ 1 ]ช่องดักลมมีการออกแบบที่หลากหลาย ขึ้นอยู่กับว่าลมประจำ ถิ่น พัดไปในทิศทางเดียว สองทิศทาง หรือหลายทิศทาง ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงตามระดับความสูง ขึ้นอยู่กับวงจรของอุณหภูมิ ในแต่ละวัน ขึ้นอยู่กับ ความชื้นและขึ้นอยู่กับปริมาณฝุ่นที่ต้องกำจัด[ 2 ]แม้จะมีชื่อว่าช่องดักลม แต่ช่องดักลมก็สามารถทำงานได้โดยไม่ต้องมีลมเช่นกัน

สถาปนิกสมัยใหม่ละเลยในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 แต่ในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 ก็ได้นำกลับมาใช้อีกครั้งเพื่อเพิ่มการระบายอากาศและลดความต้องการพลังงานสำหรับเครื่องปรับอากาศ [ 3 ] โดยทั่วไปแล้ว ต้นทุนการก่อสร้างอาคารที่ระบายอากาศด้วยช่องรับลมจะน้อยกว่าอาคารที่คล้ายกันซึ่งมี ระบบ ทำความร้อน การระบายอากาศ และเครื่องปรับอากาศ (HVAC) แบบดั้งเดิม ต้นทุนการบำรุงรักษาก็ต่ำกว่าเช่นกัน ต่างจากเครื่องปรับอากาศและพัดลมที่ใช้พลังงานไฟฟ้า ช่องรับลมนั้นเงียบ[ 4 ]และยังคงทำงานได้แม้ไฟฟ้าดับ (ซึ่งเป็นข้อกังวลโดยเฉพาะในสถานที่ที่ไฟฟ้าไม่น่าเชื่อถือหรือมีราคาแพง) [ 5 ] [ 11 ]

เครื่องดักลมอาศัยสภาพอากาศในท้องถิ่นและ สภาพ ภูมิอากาศ เฉพาะ ที่และไม่ใช่ทุกเทคนิคจะใช้ได้ผลทุกที่ ต้องคำนึงถึงปัจจัยในท้องถิ่นในการออกแบบ[ 5 ]เครื่องดักลมที่มีการออกแบบหลากหลายรูปแบบถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในแอฟริกาเหนือเอเชียตะวันตกและเอเชียใต้[ 12 ] [ 2 ]เป็นแนวคิดที่เรียบง่ายและแพร่หลาย มีหลักฐานว่าเครื่องดักลมถูกนำมาใช้มานานหลายพันปีแล้ว และไม่มีหลักฐานที่ชัดเจนว่าไม่ได้ใช้มาตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ [ 3 ] [ 2 ] [ 12 ] ดังนั้น "สถานที่ประดิษฐ์" ของเครื่องดักลมจึงเป็นที่ถกเถียงกันอย่างมาก อียิปต์ อิหร่าน และสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ต่างอ้างสิทธิ์ในเรื่องนี้[ 12 ] [ 13 ]

รูปทรงของช่องดักลมมีความแตกต่างกันอย่างมาก ทั้งในด้านความสูง พื้นที่หน้าตัด และการแบ่งย่อยภายในและตัวกรอง[ 2 ]

การดักลมได้รับความนิยมมากขึ้นในสถาปัตยกรรมตะวันตก และมีผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์หลายรายการที่ใช้ชื่อว่าเครื่องดักลมเครื่องดักลมสมัยใหม่บางเครื่องใช้ชิ้นส่วนเคลื่อนที่ที่ควบคุมด้วยเซ็นเซอร์หรือแม้แต่พัดลมพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อสร้าง ระบบ ระบายอากาศแบบกึ่งพาสซีฟและระบบทำความเย็นแบบกึ่งพาสซีฟ[ 2 ]

ช่องรับลมถูกนำมาใช้บนเรือมานานแล้ว เช่น ในรูปแบบของกล่องโดราเดช่องรับลมยังถูกนำมาใช้ทดลองเพื่อระบายความร้อนในพื้นที่กลางแจ้งในเมืองด้วยผลลัพธ์ที่หลากหลาย[ 2 ]วิธีการแบบดั้งเดิม ได้แก่ พื้นที่แคบที่มีกำแพงล้อมรอบ สวนสาธารณะ และถนนที่คดเคี้ยว ซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บอากาศเย็น และ การจัดเรียงแบบ ตัคทาบุช (ดูส่วนเกี่ยวกับการระบายอากาศในเวลากลางคืนและการพาความร้อนด้านล่าง) [ 14 ]

ที่ตั้ง

หอคอยลม (ภายนอก) พิพิธภัณฑ์ดูไบ
ภายในเหมือนกัน หอรับลมนี้มีช่องเปิดสี่ช่องและผนังแนวตั้งที่ทำจากผ้าสีน้ำตาลตามแนวทแยงมุมภายใน ทำให้สามารถรับลมได้จากหลายทิศทาง
หอ ระบาย อากาศก่ออิฐแปดส่วนในตลาดซูค วากิฟ กรุงโดฮาประเทศกาตาร์
มัลกัฟในอียิปต์ในปี 1878 มี ลักษณะ เป็นแท่งสามเหลี่ยมมุมฉากขนาด สั้น ทำจากไม้และเสื่อ โดยด้านแนวตั้งเปิดโล่งและหันขึ้นหรือลงตามทิศทางลมโดยตรง (มักจะมีอย่างละหนึ่งอันต่ออาคาร) การออกแบบนี้ใช้งานได้ดีในพื้นที่ที่มีลมแรงระดับต่ำจากทิศทางคงที่

การสร้างเครื่องดักลมขึ้นอยู่กับ ทิศทาง ลมที่พัดแรงณ ตำแหน่งนั้นๆ หากลมพัดมาจากด้านใดด้านหนึ่งเท่านั้น อาจมีช่องเปิดเพียงช่องเดียวและไม่มีผนังกั้นภายใน[ 2 ]ในพื้นที่ที่มีทิศทางลมแปรปรวนมากขึ้น อาจมีผนังกั้นภายในแบบรัศมี ซึ่งแบ่งหอรับลมออกเป็นส่วนแนวตั้ง ส่วนเหล่านี้มีลักษณะคล้ายปล่องไฟ ขนานกัน แต่มีช่องเปิดด้านข้างที่ชี้ไปในหลายทิศทาง[ 2 ]จำนวนส่วนที่มากขึ้นจะลดอัตราการไหล แต่จะเพิ่มประสิทธิภาพในมุมลมที่ไม่เหมาะสม หากลมพัดเข้าช่องเปิดตรงๆ ลมจะเข้าไป แต่ถ้าลมพัดเข้าในมุมเฉียงมากพอ ลมจะไหลผ่านรอบหอคอยแทน[ 2 ]

ช่องดักลมในพื้นที่ที่มีลมแรงจะมีขนาดหน้าตัดรวมที่เล็กกว่า[ 15 ]และพื้นที่ที่มีลมร้อนจัดอาจมีช่องขนาดเล็กจำนวนมากเพื่อระบายความร้อนของอากาศที่เข้ามา[ 14 ]หอดักลมที่มีหน้าตัดแนวนอนเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสจะมีประสิทธิภาพมากกว่าแบบกลม เนื่องจากมุมแหลมทำให้การไหลไม่เป็นแบบราบเรียบทำให้ เกิด การแยกตัวของการไหล[ 2 ] รูปทรงที่เหมาะสมจะช่วยเพิ่มแรงดูด[ 14 ]

ช่องดักลมที่สูงกว่าจะดักจับลมที่สูงกว่า ลมที่สูงกว่าจะพัดแรงกว่าและเย็นกว่า[ 16 ] (และในทิศทางที่แตกต่างกัน[ 17 ] ) อากาศที่สูงกว่ามักจะมีฝุ่นน้อยกว่าด้วย[ 16 ]

หากลมมีฝุ่นละอองหรือมลพิษ หรือมีโรคที่เกิดจากแมลง เช่นมาลาเรียและไข้เลือดออกอาจจำเป็นต้องมีการกรองอากาศ[ 2 ]ฝุ่นบางส่วนอาจถูกทิ้งลงที่ด้านล่างของช่องดักลมเมื่ออากาศช้าลง (ดูแผนภาพด้านล่าง) และสามารถกรองเพิ่มเติมได้ด้วยการปลูกพืชที่เหมาะสมหรือตาข่ายกันแมลง[ 16 ]โดยทั่วไปตัวกรองทางกายภาพจะลดการไหลผ่าน เว้นแต่ว่ากระแสลมจะแรงมาก[ 2 ]นอกจากนี้ยังอาจสามารถปิดช่องดักลมได้ทั้งหมดหรือบางส่วน[ 15 ]

มัลกัฟรูปทรงปริซึมสามเหลี่ยมมุมฉากที่สั้นและกว้างมักจะเป็นแบบสองทิศทาง ติดตั้งเป็นคู่สมมาตร และมักใช้ร่วมกับซัลซาบิล (หน่วยทำความเย็นแบบระเหย) [ 2 ]และ ชุก เชกา ( ช่อง ระบายอากาศบนหลังคา ) [ 16 ]มัลกัฟที่กว้างมักใช้ในสภาพอากาศที่ชื้นกว่า ซึ่งการไหลของอากาศปริมาณมากมีความสำคัญมากกว่าการทำความเย็นแบบระเหย ในสภาพอากาศที่ร้อนกว่า มัลกัฟจะแคบกว่า และอากาศจะถูกทำให้เย็นลงระหว่างทาง[ 14 ] มัลกัฟ มักใช้กันทั่วไปในแอฟริกา[ 2 ] ในทางกลับกันบาวด์กีร์ มีหลายด้าน (โดยปกติมี 4 ด้าน) และโดยทั่วไปจะเป็นหอคอยสูง (สูงถึง 34 เมตร) ซึ่งสามารถปิดได้ในฤดูหนาว พบได้ทั่วไปใน ภูมิภาคอ่าวเปอร์เซีย[ 2 ]และในพื้นที่ที่มีพายุฝุ่น[ 15 ] ตัวดักลมที่สูงกว่ายังมี เอฟเฟกต์การไหลเวียนของอากาศที่แรงกว่า[ 14 ]

วิธีการระบายความร้อน

การระบายอากาศในเวลากลางคืนจะทำให้บ้านเย็นลงโดยการเพิ่มการระบายอากาศในเวลากลางคืนเมื่ออากาศภายนอกเย็นลง หอระบายอากาศสามารถช่วยในการระบายอากาศในเวลากลางคืนได้[ 16 ]

ช่องดักลมยังสามารถช่วยลดอุณหภูมิของอากาศได้ด้วยการดึงอากาศผ่านวัตถุที่เย็น ในสภาพอากาศ แห้งแล้ง อุณหภูมิในแต่ละวันมักผันผวนอย่างมาก โดยอุณหภูมิในทะเลทรายมักลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็งในเวลากลางคืนความเฉื่อยทางความร้อนของดินจะช่วยลดความผันผวนของอุณหภูมิในแต่ละวันและแม้กระทั่งในแต่ละปี แม้แต่ความเฉื่อยทางความร้อนของผนังก่ออิฐหนาๆ ก็จะทำให้ตัวอาคารอุ่นขึ้นในเวลากลางคืนและเย็นลงในเวลากลางวัน ดังนั้น ช่องดักลมจึงสามารถลดอุณหภูมิได้ด้วยการดึงอากาศผ่านวัสดุที่เย็นตัวลงในเวลากลางคืนหรือในฤดูหนาว ซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บความร้อน

เครื่องดักลมที่ระบายความร้อนโดยการดึงอากาศผ่านน้ำจะใช้น้ำเป็นแหล่งกักเก็บความร้อน แต่ถ้าอากาศแห้ง เครื่องดักลมก็จะระบายความร้อนด้วยการระเหยของน้ำด้วย[ 2 ] ความร้อนในอากาศจะระเหยน้ำบางส่วน และจะไม่ถูกปล่อยออกมาจนกว่าน้ำจะควบแน่นอีกครั้ง นี่เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากในการระบายความร้อนให้กับอากาศแห้ง[ 2 ]

เพียงแค่การเคลื่อนที่ของอากาศก็มีผลในการระบายความร้อนเช่นกัน มนุษย์ระบายความร้อนให้ตัวเองโดยใช้การระบายความร้อนด้วยการระเหยเมื่อเหงื่อออกกระแสลมจะรบกวนชั้นขอบเขตของอากาศที่อุ่นและอิ่มตัวด้วยน้ำซึ่งเกาะติดกับผิวหนัง ดังนั้นมนุษย์จะรู้สึกเย็นกว่าในอากาศที่เคลื่อนที่มากกว่าในอากาศนิ่งที่มีอุณหภูมิเท่ากัน[ 14 ]

แรงลม

ช่องดักลมแบบดั้งเดิมขนาดสั้นคู่หนึ่ง ( malqaf ) ลมจะถูกบังคับให้พัดลงทาง ด้าน ที่รับลมและพัดออกไปทางด้านที่อยู่ใต้ ลม ตรงกลางมีช่องระบายอากาศแบบ shuksheika ( ช่องระบาย อากาศบนหลังคา ) ซึ่งใช้เพื่อบังแดดให้กับqa'aด้านล่างในขณะที่ปล่อยให้อากาศร้อนลอยขึ้นไป[ 16 ]

ตัวดักลมสามารถทำงานได้สองวิธี: การควบคุมทิศทางการไหลของอากาศโดยใช้แรงดันลมที่พัดเข้าไปในตัวดักลม หรือการควบคุมทิศทางการไหลของอากาศโดยใช้แรงลอยตัวจากความแตกต่างของอุณหภูมิ ( ปรากฏการณ์การไหลเวียนของอากาศ ) [ 2 ] [ 4 ]ความสำคัญสัมพัทธ์ของแรงทั้งสองนี้ได้รับการถกเถียงกัน ความสำคัญของแรงดันลมจะเพิ่มขึ้นตามความเร็วลมที่เพิ่มขึ้น และโดยทั่วไปแล้วจะมีความสำคัญมากกว่าแรงลอยตัวในสภาวะส่วนใหญ่ที่ตัวดักลมทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ[ 2 ]

ความเร็วการไหลของอากาศก็มีความสำคัญเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการทำความเย็นแบบระเหย (เนื่องจากทำงานได้เฉพาะกับอากาศแห้งและเพิ่มความชื้นให้กับอากาศ) อาคารที่ระบายอากาศด้วยหอคอยลมสามารถมีอัตราการไหลที่สูงมากได้ มีการวัดการเปลี่ยนอากาศ 30 ครั้งต่อชั่วโมงในการทดลองหนึ่ง[ 5 ]การไหลที่สม่ำเสมอและคงที่โดยไม่มีมุมที่อากาศนิ่งเป็นสิ่งสำคัญ ดังนั้นควรหลีกเลี่ยงการไหลแบบปั่นป่วน การไหลแบบราบเรียบมีประสิทธิภาพมากกว่าในการรักษาความสบายของมนุษย์[ 4 ] (สำหรับตัวอย่างสุดขั้ว โปรดดูวาล์วเทสลา )

องค์ประกอบอื่นๆ มักถูกนำมาใช้ร่วมกับช่องรับลมเพื่อช่วยลดความร้อนและระบายอากาศ เช่นลานภายในโดมผนังและน้ำพุ เป็นต้น โดยทั้งหมดนี้เป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์การระบายอากาศและการจัดการความร้อนโดยรวม

แรงดันลม

หากด้านเปิดของตัวดักลมหันไปทางลมที่พัดประจำ มันสามารถ "ดัก" ลมและนำลมลงมาสู่ใจกลางอาคารได้ แรงดูดจากด้านที่อยู่ใต้ลมของหอคอยดักลมก็เป็นแรงขับเคลื่อนที่สำคัญเช่นกัน โดยปกติแล้วจะค่อนข้างคงที่และมีลมกระโชกน้อยกว่าแรงดันที่ด้านที่อยู่เหนือลม (ดูปรากฏการณ์เวนทูริและหลักการของเบอร์นูลลี ) [ 14 ]

การบังคับทิศทางลมผ่านอาคารจะทำให้ผู้คนภายในอาคารรู้สึกเย็นสบาย อากาศจะไหลผ่านบ้านและออกไปอีกด้านหนึ่ง ทำให้เกิดกระแสลมผ่าน อัตราการไหลของอากาศเองก็สามารถสร้างผลในการระบายความร้อนได้มีการใช้เครื่องดักลมในลักษณะนี้มานานหลายพันปีแล้ว[ 14 ]

โดยพื้นฐานแล้ว หอคอยลมจะสร้างความแตกต่างของความดันเพื่อดึงอากาศผ่านอาคาร[ 18 ]หอคอยลมที่มีปีกอากาศแนวนอนอยู่ด้านบนถูกสร้างขึ้นเพื่อเพิ่มความแตกต่างของความดันเหล่านี้[ 2 ]รูปทรงของ หลังคา ชุกเชกา แบบดั้งเดิม ยังสร้างแรงดูดเมื่อลมพัดผ่านอีกด้วย[ 14 ]

การพาความร้อน

ความแตกต่างของอุณหภูมิในแนวตั้งที่เกิดจากการแบ่งชั้นของอากาศอย่างคงที่ภายในห้อง สังเกตอากาศร้อนที่ลอยขึ้นจากตัวบุคคล

โดยปกติแล้วแรงลอยตัวไม่ใช่ผลหลักที่ขับเคลื่อนการไหลเวียนของอากาศในช่องดักลม[ 2 ]ในระหว่างวัน

ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีลม เครื่องดักลมยังคงทำงานได้โดยใช้ปรากฏการณ์การไหลเวียนของอากาศ[ 16 ]อากาศร้อนซึ่งมีความหนาแน่นน้อยกว่า มีแนวโน้มที่จะเคลื่อนที่ขึ้นด้านบนและหนีออกไปทางด้านบนของบ้านผ่านหอดักลม[ 2 ]

การให้ความร้อนแก่ตัวหอลมเองสามารถทำให้อากาศภายในร้อนขึ้น (ทำให้เป็นปล่องไฟพลังงานแสงอาทิตย์และหอลมขึ้นพลังงานแสงอาทิตย์ ) ส่งผลให้อากาศลอยขึ้นและดึงอากาศออกจากด้านบนของบ้าน ทำให้เกิดลมพัด ผลกระทบนี้สามารถเพิ่มขึ้นได้ด้วยแหล่งความร้อนที่ด้านล่างของหอลม ( เช่น มนุษย์ ประมาณ 80 วัตต์ต่อคน ) แต่จะทำให้บ้านร้อนขึ้นและทำให้รู้สึกไม่สบาย[ 2 ]เทคนิคที่ใช้งานได้จริงมากกว่าคือการทำให้อากาศเย็นลงขณะที่ไหลลงและเข้ามา โดยใช้แหล่งเก็บความร้อนและ/หรือการระบายความร้อนด้วยการระเหย[ 5 ]

ทัคทาบุชเป็นพื้นที่ที่คล้ายกับแทบลินัมของโรมันโบราณ ซึ่งเปิดออกสู่ลานที่มีร่มเงาหนาแน่นและลานสวนด้านหลัง (ด้านสวนมีร่มเงาจาก โครงตาข่าย มัชราบิยา ) ออกแบบมาเพื่อดักจับกระแสลม ลมจะพัดมาจากการพาความร้อนอย่างน้อยบางส่วน (เนื่องจากลานด้านหนึ่งมักจะอุ่นกว่าอีกด้านหนึ่ง) และอาจเกิดจากแรงดันลมและการระบายความร้อนจากการระเหยด้วย[ 14 ] [ 16 ] [ 5 ]ดังนั้นสวนและลานจึงถูกใช้เป็นตัวดักลม

แรงลอยตัวถูกนำมาใช้เพื่อทำให้เกิดการชะล้างในเวลากลางคืน

การระบายอากาศในเวลากลางคืน (อากาศเย็นกว่า)

วัฏจักรของอุณหภูมิระหว่างวันหมายความว่าอากาศในเวลากลางคืนจะเย็นกว่าอากาศในเวลากลางวัน โดยเฉพาะในภูมิอากาศแห้งแล้งจะเย็นกว่ามาก สิ่งนี้ก่อให้เกิดแรงลอยตัวที่สำคัญ อาคารจึงอาจได้รับการออกแบบให้เพิ่มการระบายอากาศโดยอัตโนมัติในเวลากลางคืน

Courtyards in hot climates fill with cold air at night. This cold air then flows from the courtyard into adjacent rooms.[16] The cold night air will flow in easily, as it is more dense than the rising warm air it is displacing.[14][16] But in the day, the courtyard walls and awning shade it, while the air outside is heated by the sun.[16] The cool masonry will also chill the nearby air.[19] The courtyard air will become stably stratified, the hot air floating on top of the cold air with little mixing.[14] The fact that the openings are at the top will trap the cool air below, though it cannot cause the temperature to drop below the nightly minimum temperature. This mechanism also works in windtowers.[15]

Subterranean cooling

A shabestan, a cool earth-sheltered room in Iranian architecture which may be ventilated with windcatchers. The fountain pool adds evaporative cooling.

A windcatcher can also cool air by bringing it into contact with cool thermal masses. These are often found underground.

Below approximately 6m of depth, soil and groundwater is always at about the annual mean-average temperature (MATT)[20][21][22] (it is this depth which is used for many ground-source heat pumps, often loosely referred to as "geothermal heat pumps" by laypeople[23]). The thermal inertia of the soil evens out the daily and even annual temperature swings. In arid climates, the daily temperature swings are often extreme, with desert temperatures often dipping below freezing at night. Even the thermal inertia of thick masonry walls will keep a building warmer at night and cooler during the day; in hot-arid climates, thick walls with high thermal mass (adobe, stone, brick) are common (though thinner walls with high resistance against heat transmission are more modernly sometimes used).[16] Windcatchers can thus cool by drawing air over night- or winter-cooled materials, which act as heat reservoirs.

นอกจากนี้ ยังมักใช้ช่องดักลมเพื่อระบายอากาศในพื้นที่ภายในอาคารชั้นล่าง (เช่นกระท่อม ) ซึ่งมักมีอุณหภูมิหนาวเย็นในช่วงกลางวันแม้จะไม่มีช่องดักลมก็ตามส่วนโรงเก็บน้ำแข็งนั้นโดยทั่วไปใช้สำหรับเก็บน้ำที่แข็งตัวข้ามคืนในพื้นที่ทะเลทราย หรือเก็บไว้ตลอดฤดูหนาวในพื้นที่เขตอบอุ่น อาจใช้ช่องดักลมเพื่อหมุนเวียนอากาศเข้าไปในห้องใต้ดินหรือกึ่งใต้ดิน ช่วยลดอุณหภูมิของน้ำแข็งด้วยการระเหย ทำให้ละลายช้าและแห้งอยู่เสมอ (ดูภาพประกอบ ) ในเวลากลางคืน ช่องดักลมอาจนำอากาศเย็นจัดในเวลากลางคืนลงมาใต้ดิน ช่วยให้น้ำแข็งแข็งตัวได้ดียิ่งขึ้น

การทำความเย็นแบบระเหย

ระบบดักลมและระบบชลประทานใต้ดินที่ใช้ในการระบายความร้อน

ในสภาพอากาศแห้ง สามารถใช้ผล ของการระบายความร้อนด้วยการระเหยได้โดยการวางน้ำไว้ที่ช่องรับอากาศ เพื่อให้กระแสลมพัดอากาศผ่านน้ำแล้วเข้าไปในบ้าน ด้วยเหตุนี้ บางครั้งจึงกล่าวกันว่าน้ำพุในสถาปัตยกรรมของสภาพอากาศร้อนและแห้งแล้งนั้นเปรียบเสมือนเตาผิงในสถาปัตยกรรมของสภาพอากาศหนาวเย็น[ 16 ]

หอรับลมใช้สำหรับการระบายความร้อนด้วยการระเหยร่วมกับระบบชลประทานใต้ดิน หรือคลองส่งน้ำ (ซึ่งใช้ประโยชน์จากแหล่งความร้อนใต้ดินที่กล่าวถึงข้างต้น) ในวิธีนี้ ด้านที่เปิดของหอคอยจะหันไปในทิศทางตรงข้ามกับทิศทางลมที่พัดประจำ (สามารถปรับทิศทางของหอคอยได้โดยใช้ช่องรับอากาศที่ด้านบน) เมื่อเปิดเฉพาะด้านที่อยู่ใต้ ลม อากาศจะถูกดึงขึ้นด้านบนโดยใช้ ปรากฏการณ์โคอันดา (Coandă effect ) ซึ่งจะดึงอากาศเข้าไปในช่องรับอากาศอีกด้านหนึ่งของอาคาร อากาศร้อนที่ถูกดึงลงมาในอุโมงค์ชลประทานจะเย็นลงเมื่อสัมผัสกับน้ำที่ไหลและดิน โดยรอบ ดินใต้ระดับพื้นดินจะเย็นอยู่เสมอเนื่องจากอยู่ลึกหลายเมตรจากพื้นผิว ฉนวนและความสามารถในการเก็บความร้อนของดินด้านบนจะรักษาอุณหภูมิให้คงที่ทั้งกลางวันและกลางคืน และเนื่องจากกลางคืนในสภาพอากาศแห้งแล้งค่อนข้างหนาวเย็น มักจะต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง อุณหภูมิที่คงที่นั้นจึงค่อนข้างเย็น อากาศจะเย็นลงด้วยการระเหย เช่นกัน เมื่อน้ำบางส่วนในระบบชลประทานใต้ดิน (qanat) ระเหยไปขณะที่อากาศร้อนและแห้งบนพื้นผิวไหลผ่าน พลังงานความร้อนในอากาศจะถูกดูดซับเป็นพลังงานของการระเหยดังนั้นอากาศแห้งจึงมีความชื้นมากขึ้นก่อนที่จะเข้าสู่ตัวอาคาร อากาศที่เย็นลงจะถูกดึงขึ้นไปภายในบ้านและออกไปทางช่องรับลมในที่สุด โดยอาศัยปรากฏการณ์โคอันดา (Coandă effect) อีกครั้ง โดยรวมแล้ว อากาศเย็นจะไหลผ่านอาคาร ทำให้ลดอุณหภูมิโดยรวมของโครงสร้างลง

ซาลาซาบิลเป็นน้ำพุชนิดหนึ่งที่มีแผ่นน้ำไหลบางๆ ออกแบบให้มีพื้นผิวมากที่สุดเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวและทำให้เกิดการระบายความร้อนด้วยการระเหย[ 16 ] [ 14 ]มักใช้ตัวดักลมร่วมกับซาลาซาบิลเพื่อเพิ่มการไหลของอากาศที่ไม่อิ่มตัวเหนือผิวน้ำและนำอากาศเย็นไปยังบริเวณที่ต้องการในอาคาร[ 4 ]

แผ่นรองเปียกยังสามารถแขวนไว้ภายในช่องดักลมเพื่อลดอุณหภูมิของอากาศที่เข้ามาได้[ 16 ]ซึ่งอาจลดการไหลได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพลมเบา อย่างไรก็ตาม ยังสามารถสร้างกระแสลมเย็นลงมาได้ในสภาวะที่ไม่มีลม[ 2 ]การระบายความร้อนด้วยการระเหยภายในหอรับลมทำให้อากาศในหอจมลง ทำให้เกิดการหมุนเวียน เรียกว่าการระบายความร้อนด้วยการระเหยแบบกระแสลมลงแบบพาสซีฟ (PDEC) นอกจากนี้ยังสามารถสร้างได้โดยใช้หัวฉีดสเปรย์ (ซึ่งมีแนวโน้มที่จะอุดตันหากน้ำกระด้าง) หรือขดลวดระบายความร้อนด้วยน้ำเย็น (เช่นเดียวกับระบบทำความร้อนใต้พื้นแบบไฮดรอลิกในทางกลับกัน) [ 5 ]

เครื่องดักลมและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ช่องรับลมสามารถใช้เพื่อบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ได้ เนื่องจากสามารถ "ลดการใช้พลังงานและคาร์บอนฟุตพริ้นท์ ของอาคาร " [ 24 ]และเพื่อการปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเพราะช่วยให้เกิดการระบายความร้อนในสภาพอากาศที่อบอุ่นขึ้น[ 25 ]ช่องรับลมสามารถลดอุณหภูมิภายในบ้านได้8 ถึง 12 องศาเซลเซียส (14 ถึง 22 องศาฟาเรนไฮต์)เมื่อเทียบกับอุณหภูมิภายนอก[ 26 ]  

ตัวดักลมที่หน้าต่างสามารถลดการใช้พลังงานโดยรวมของอาคารได้ 23.3% [ 27 ]

การใช้งานระดับภูมิภาค

แอฟริกา

อียิปต์

ในอียิปต์ ช่องดักลมเรียกว่าmalqafพหูพจน์malaaqef [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]โดยทั่วไปจะมีรูปร่างเป็นปริซึมสามเหลี่ยมมุมฉาก โดยด้านแนวตั้งเปิดโล่งและหันขึ้นหรือลงตามทิศทางลมโดยตรง (อาคารละหนึ่งอัน) ช่องดักลมจะทำงานได้ดีที่สุดหากวางในมุมไม่เกิน 10 องศาจากทิศทางลม มุมที่ใหญ่กว่าจะทำให้ลมพัดออกไปได้[ 3 ]ช่องดักลมถูกใช้ในสถาปัตยกรรมอียิปต์ โบราณ [ 31 ]และเริ่มเลิกใช้ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ปัจจุบันกำลังมีการพิจารณาการใช้งานอีกครั้ง เนื่องจากเครื่องปรับอากาศคิดเป็น 60% ของความต้องการพลังงานไฟฟ้าสูงสุดของอียิปต์(และด้วยเหตุนี้จึงต้องการกำลังการผลิต 60% ของประเทศ ) [ 3 ]

ในประเทศอียิปต์ มักมีการใช้เครื่องดักลมร่วมกับองค์ประกอบระบายความร้อนแบบพาสซีฟอื่นๆ[ 16 ]

เอเชีย

มหาวิทยาลัยกาตาร์ในโดฮามีช่องดักลมที่แปลกตา[ 2 ]
สิ่งปลูกสร้างดักลมแบบเรียบง่ายในเมืองไฮเดอราบัด ประเทศปากีสถานในช่วงทศวรรษ 1800: หอคอยสี่เหลี่ยมสองชั้นที่มีหลังคาลาดเอียงเฉียง

ช่องดักลมเป็นสิ่งที่พบเห็นได้ทั่วไปในเอเชียตะวันตกและเอเชียใต้ ซึ่งได้รับอิทธิพลจากการแพร่กระจายของวัฒนธรรมอิสลาม

อิหร่าน

วิดีโอภายนอก
ไอคอนวิดีโอเมืองอิหร่านใช้เทคนิคโบราณเพื่อต่อต้านความร้อนในฤดูร้อน - AFP [ 32 ] เมือง อิหร่านใช้เทคนิคโบราณเพื่อต่อต้านความร้อนในฤดูร้อน - AFP

ในอิหร่านเครื่องดักลมเรียกว่าbâdgirซึ่งbâd หมายถึง "ลม" + gir หมายถึง "เครื่องดักลม" ( ภาษาเปอร์เซีย: بادگیر ) อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ในสถาปัตยกรรมสมัยอาเคเมนิด [ 15 ] มีการใช้ในพื้นที่ร้อนและแห้งแล้งของที่ราบสูงอิหร่าน ตอนกลาง และในภูมิภาคชายฝั่งที่ร้อนและชื้น[ 15 ]

ภาคกลางของอิหร่านมี อุณหภูมิผันผวนระหว่างวันมากและมีสภาพอากาศแห้งแล้งอาคารส่วนใหญ่สร้างจากเซรามิ กหนา ที่มีค่าฉนวน สูง เมืองที่ตั้งอยู่ใจกลาง โอเอซิสในทะเลทรายมักจะตั้งเรียงกันอย่างหนาแน่น มีกำแพงและเพดานสูง เพื่อเพิ่มร่มเงาที่ระดับพื้นดินให้มากที่สุด ความร้อนจากแสงแดดโดยตรงจะลดลงเหลือน้อยที่สุดด้วยหน้าต่างขนาดเล็กที่หันไปทางตรงข้ามกับดวงอาทิตย์[ 15 ]

ประสิทธิภาพของเครื่องดักลมทำให้มีการนำมาใช้เป็นอุปกรณ์ทำความเย็นในอิหร่านเป็นประจำ อ่างเก็บน้ำแบบดั้งเดิมหลายแห่ง ( ab anbars ) ซึ่งสามารถเก็บน้ำไว้ที่อุณหภูมิใกล้จุดเยือกแข็งในช่วงฤดูร้อน สร้างขึ้นพร้อมกับเครื่องดักลม[ 15 ]ผลการระบายความร้อนด้วยการระเหยจะมีประสิทธิภาพมากที่สุดในสภาพอากาศที่แห้งแล้ง เช่น บนที่ราบสูงอิหร่าน ส่งผลให้มีการใช้เครื่องดักลมอย่างแพร่หลายในพื้นที่แห้งแล้ง เช่นยาซด์เคอร์มาคาชานซีร์จานไนน์และบั

โดยทั่วไปแล้ว ช่องรับลมมักมีช่องเปิดหนึ่ง สี่ หรือแปดช่อง ในเมืองยาซด์ ช่องรับลมทั้งหมดจะมีสี่หรือแปดด้าน การก่อสร้างช่องรับลมขึ้นอยู่กับทิศทางการไหลของอากาศ ณ ตำแหน่งนั้นๆ หากลมพัดมาจากด้านใดด้านหนึ่งเพียงอย่างเดียว ก็จะสร้างโดยมี ช่องเปิด ด้านที่รับลม เพียงช่องเดียว นี่คือรูปแบบที่พบเห็นได้ทั่วไปในเมืองเมย์บอดซึ่งอยู่ห่างจากยาซด์ 50 กิโลเมตร ช่องรับลมจะมีขนาดสั้นและมีช่องเปิดเพียงช่องเดียว

เครื่องดักลมในอิหร่านอาจมีความประณีตมาก เนื่องจากใช้เป็นสัญลักษณ์แสดงสถานะ[ 15 ]

ในสถาปัตยกรรมเปอร์เซียแบบดั้งเดิม ช่องรับลมขนาดเล็กเรียกว่าชิช-ข่าน (shish-khan ) เรายังคงสามารถพบเห็นชิช-ข่านได้บนยอดอาคารอับ-อันบาร์ (ab anbar) ในเมืองกัซวินและเมืองอื่นๆ ทางตอนเหนือของอิหร่าน ดูเหมือนว่าช่องรับลมเหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นช่องระบายอากาศมากกว่าเป็นตัวควบคุมอุณหภูมิอย่างที่พบในทะเลทรายตอนกลางของอิหร่าน

ออสเตรเลีย

อาคารสภาหมายเลข 2หอคอยรับลมในช่องคอนกรีตทางด้านซ้าย

อาคารสภาหมายเลข 2ในเมลเบิร์นประเทศออสเตรเลีย มี "หออาบน้ำ" สูง 3 ชั้น ทำจากผ้าที่เปียกอยู่ตลอดเวลาด้วยหัวฝักบัวที่ไหลหยดลงมาที่ด้านบนของแต่ละหอ การระบายความร้อนด้วยการระเหยจะทำให้อากาศเย็นลง จากนั้นอากาศก็จะเย็นลงสู่ภายในอาคาร[ 19 ]

ยุโรป

Zénith de Saint-Étienne Métropole มีที่ตักลมอะลูมิเนียมที่กว้างมาก

ฝรั่งเศส

ZénithของSaint -Étienne Métropoleเป็นห้องโถงอเนกประสงค์ที่สร้างขึ้นในAuvergne-Rhône-Alpes (ตอนในของฝรั่งเศสตอนใต้) ประกอบด้วยช่องดักลมอะลูมิเนียมขนาดใหญ่มาก[ 33 ]ซึ่งเบากว่าช่องดักลมก่ออิฐที่มีขนาดเท่ากันมาก ขนาดของช่องดักลมทำให้สามารถทำงานได้ในทุกทิศทางลม[ 33 ]พื้นที่หน้าตัดที่ตั้งฉากกับทิศทางลมยังคงมีขนาดใหญ่

สหราชอาณาจักร

ศูนย์การค้าบลูวอเตอร์ในเคนท์ใช้หอคอยดักลม[ 19 ]อาคารควีนส์ของมหาวิทยาลัยเดอ มงต์ฟอร์ตในเลสเตอร์ใช้หอคอยแบบสแตกเอฟเฟกต์เพื่อระบายอากาศ[ 34 ]

ทวีปอเมริกา

สนามคริกเก็ต Kensington Ovalในบาร์เบโดสก็ใช้ช่องรับลมอะลูมิเนียมที่กว้างมากเช่นกัน[ 33 ]

มีการใช้เครื่องดักลมในศูนย์บริการนักท่องเที่ยวที่อุทยานแห่งชาติไซออนรัฐยูทาห์ [ 35 ] ซึ่งทำงานโดยไม่ต้องเพิ่มอุปกรณ์เชิงกลเพื่อควบคุมอุณหภูมิ[ 33 ]

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • Bahadori, Mehdi N. (1978). "ระบบระบายความร้อนแบบพาสซีฟในสถาปัตยกรรมอิหร่าน" Scientific American . 238 (2). Springer Science and Business Media LLC: 144– 154. Bibcode : 1978SciAm.238b.144B . doi : 10.1038/scientificamerican0278-144 . ISSN 0036-8733 . S2CID 119819386 .  
  • Bahadori, Mehdi N. (1994). "ความเป็นไปได้ของหอคอยลมในการสร้างความสบายในฤดูร้อนในภูมิภาคที่ร้อนและแห้งแล้งของตะวันออกกลาง" พลังงานหมุนเวียน5 ( 5– 8). Elsevier BV: 879– 892. Bibcode : 1994REne....5..879B . doi : 10.1016/0960-1481(94)90108-2 . ISSN 0960-1481 . 
  • Kassir, Radwan M (4 กันยายน 2015). "หอระบายความร้อนแบบระเหยด้วยลมลงแบบพาสซีฟ: กรณีศึกษาโดยใช้การจำลองพร้อมผลลัพธ์ที่ยืนยันจากภาคสนาม". วิศวกรรมบริการอาคาร การวิจัยและเทคโนโลยี37 (1) . สำนักพิมพ์ SAGE: 103– 120. doi : 10.1177/0143624415603281 . ISSN 0143-6244 . S2CID 111048250 .  
  • Montazeri, H.; Azizian, R. (2008). "การศึกษาเชิงทดลองเกี่ยวกับประสิทธิภาพการระบายอากาศตามธรรมชาติของช่องรับลมด้านเดียว". อาคารและสิ่งแวดล้อม . 43 (12). Elsevier BV: 2193– 2202. Bibcode : 2008BuEnv..43.2193M . doi : 10.1016/j.buildenv.2008.01.005 . ISSN 0360-1323 . 
  • Sangdeh, Parham Kheirkhah; Nasrollahi, Nazanin (2022). "Windcatchers และการประยุกต์ใช้ในสถาปัตยกรรมร่วมสมัย"พลังงานและสิ่งแวดล้อมที่สร้างขึ้น 3 ( 1). Elsevier BV: 56– 72. Bibcode : 2022EnBEn...3...56S . doi : 10.1016/j.enbenv.2020.10.005 . ISSN 2666-1233 . 
  • GR Dehghan Kamaragi (มกราคม 2559) " https://www.badgirs.com "
  • ฟาธี, ฮัสซัน. "ปัจจัยลมในการเคลื่อนที่ของอากาศ" . พลังงานธรรมชาติและสถาปัตยกรรมพื้นถิ่น .(อ่านฉบับเต็มได้ฟรี)
  • Roaf, S. (1988). "Bādgīr" . สารานุกรมอิหร่าน . เล่ม ที่ 3. หน้า368–370 . 
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Windcatcher&oldid=1359825960 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เครื่องดักลม

ช่องดักลมหรือหอดักลม ( ภาษาเปอร์เซีย: بادگیر , โรมันไนซ์ : Badgir ) เป็นองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรม แบบดั้งเดิม...

ที่ตั้ง

การสร้างเครื่องดักลมขึ้นอยู่กับ ทิศทาง ลมที่พัดแรง ณ ตำแหน่งนั้นๆ หากลมพัดมาจากด้านใดด้านหนึ่งเท่านั้น อาจมีช่องเปิดเพียงช่องเดียวและไม่มีผนังกั้นภายใน [ 2 ] ในพื้นที่ที่มีทิศทางลมแปรปรวนมากขึ้น อาจมีผนังกั้นภายในแบบรัศมี ซึ่งแบ่งหอรับลมออกเป็นส่วนแนวตั้ง...

วิธีการระบายความร้อน

การระบายอากาศในเวลากลางคืนจะทำให้บ้านเย็นลงโดยการเพิ่มการระบายอากาศในเวลากลางคืนเมื่ออากาศภายนอกเย็นลง หอระบายอากาศสามารถช่วยในการระบายอากาศในเวลากลางคืนได้ [ 16 ]

แรงลม

ตัวดักลมสามารถทำงานได้สองวิธี: การควบคุมทิศทางการไหลของอากาศโดยใช้แรงดันลมที่พัดเข้าไปในตัวดักลม หรือการควบคุมทิศทางการไหลของอากาศโดยใช้ แรงลอยตัว จาก ความแตกต่างของอุณหภูมิ ( ปรากฏการณ์การไหลเวียนของอากาศ ) [ 2 ] [ 4 ]...