Если нет кондиционера: как опыт предков и знание физики помогут спастись от зноя

Летняя жара доставляет многим неудобства — переносить длящийся неделями зной, особенно в условиях мегаполиса, бывает непросто. Хорошо, когда на выручку приходит кондиционер или хотя бы вентилятор, но и без этих полезных приборов люди с незапамятных времен находили способы охлаждать помещения и даже запасать лед. Об истории этого вопроса Vokrugsveta.ru рассказал популяризатор науки, автор YouTube-канала «Физика от Побединского» Дмитрий Побединский.

Индия: кхус ки татти как хитрая альтернатива мокрой простыне

Базовые методы охлаждения не меняются уже многие тысячи лет: чтобы хоть немного снизить температуру в жилище, нужно устроить сквозняк, занавесить окна для защиты от солнечного света и воспользоваться веером. Необходимо также носить легкую одежду и употреблять достаточное количество воды.

— Но бывают способы поинтересней. Например, в Индии дверные и оконные проемы занавешивают специальными ковриками кхус ки татти. Они сплетены из корней злакового растения под названием ветивер. Коврики постоянно опрыскивают водой, которая испаряется и охлаждает помещение, — рассказывает Дмитрий Побединский.

В целом эта идея проста — в России в такой же роли комнатных охладителей используются мокрые простыни. Однако индусы нашли способ сделать систему с кхус ки татти более эффективной.

— К конструкции можно добавить две емкости с водой: сверху и снизу. Вода из нижней емкости благодаря капиллярному эффекту будет подниматься по занавеси и капать в верхнюю емкость. Когда там накопится достаточно воды, емкость перевернется и потечет вниз, чтобы процесс повторился. Такой вот индийский почти вечный двигатель — главное не забывать подливать воду, — отмечает физик.

Охлаждение за счет испарения воды использовалось и при создании древних холодильников, которые представляли собой конструкцию из малого горшка, помещенного в большой. Пространство между ними засыпали песком, который затем проливали водой. Испаряясь, она снижала температуру во внутреннем горшке примерно на 10-15 градусов, что позволяло хранить в нем скоропортящиеся продукты.

По сути, точно так же сконструированы современные портативные холодильники, работающие без электричества. Чем суше климат, тем эффективней они могут охлаждать содержимое.

Персия: ветроуловители, подземные каналы и гигантские хранилища льда

Секреты борьбы с жарой знали и в других странах Азии. Например, в Персии, где элементом традиционной архитектуры в самых жарких регионах больше двух тысяч лет назад стал бадгир — башня, которую сегодня называют древним кондиционером. Бадгиры во множестве сохранились на территории современного Ирана.

— Бадгир представляет собой высокую башню с воздушным каналом внутри, которую можно использовать в нескольких режимах. Самый простой — проветривание. В этом случае даже самый легкий ветер попадает в бадгир, а затем во внутренние помещения, обеспечивая вентиляцию. Выходит воздух либо через другой бадгир, либо через другой воздушный канал той же башни, — объясняет физик.

Одновременно бадгир представляет собой «солнечный дымоход»: нагретый солнцем воздух в башне поднимается вверх и создает тягу в помещении. В таком случае в доме становится немного прохладней даже в безветренную погоду.

Наконец, лучше всего бадгиры справляются с охлаждением, если они объединены с подземным водным каналом — кяризом, или канатом, которые во множестве прокладывали под некоторыми городами древние персидские мастера.

 — В этом случае горячий воздух попадает в канал через шахту, расположенную рядом со зданием. Там он охлаждается за счет испарения воды. После этого прохладный воздух оказывается в помещении, а затем выходит через открытые воздушные каналы бадгира, унося тепло из дома. Тяга возникает, если в бадгире открыт только один воздушный канал, который находится с подветренной стороны. Башня словно рассекает воздушный поток и за ней образуется зона пониженной давления, которая словно вытягивает воздух из здания, — рассказывает Дмитрий Побединский.

Сохранившиеся бадгиры и сегодня с успехом заменяют жителям Ирана кондиционеры, позволяя экономить электроэнергию, а похожие на них элементы встраивают в современные здания.

Персидские строители умели создавать и обширные хранилища льда, в которых его можно было хранить месяцами. Так называемые яхчалы представляют собой постройки конической формы с небольшим отверстием наверху и углублением в полу. По форме яхчал напоминает яйцо или перевернутый кувшин.

Теплоизоляцию в яхчалах обеспечивали толстые стены и сама форма построек, благодаря которой над помещенным внутрь льдом возникала своего рода «пробка» из слоя холодного воздуха, препятствующая теплообмену.

— А если яхчал был снабжен бадгирами, то в зимние месяцы лед можно было накапливать прямо внутри, а не привозить откуда-то еще, — отмечает популяризатор науки.

Индустрия льда в доэлектрическую эпоху

Запасать лед зимой и хранить его летом умели и в других странах, а в XIX веке индустрия продажи льда достигла огромных масштабов. К тому времени лед научились доставлять с севера на юг на специальных судах. Глыбы замерзшей воды складировались в специально построенных хранилищах.

— Оттуда лед развозили по производствам, на скотобойни, в рестораны, бары, его продавали на улице. Разумеется по пути лед таял — терялось от 20% до 50%. Но этот бизнес все равно был выгодным: к концу XIX века в год перевозилось несколько миллионов тонн льда. В США крупней была только индустрия продажи хлопка, — рассказывает Побединский.

Появление первых морозильных установок в начале XX века и последовавшее за ним массовое распространение бытовых холодильников привело к исчезновению «ледовой» индустрии. Примерно тогда же был изобретен и первый кондиционер.

Как же спастись от жары?

— Нет смысла искать какой-то секретный лайфхак, всё равно испарение — лучшее, что есть в природе для охлаждения. Можно экспериментировать с испаряемым веществом, но вода походит идеально, — подытоживает Побединский.

И всё же он напоминает о базовых принципах охлаждения. Прежде всего следует максимально изолировать помещение от солнечного света при помощи штор, отражающей пленки или иных подручных материалов. Дополнительно нужно приоткрыть окна, повесив перед ними смоченную водой ткань. При проветривании влажный воздух не будет застаиваться и унесет излишки тепла. Наконец, стоит пить больше жидкости и, по возможности, принимать прохладный душ.