Với sự phát triển của những công nghệ hiện đại phục vụ con người, chúng ta đã có điều hòa để làm mát vào mùa lạnh và cả máy sưởi để giữ ấm vào mùa đông. Nhưng tổ tiên xa xưa của chúng ta thì không được may mắn như vậy.
Khi chúng ta kêu ca về việc mất điện vào một buổi chiều hè nóng nực thì bố mẹ lại luôn nói câu: "hồi còn nhỏ bọn tao còn chả có đến cả quạt mà dùng." Điều hòa không khí chỉ mới xuất hiện cách đây khoảng 1 thế kỷ, vậy những người xưa đã làm mát bằng cách nào?
Duy trì nhiệt độ môi trường xung quanh làm sao cho bản thân cảm thấy dễ chịu không phải là điều xa xỉ mà còn rất quan trọng để tồn tại. Nhưng đã có những thời điểm trong quá khứ điện chưa được khai thác để cung cấp năng lượng cho các thiết bị. Tuy nhiên, nhiều nền văn minh đã có được sự phát triển mạnh mẽ về cả văn hóa và kiến trúc từ rất sớm. Chính vì đó, con người đã tìm thấy những bài học đơn giản nhưng sâu sắc về nhiệt động lực học, cơ học chất lỏng và HVAC.
Jaali
Ngày xưa, các hệ thống HVAC được xây dựng trong kiến trúc, với rất ít sự phụ thuộc vào thiết bị. Chẳng hạn như Jaali - trong tiếng Ấn Độ dùng để chỉ một khung bằng đá hoặc gỗ có đục lỗ, đặt vào các ô cửa sổ. Thiết kế phức tạp của nó thể hiện sự hấp dẫn về mặt thẩm mỹ, đồng thời tránh nắng và mưa. Tuy nhiên, đặc điểm nổi bật nhất của jaali là các lỗ đục lỗ của nó, giúp làm mát không khí khi đi vào.
Các lỗ trên Jaali hoạt động như các ống Venturi, hạn chế luồng không khí để giảm nhiệt độ của nó
Bạn hãy so sánh khi bạn mở miệng để thổi và móm môi để thổi vào mua bàn tay của mình, rõ ràng việc mím môi thổi gió mát hơn. Đây là một ứng dụng rất đơn giản của hiệu ứng Venturi. Khi không khí đi qua một chỗ thắt, nó sẽ tăng vận tốc, được bù đắp bằng sự mất áp suất. Vì áp suất và nhiệt độ có liên quan trực tiếp, điều này càng dẫn đến việc giảm nhiệt độ. Các lỗ trên lưới jaali hoạt động như các lỗ thu nhỏ, chặn luồng không khí và giảm nhiệt độ của nó trong quá trình này.
Cung điện Gió ở Jaipur là một ví dụ tuyệt vời về cách Jaalis được sử dụng để làm mát.
Tuy nhiên jaalis chủ yếu được sử dụng trong các hộ gia đình giàu có hơn. Các ví dụ phổ biến về jaali được tìm thấy trong kiến trúc Ấn-Hồi giáo, chẳng hạn như Taj Mahal (Agra, Ấn Độ) và Hawa Mahal (Jaipur, Ấn Độ).
Tường dày với khả năng làm mát bức xạ
Những bức tường dày với khả năng làm mát bức xạ. Kiểu làm mát này để cập đến sự mất nhiệt từ cơ thể sang môi trường xung quanh bằng bức xạ. Những bức tường được thiết kế dày hơn trong các cơ sở như pháo đài và lâu đài có quán tính nhiệt lớn hơn. Điều đó có nghĩa là, chúng có thể hấp thụ nhiều nhiệt hơn tỏa ra từ các cơ thể và đồ vật ở phạm vi bên trong chúng.
Tuy nhiên, tường dày hấp thụ và giải phóng nhiệt chậm, gây ra tình trạng khó chịu vào ban đêm. Vì thế, các bức tường và sàn của các cung điện cũ thường có các đường dẫn nước đi qua được che giấu và lộ ra ngoài. Dòng nước chảy sẽ lấy đi nhiệt từ các bức tường, giúp giữ cho các bức tường luôn mát mẻ.
Đường dẫn nước giúp hạ nhiệt trong nhà.
Những kỹ thuật hiện đại ngày này cũng sử dụng các đường ống làm mát bức xạ bên trong các bức tường mang nước lạnh. Nó đã giảm chi phí HVAC của các cơ sở từ 25% trở lên. Infosys, gã khổng lồ công nghệ ở Ấn Độ, nổi tiếng với việc áp dụng phương pháp làm mát bằng bức xạ thay thế cho HVAC thông thường.
Người La Mã xưa từng sử dụng mạng lưới dẫn nước như cống hay các kênh ngầm để cung cấp nước cho cả mục đích sinh hoạt và điều chỉnh nhiệt độ. Các đặc điểm như hồ bơi và đài phun nước phổ biến trong kiến trúc thời kỳ đó đã nhận nước từ các cống dẫn nước này.
Đài phun nước và hồ bơi là một phần quan trọng của kiến trúc Mughal, làm mát không khí.
Họ cũng chế tạo các bộ trao đổi nhiệt đơn giản để làm mát không khí nóng. Các hồ bơi và qua các đài phun nước sẽ làm mất nhiệt của nó vào nước khi tiếp xúc. Đài phun nước, màn hình và hồ bơi được sử dụng riêng lẻ hoặc kết hợp với các phương pháp làm mát khác.
Những thiết bị "bắt gió" là một ví dụ tuyệt vời về cách điều khiển không khí khô nóng để giữ cho ngôi nhà luôn mát mẻ, những công trình đón gió là các yếu tố cấu trúc nhô ra khỏi một ngôi nhà, giống như một ống khói.
Các thanh đón gió chiếu từ mái nhà và hướng không khí vào trong nhà để làm mát.
Những cấu trúc này có muỗng và khe hở đối diện với gió, hướng nó vào nhà. Một phần nhiệt của gió được hấp thụ bởi các bức tường của ngôi nhà do quán tính nhiệt. Đáy của bộ phận đón gió, nằm bên trong ngôi nhà, dẫn gió qua các tấm chắn ẩm và lọc bụi để tiếp tục giảm nhiệt độ.
Các hệ thống này đều có ở những hộ gia đình thượng lưu và bình dân. Một ví dụ điển hình về những công trình đón gió truyền thống là Ngôi nhà Borujerdi ở Iran.
Giếng bậc thang xuất hiện ở các vùng khô cằn của Gujarat và Rajasthan, Ấn Độ để khai thác và trữ nước quanh năm. Chúng được biết đến với kiến trúc cầu thang đảo ngược, kỳ dị, dẫn xuống giếng vài tầng bên dưới.
Giếng bậc thang là các yếu tố kiến trúc phức tạp có vi khí hậu riêng.
Giếng bậc thang là một phạm vi có khí hậu ổn định riêng, phần đáy của nó, gần hồ chứa nước, mát hơn bề mặt vài độ. Mặt cắt ngang giống như cái phễu của các giếng bậc thang đã ngăn chặn bất kỳ sự thất thoát nước quá mức nào do bay hơi, đồng thời cung cấp bóng râm khỏi ánh nắng mặt trời gay gắt.
Trước đây, những nơi này không chỉ cung cấp nước mà còn là nơi nghỉ ngơi khỏi cái nóng khắc nghiệt ở những vùng khô hạn. Một số ví dụ tuyệt vời về giếng bậc thang bao gồm Agrasen Ki Baoli, Delhi và Adalaj Ni Vav, Ahmedabad, Ấn Độ.
Các hộ gia đình bình dân thời xưa thường sử dụng rèm cửa và chiếu làm bằng lá cỏ vetiver. Rễ của cỏ vetiver, còn được gọi là Khus, được phơi khô và dệt thành chiếu.
Rễ của cỏ vetiver, còn được gọi là Khus, được phơi khô và dệt thành chiếu.
Loại cỏ này được biết đến với hương thơm đặc biệt, chúng thường được sử dụng để làm mát phòng trong các hộ gia đình bình thường. Vào những ngày hè nước được tưới lên thảm sẽ nhanh chóng lan ra khắp nơi do hoạt động của mao dẫn. Nước này sẽ tận dụng nhiệt từ không khí bên ngoài và bay hơi, làm mát không khí trước khi vào phòng. Đó chính là cách làm ẩm mát tuyệt vời.