Windcatcher

Una torre eólica es un elemento arquitectónico persa tradicional para crear ventilación natural en los edificios. Los atrapavidas vienen en varios diseños: unidireccional, bidireccional y multidireccional. Los dispositivos fueron utilizados en la arquitectura egipcia antigua. Los atrapavientos permanecen presentes en Irán y también se pueden encontrar en la arquitectura tradicional influenciada por los persas en todo el Medio Oriente, incluso en los estados árabes del Golfo Pérsico (principalmente Bahrein y los Emiratos Árabes Unidos), Pakistán y Afganistán.

La región central de Irán es un desierto que, debido a la falta de humedad en el aire, genera grandes diferencias de temperatura entre el día y la noche. Por lo tanto, el aire pasa de fresco a extremadamente caliente en verano y con una humedad relativa muy baja durante todo el día. La mayoría de los edificios están construidos con paredes de adobe o ladrillo muy gruesas, que proporcionan aislamiento térmico y masa térmica. Con esta estrategia de diseño pasivo, es posible absorber la gran variación entre el día y la noche hasta hacerlo imperceptible al buscar una temperatura promedio cercana a la comodidad higrotérmica. Por otro lado, el gran espesor de las paredes permite acumular el calor diurno para mover la ola de calor hacia la noche cuando la temperatura exterior cae por debajo del nivel de comodidad.

Las ciudades se encuentran cerca o cerca de los oasis del desierto para garantizar el suministro de agua. También son trama muy cerrada: calles estrechas, paredes altas y encaladas con cal para minimizar la absorción de calor solar. Los edificios y las casas tienen patios profundos y terrazas donde los habitantes duermen en las calurosas noches de verano. Durante el día las personas se agrupan en la sombra interior.

El calor de la luz solar se reduce al mínimo con el uso de ventanas pequeñas protegidas por celosías de madera gruesas que sirven como protección solar.

Fondo
El centro de Irán muestra una gran variación de temperatura diurna con un clima árido. La mayoría de los edificios están construidos de cerámica gruesa con altos valores de aislamiento. Las ciudades centradas en los oasis del desierto tienden a estar muy juntas con paredes y techos altos, maximizando la sombra al nivel del suelo. El calor de la luz solar directa se minimiza con ventanas pequeñas que miran hacia afuera del sol.

La efectividad del windcatcher había llevado a su uso rutinario como un dispositivo de refrigeración en la arquitectura persa. Muchos depósitos de agua tradicionales (ab anbars) están construidos con trampas de viento que son capaces de almacenar agua a temperaturas casi congelantes durante los meses de verano. El efecto de enfriamiento por evaporación es más fuerte en los climas más secos, como en la meseta iraní, lo que lleva al uso omnipresente de trampas de viento en áreas más secas como Yazd, Kerman, Kashan, Sirjan, Nain y Bam.

Un pequeño atrapavidas se llama shish-khan en la arquitectura tradicional persa. Shish-khans todavía se puede ver en la parte superior de ab anbars en Qazvin y otras ciudades del norte en Irán. Estos parecen funcionar más como ventiladores que como reguladores de temperatura vistos en los desiertos centrales de Irán.

Windcatchers en Egipto
Se utilizaron trampas de viento en la arquitectura tradicional del antiguo Egipto. Una pintura que representa un dispositivo de este tipo se ha encontrado en la casa faraónica de Neb-Ammun, Egipto, que data de la Dinastía XIX, c. 1300 aC (Museo Británico). En Egipto, los atrapamoscas se conocen como malqaf pl. malaaqef.

Estructura y arquitectura
Los atrapamoscas tienden a tener una, cuatro u ocho aberturas. En la ciudad de Yazd, todos los atrapamoscas tienen cuatro u ocho lados. La construcción de un colector de viento depende de la dirección del flujo de aire en esa ubicación específica: si el viento tiende a soplar desde un solo lado, se construye con una sola abertura a favor del viento. Este es el estilo más visto en Meybod, a 50 kilómetros de Yazd: los windcatchers son cortos y tienen una sola apertura.

Tipos de archivos adjuntos
Las turbinas eólicas individuales que se enfrentan al viento predominante generalmente se construyen dentro del mismo espesor de la pared y normalmente no tienen más de 50 cm x 20 cm de diámetro. La parte inferior termina con una abertura que no excede un metro sobre el piso. Sus aberturas superiores cubren una rampa rectangular o curva con un arco de medio punto coronado por una bóveda cilíndrica. (Lokoc, 1978)
Las salidas de aire de escape del viento predominante se utilizan para extraer aire caliente de los compartimentos hacia el aire exterior, que reemplaza el aire húmedo que proviene del patio.
La entrada de aire de la pared depende del efecto de la presión del viento sobre las superficies grandes de las paredes de las habitaciones. Aparecen desde el exterior en forma de listones huecos horizontales ubicados en el medio de la altura de la pared exterior y en la parte inferior de la alcoba hay un obturador para controlar la apertura o el cierre del interior. El aire a alta presión que pasa a través de la pared exterior de la habitación que mira hacia el viento se acumula dentro de los bucles y empuja hacia el interior a través de las aberturas, lo que provoca el movimiento de aire en el interior.
La mitad superior de la cuchilla está formada por dos superficies superpuestas, cuya superficie frontal o externa es la mitad inferior del tambor. Está hecho de ladrillos o arcilla compacta. La mitad superior se invierte hacia atrás, dejando un espacio para el paso del aire y se interpone en el camino de los colgadores de pared.
Torres de ventilación, es una torre cuadrada dividida desde el interior a cuatro pozos de ventilación anclados por dos paredes perpendiculares y paralelas a las paredes exteriores. El aire ingresa a dos pozos a prueba de viento, mientras que el aire caliente sale por los otros dos pozos.
Los aireadores compuestos, los conjuntos de ventiladores crean conjuntamente una torre de ventilación combinada, que sirve a varias cámaras y se utiliza comúnmente en áreas húmedas y húmedas.
Las piezas de hielo se colocan en lugares del Badenhang para aumentar la refrigeración o el carbón se enciende en parte del ángulo de calentamiento.
Desarrollo en la toma de aire
En estudios realizados en la Universidad de Arizona, la toma de aire consiste en construir torres (barro u otros materiales) con dimensiones y alturas que corresponden a las áreas a enfriar. Las aberturas tienen aberturas superiores en cuatro lados. Estas aberturas están montadas sobre celulosa o células de heno que son constantemente humedecidas con agua por una pequeña bomba. El exceso de agua baja al canal debajo de la red y regresa al tanque de la bomba nuevamente. El aire se enfría dentro de la torre y desciende hacia abajo y entra al edificio, reemplazando el aire exterior seco y caliente y produciendo una corriente de aire. (Degelis, 2003).

Pero el uso generalizado de esta vieja técnica a gran escala reduciría en gran medida el consumo de energía de los edificios. Aprendimos a los sirios hace miles de años, pero nosotros, como de costumbre, no aprendimos la lección …

En historia y literatura
La invención de Al-Maftaf es uno de los inventos importantes que facilitó la vida en la Edad Media y allanó el camino para el aire acondicionado moderno. Varias personas, como Ibn Battuta, el juez Al-Fadil y el poeta Muhyad Al-Dailami, cantaron una serie de libros en este campo. Burhanuddin Qirati, un poeta de la era mameluca, señaló a Al-Badhang, diciendo:

Oh Dios, el aliento de Badhenge todavía está en el aire de nuestras almas

Un asaltante atrae al viento de sus horizontes y tiene un imán de viento

Dijo en el Badhang Shahabuddin bin Abi Hijla:

Y la magia que ves Como una rama, él está en trance
Agitar en los regalos Porque él está descansando

Función
El windcatcher puede funcionar de tres maneras: dirigiendo el flujo de aire hacia abajo mediante la entrada directa de viento, dirigiendo el flujo de aire hacia arriba usando un gradiente de temperatura asistido por el viento, o dirigiendo el flujo de aire hacia arriba usando un gradiente de temperatura asistido por energía solar.

Flujo de aire hacia abajo debido a la entrada directa de viento
Uno de los usos más comunes del windcatcher es enfriar el interior de la vivienda; a menudo se utiliza en combinación con patios y cúpulas como una estrategia general de ventilación y manejo del calor. Es esencialmente una torre alta y cubierta con una cara abierta en la parte superior. Este lado abierto se enfrenta al viento predominante, por lo tanto «atrapalo», y lo baja por la torre hacia el interior del edificio para mantener el flujo de aire, enfriando así el interior del edificio. No enfría necesariamente el aire, sino que depende del flujo de aire para proporcionar un efecto de enfriamiento. Los recolectores de viento han sido empleados de esta manera durante miles de años.

Flujo de aire hacia arriba debido al gradiente de temperatura

Gradiente de temperatura asistido por el viento
Los atrapavidas también se usan en combinación con un qanat o canal subterráneo. En este método, el lado abierto de la torre se aleja de la dirección del viento predominante (la orientación de la torre se puede ajustar mediante los puertos direccionales en la parte superior). Al mantener solo esta torre abierta, el aire se dibuja hacia arriba utilizando el efecto Coandă.

El diferencial de presión en un lado del edificio hace que el aire se arrastre hacia el pasillo del otro lado. El aire caliente se baja al túnel qanat y se enfría al entrar en contacto con la tierra fría [Nota 1] y el agua fría que corre a través del qanat. El aire frío se traza a través del atrapavidas, nuevamente mediante el efecto Coandă. En general, el aire frío fluye a través del edificio, disminuyendo la temperatura general de la estructura. El efecto se magnifica por el vapor de agua del qanat. [Aclaración necesaria]

Gradiente de temperatura producido solar
En un entorno sin viento o una casa sin agua, un colector de viento funciona como una chimenea solar. Crea un gradiente de presión que permite que el aire caliente, que es menos denso, viaje hacia arriba y escape por la parte superior. Esto también se complica significativamente por el ciclo diurno, atrapando el aire frío a continuación. La temperatura en un entorno así no puede caer por debajo de la baja temperatura nocturna.

Cuando está acoplado con adobe grueso que exhibe una buena resistencia contra la transmisión de calor, el windcatcher puede enfriar espacios de bajo nivel en mezquitas y casas (por ejemplo, shabestans) en el medio del día a temperaturas frías.

Dirigir el flujo de aire hacia arriba utilizando gradientes de temperatura asistidos por el viento o producidos por el sol ha ganado algo de terreno en la arquitectura occidental, y hay varios productos comerciales que utilizan el nombre de windcatcher.

Aplicaciones modernas
El enfoque de windcatcher se ha utilizado recientemente en la arquitectura occidental, como en el centro de visitantes del Parque Nacional Zion, Utah, donde funciona sin la adición de dispositivos mecánicos para regular la temperatura.

El uso de aluminio para el atrapavidas proporciona un sistema de captura más eficiente, que permite la captura de viento desde múltiples direcciones. El campo de cricket Kensington Oval en Barbados y el Zénith Saint-Étienne Métropole usan este método.