อ่าน 11 นาที
เครื่องดักลม
ช่อง ดัก ลม หรือ หอดักลม ( ภาษาเปอร์เซีย : بادگیر , โรมันไนซ์ : Badgir ) เป็น องค์ประกอบทางสถาปัตยกรรม แบบดั้งเดิม ที่ใช้ในการสร้างการ ระบายอากาศแบบไขว้ และ...
เครื่องดักลม


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

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

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

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
ลานบ้านในสภาพอากาศร้อนจะเต็มไปด้วยอากาศเย็นในเวลากลางคืน จากนั้นอากาศเย็นนี้จะไหลจากลานบ้านเข้าไปในห้องที่อยู่ติดกัน[ 16 ]อากาศเย็นในเวลากลางคืนจะไหลเข้ามาได้ง่าย เนื่องจากมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศอุ่นที่ลอยขึ้น[ 14 ] [ 16 ]แต่ในเวลากลางวัน ผนังลานบ้านและกันสาดจะบังแดด ในขณะที่อากาศภายนอกได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์[ 16 ]ผนังก่ออิฐที่เย็นจะทำให้อากาศบริเวณใกล้เคียงเย็นลง ด้วย [ 19 ]อากาศในลานบ้านจะเกิดการแบ่งชั้นอย่างเสถียรโดยอากาศร้อนจะลอยอยู่เหนืออากาศเย็นโดยมีการผสมกันเพียงเล็กน้อย[ 14 ]ข้อเท็จจริงที่ว่าช่องเปิดอยู่ด้านบนจะกักอากาศเย็นไว้ด้านล่าง แม้ว่าจะไม่สามารถทำให้อุณหภูมิลดลงต่ำกว่าอุณหภูมิต่ำสุดในเวลากลางคืนได้ กลไกนี้ยังใช้งานได้ในหอคอยลมด้วย[ 15 ]
การระบายความร้อนใต้ดิน

นอกจากนี้ อุปกรณ์ดักลมยังสามารถช่วยลดอุณหภูมิของอากาศได้ด้วยการนำอากาศมาสัมผัสกับมวลความร้อน เย็น ซึ่งมักพบอยู่ใต้ดิน
ที่ระดับความลึกประมาณ 6 เมตร ดินและน้ำใต้ดิน จะมีอุณหภูมิ เฉลี่ย รายปี (MATT) เสมอ[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] (ระดับความลึกนี้ใช้สำหรับปั๊มความร้อนจากแหล่งใต้ดิน หลายชนิด ซึ่งคนทั่วไปมักเรียกกันอย่างไม่เป็นทางการว่า "ปั๊มความร้อนใต้พิภพ" [ 23 ] ) ความเฉื่อยทางความร้อนของดินจะทำให้ความผันผวนของอุณหภูมิในแต่ละวันและรายปีลดลง ในสภาพอากาศแห้งแล้ง ความผันผวนของอุณหภูมิในแต่ละวันมักจะรุนแรง โดยอุณหภูมิในทะเลทรายมักจะลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็งในเวลากลางคืน แม้แต่ความเฉื่อยทางความร้อนของผนังก่ออิฐหนาๆ ก็จะช่วยให้ตัวอาคารอบอุ่นขึ้นในเวลากลางคืนและเย็นลงในเวลากลางวัน ในสภาพอากาศร้อนแห้งแล้ง ผนังหนาที่มีมวลความร้อน สูง ( ดินเหนียวหินอิฐ ) เป็นเรื่องปกติ (แม้ว่าในปัจจุบันบางครั้งจะใช้ผนังที่บางกว่าแต่มีความต้านทานต่อการส่งผ่านความร้อนสูงกว่า) [ 16 ]ดังนั้น ช่องรับลมจึงสามารถระบายความร้อนได้โดยการดึงอากาศผ่านวัสดุที่เย็นตัวลงในเวลากลางคืนหรือฤดูหนาว ซึ่งทำหน้าที่เป็น แหล่งเก็บ ความ ร้อน
นอกจากนี้ ยังมักใช้ช่องดักลมเพื่อระบายอากาศในพื้นที่ภายในอาคารชั้นล่าง (เช่นกระท่อม ) ซึ่งมักมีอุณหภูมิหนาวเย็นในช่วงกลางวันแม้จะไม่มีช่องดักลมก็ตามส่วนโรงเก็บน้ำแข็งนั้นโดยทั่วไปใช้สำหรับเก็บน้ำที่แข็งตัวข้ามคืนในพื้นที่ทะเลทราย หรือเก็บไว้ตลอดฤดูหนาวในพื้นที่เขตอบอุ่น อาจใช้ช่องดักลมเพื่อหมุนเวียนอากาศเข้าไปในห้องใต้ดินหรือกึ่งใต้ดิน ช่วยลดอุณหภูมิของน้ำแข็งด้วยการระเหย ทำให้ละลายช้าและแห้งอยู่เสมอ (ดูภาพประกอบ ) ในเวลากลางคืน ช่องดักลมอาจนำอากาศเย็นจัดในเวลากลางคืนลงมาใต้ดิน ช่วยให้น้ำแข็งแข็งตัวได้ดียิ่งขึ้น
การทำความเย็นแบบระเหย

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 ]ช่องรับลมสามารถลดอุณหภูมิภายในบ้านได้ 8 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 ]
- นางแบบ
- บ้านพักอาศัยในอียิปต์โบราณที่มีช่องลม จากภาพวาดในบ้านฟาโรห์เนบ-อัมมุน ประเทศอียิปต์ ซึ่งมีอายุตั้งแต่ราชวงศ์ที่ 19 ประมาณ 1300 ปีก่อนคริสตกาล (พิพิธภัณฑ์อังกฤษ) [ 31 ] [ 3 ]
- ภาพจำลองบ้านโบราณของอียิปต์ แสดงช่องดักลม สร้างขึ้นในยุคราชวงศ์แรกของอียิปต์พบที่ เมือง อาบู รอว์ชใกล้กรุงไคโร ปัจจุบันจัดแสดงอยู่ที่พิพิธภัณฑ์ลูฟร์
- แบบจำลองบ้านอียิปต์โบราณที่มีช่องรับลมพิพิธภัณฑ์โรเมอร์และเปลิเซอุส ฮิลเดสไฮม์
- ทิวทัศน์เมือง
- เครื่องดักลมในกรุงคาร์ทูมประเทศซูดาน
เอเชีย


ช่องดักลมเป็นสิ่งที่พบเห็นได้ทั่วไปในเอเชียตะวันตกและเอเชียใต้ ซึ่งได้รับอิทธิพลจากการแพร่กระจายของวัฒนธรรมอิสลาม
อิหร่าน
| วิดีโอภายนอก | |
|---|---|
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 เช่นยาซด์เคอร์มานคาชานซีร์จานไนน์และบัม
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
- บ้านโบรูเจอร์ดีในเมืองคาชาน ทางตอนกลางของอิหร่าน สร้างขึ้นในปี 1857 เป็นตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของสถาปัตยกรรมทะเลทรายเปอร์เซียโบราณ ช่องรับลมสูงสองช่องช่วยระบายความร้อนให้กับลานบ้าน (อันดารูนี)
- พระราชวังโกเลสถานในกรุงเตหะรานประเทศอิหร่าน
- ภาพหอสังเกตการณ์ลมจากด้านล่าง แสดงมุมมองภายในที่แสดงให้เห็นว่าบางส่วนถูกปิดกั้น
ออสเตรเลีย

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

ฝรั่งเศส
ZénithของSaint -Étienne Métropoleเป็นห้องโถงอเนกประสงค์ที่สร้างขึ้นในAuvergne-Rhône-Alpes (ตอนในของฝรั่งเศสตอนใต้) ประกอบด้วยช่องดักลมอะลูมิเนียมขนาดใหญ่มาก[ 33 ]ซึ่งเบากว่าช่องดักลมก่ออิฐที่มีขนาดเท่ากันมาก ขนาดของช่องดักลมทำให้สามารถทำงานได้ในทุกทิศทางลม[ 33 ]พื้นที่หน้าตัดที่ตั้งฉากกับทิศทางลมยังคงมีขนาดใหญ่
สหราชอาณาจักร
ศูนย์การค้าบลูวอเตอร์ในเคนท์ใช้หอคอยดักลม[ 19 ]อาคารควีนส์ของมหาวิทยาลัยเดอ มงต์ฟอร์ตในเลสเตอร์ใช้หอคอยแบบสแตกเอฟเฟกต์เพื่อระบายอากาศ[ 34 ]
ทวีปอเมริกา

มีการใช้เครื่องดักลมในศูนย์บริการนักท่องเที่ยวที่อุทยานแห่งชาติไซออนรัฐยูทาห์ [ 35 ] ซึ่งทำงานโดยไม่ต้องเพิ่มอุปกรณ์เชิงกลเพื่อควบคุมอุณหภูมิ[ 33 ]
ดูเพิ่มเติม
- ช่องระบายอากาศสันหลังคา – ช่องระบายอากาศที่ติดตั้งบริเวณยอดของหลังคาลาดเอียง
- การระบายความร้อนแบบพาสซีฟ – แนวทางการออกแบบอาคาร
- ระบบส่งน้ำใต้ดิน (Qanat) – ระบบส่งน้ำที่พัฒนาขึ้นในอิหร่านโบราณ
- ซัลซาบิล (น้ำพุ) – น้ำพุแผ่นบางสำหรับระบายความร้อนด้วยการระเหยของอาคารหรือน้ำ
- หอระบายความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ – โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนแบบพาความร้อน
- สถาปัตยกรรมพื้นถิ่น – สถาปัตยกรรมที่สร้างขึ้นโดยคำนึงถึงความต้องการ วัสดุ และประเพณีท้องถิ่น
- ยัคชัล – โรงเก็บน้ำแข็งโบราณของเปอร์เซีย
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 .
ลิงก์ภายนอก
- GR Dehghan Kamaragi (มกราคม 2559) " https://www.badgirs.com "
- ฟาธี, ฮัสซัน. "ปัจจัยลมในการเคลื่อนที่ของอากาศ" . พลังงานธรรมชาติและสถาปัตยกรรมพื้นถิ่น .(อ่านฉบับเต็มได้ฟรี)
- Roaf, S. (1988). "Bādgīr" . สารานุกรมอิหร่าน . เล่มที่ 3. หน้า 368–370 .
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เครื่องดักลม
ช่อง ดัก ลม หรือ หอดักลม ( ภาษาเปอร์เซีย : بادگیر , โรมันไนซ์ : Badgir ) เป็น องค์ประกอบทางสถาปัตยกรรม แบบดั้งเดิม ที่ใช้ในการสร้างการ ระบายอากาศแบบไขว้ และ...
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 ]...