Как древен воден тунел охлажда улиците на 21-ви век
Миналото лято температурите в южния испански град Севиля достигнаха повече от 40 градуса по Целзий (104 градуса по Фаренхайт). Горещата вълна беше толкова силна, че си спечели име: Heatwave Yago, второто наименувано събитие в града за две години.
Севиля, наред с други градове в Европа и по света, е изправена пред температури, които не е построена да издържа. През лятото на 2022 г. екстремните горещини разтопиха железопътни линии и асфалт на летището в Лондон, Англия. През юли 2023 г. германците започнаха да обмислят обедна сиеста, за да избягат от знойната жега.
С покачването на температурите градовете, свикнали с по-ниски температури, търсят начини за адаптиране, които избягват да разчитат на енергоемки решения като климатизация.
Малка изследователска група в Севиля черпи вдъхновение от древните култури от Близкия изток, които са се научили да живеят с топлината, преди електричеството да може да осигури почивка.
Някои гледат на усилията им като на почит към мъдростта на древните мислители, докато други казват, че тези стари системи са много повече от технология – те отразяват нагласа за устойчивост, която днешният свят отчаяно се опитва да възкреси.
„Специална връзка между хората и природата“
Majid Labbaf Khaneiki е един от шепата експерти, които помагат за въвеждането на 3000-годишна технология за подземен акведукт, наречена qanats, в съвременния свят.
Ранните тунели qanat, които са били построени ръчно с кирки и лопати, са се появили в Китай, Оман, Обединените арабски емирства и Афганистан. Учените обаче смятат, че първият канат се е родил в началото на първото хилядолетие в Персия и след това се е разпространил в сухите региони по света.
Древната система е съставена от мрежа от подземни канали – 20 до 200 метра под повърхността на пустинята – които транспортират вода от по-високи височини към по-ниски. Построени на лек наклон, каналите използват гравитацията за транспортиране на водата. Поредица от подобни на кладенци вертикални шахти позволяват достъп и поддръжка.
Отгоре системата изглежда като хиляди подредени мравуняци, виещи се през пустинята. Истинското вълнение се случва под земята, където водата се събира, преди да премине през каналите.
Ханейки, 49-годишен професор по археохидрология в университета Низва в Оман, е прекарал цялата си кариера в изучаване на древни тунели, които пренасят вода под повърхността на сухи и полусухи среди. Той е израснал в къща, пълна с исторически книги, и баща със страст към археологията.
Семейството на Ханейки произхожда от малко безводно село в Източен Иран, наречено Канек – езиковият корен на неговото фамилно име. Khaneiki прекарва няколко лета там, докато расте. „Единствената вода, която снабдяваше това село, беше qanat“, казва той, добавяйки, че тя минава директно през селото, което му позволява да се превърне в зелен оазис насред пустинята.
„Канатът всъщност беше място за събиране на хора. Спомням си, че точно на мястото се запознах с други деца и си играехме там”, разказва той. „Системата qanat върви ръка за ръка със социалното взаимодействие. Може би това е причината да се интересувам толкова много от него, защото е нещо като присъща част от моята идентичност и личност.“
Ханейки има добри очи и неговата убеденост в канатите като системи на бъдещето — не само миналото — е категорична. „Фамилното ми име трябваше да е qanat builder“, казва той през смях. В рамките на няколко минути той разказва за модерни проекти за qanat в Азербайджан, Испания и Пакистан.
Той обяснява колко различен е процесът на изграждане на тези канати в сравнение със съвместните усилия на древните системи. Например в Азербайджан правителството построи нов qanat, използвайки модерни машини, за да осигури повече работни места и ресурси на общности извън населените градове и да смекчи вътрешната миграция. „Това беше много управленски начин отгоре надолу“, казва той. „В миналото беше отдолу нагоре“.
„Системата qanat не е само тунели в земята“, казва Khaneiki. „Това е начин на живот.“
Древната система qanat позволяваше напояването в пустинни среди, позволяваше селското стопанство да процъфтява и насърчаваше сътрудничеството на общността. Той се разглежда като основа за децентрализирано управление на водите в Иран и по-устойчиво решение за модерни помпи и язовири.
„Qanats са едно от най-старите представи за компания в света“, казва Негар Санаан Бенси, преподавател и изследовател във факултета по архитектура в Делфтския технологичен университет в Холандия. „Те се основават на огромна акционерна система“, която изисква различни хора, живеещи в даден регион, да работят заедно и да използват наличните водни ресурси.
Работеше подобно на начина, по който стартирането работи днес. Двама души се събраха, за да започнат да копаят с ръчни инструменти за вода. След като получат това, от което се нуждаят, повече хора ще се присъединят и ще разширят тунела и ще вземат своя дял от ресурсите. С течение на времето това се разпространи в цялата страна, като всяка община управлява своя местен канат. „Започнаха с четирима или петима души“, казва Ханейки. „Но в крайна сметка имаха стотици хора, които им сътрудничиха.“
Канейки сега разглежда как канатите се използват за нови цели и нови форми – не за напояване и култивиране, а за туристически и архитектурни цели, казва той, посочвайки техния традиционен дизайн и културно значение, както и определянето на някои qanats като туристически обекти на ЮНЕСКО. Китай, който има 800 системи qanat, изгради музей, обясняващ историята и инженерството на различните системи. Има и статуи на строители на канат, които копаят тунели с кирка или събират пръст.
„Те [qanats] също се връщат към живота за целите на изменението на климата“, казва Khaneiki.
Как старото става ново
На хиляди километри от сухите райони на Близкия изток и още по-далеч от Китай учените Хосе Санчес Рамос и Сервандо Алварес използват концепцията за qanats, за да осигурят оазис в град Севиля.
Като част от градска инициатива за намиране на решения за покачващите се температури, Рамос и Алварес получиха възможност да изберат място, където да експериментират с понижаване на температурите на открито, без да разчитат на енергоемки технологии.
Една от тези опции беше на La Isla de La Cartuja, район северозападно от центъра на Севиля. Кварталът някога е бил мястото на изложбата в Севиля през 1992 г., която привлече 41 милиона посетители. Въпреки че градът направи някои опити да урбанизира пространството, в наши дни то изглежда до голяма степен изоставено, с обрасли храсти, напукани тротоари и остаряла монорелсова станция.
Въпреки това районът е дом на комплекс за научноизследователска и развойна дейност, в който работят 15 000 души, футболен стадион и Международния университет на Андалусия (UNIA). Изоставен амфитеатър, използван в Експото, се превърна в център на работата на Рамос и Алварес.
Проектът, наречен CartujaQanat, е моделиран след персийската система qanat и се стреми да охлади температурата на земята на пространство с размерите на две футболни игрища с 6 до 7 градуса по Целзий в La Isla de La Cartuja.
Частично финансиран от Службата за градски иновативни действия (UIA) на Европейския съюз, този проект на стойност 5 милиона евро (5,1 милиона долара) включва канал на 20 метра под земята, който ще пренася вода – но целта не е тази вода да се транспортира.
Вертикалните вентилационни отвори по дължината на канала водят прохладата на водата нагоре, позволявайки й да намали температурата на земята. „Ключът към техниките за контрол на климата е цикълът ден-нощ“, казва Рамос.
През нощта подземната вода – около 140 кубически метра [36 984 кубически галона] – се охлажда с естествено ниските температури. Част от водата се изпомпва и изпраща към покрива на амфитеатъра, който е покрит със слънчеви панели. Дюзите разпръскват водата отгоре на панелите, създавайки това, което се нарича „падащ филм“. Този механизъм помага за ускоряване на процеса на охлаждане, като намалява дълбочината на водата и й позволява да се охлажда по-бързо при ниски външни температури.
През деня захранваните със слънчева енергия помпи изтласкват охладена вода над земята, където тя се насочва през малки тръби и се избутва пред вентилатори, които пръскат хладния въздух в приземния етаж на амфитеатъра. Отвън отделен набор от дюзи в малки басейни от водна пръскаща мъгла във въздуха, охлаждайки се чрез изпарение.
Други елементи помагат за поддържане на ниски температури: Растителността, засадена по вътрешните стени, се охлажда чрез транспирация (излишната вода от листата се изпарява във въздуха), дърветата осигуряват сянка навън, а покривът е боядисан в бяло, отразяващо топлината.
Създателите се надяват пространството да се превърне в обща точка за студенти и хора, които работят в близки компании. „Проектът има за цел да върне живота на улицата“, казва Рамос. „Това ще осигури климатично убежище, като същевременно ще позволи подслон в средата на лятото и възможността да продължим да организираме дейности на открито през горещите месеци.“
Алварес казва, че районът трябва да бъде завършен до юни, точно навреме за лятото, когато Испания изпитва най-високите температури.
Готино бъдеще
Рамос и Алварес се срещнаха преди повече от 30 години, когато Рамос беше един от студентите на Алварес в университета на Севиля. „Той задаваше добри въпроси“, казва Алварес. „Хората, които ми създават интересни проблеми в класната стая, са хората, които се опитвам да наема за в бъдеще.“
Оттогава те работят заедно, за да охладят Севиля. През 90-те години на миналия век те разработиха аеродинамични тунели по булевардите на Севиля, черпейки вдъхновение от персийски ловец на вятъра, наречен bagdir, кула с отвори на върха, които улавят вятъра и го насочват надолу.
Алварес казва, че те често търсят решения в други страни, особено тези, които се справят с интензивни горещини от векове.
Например, модерните марокански сгради са проектирани да включват големи прозорци със северно изложение и по-малки прозорци с южно изложение, които внасят естествена светлина, като същевременно увеличават максимално охлаждането. Лос Анджелис в Съединените щати и Ахмедабад в Индия използват нов вид бяла боя, за да отразяват до 98,1 процента от слънчевата светлина и да абсорбират ултравиолетовата светлина, което помага в борбата с градската топлина и намалява потреблението на енергия. Бялата отразяваща боя се използва от векове в Мароко и Гърция, спечелвайки името на един известен град „Казабланка“ (бяла къща).
„[Арабският свят] го направи, защото трябваше... или да се преместиш, или да умреш, или да намериш нещо, което да охлади сградите ти. И откриха нещо“, казва Алварес. „[CartujaQanat] наистина е почит към тях“, добавя той.
Екипът вече е започнал да прилага част от наученото в други части на Севиля.
„Биоклиматичните“ автобусни спирки, които използват по-малка версия на подхода CartujaQanat, се монтират навреме за лятото. Вътре в приюта въздухът, който е бил охлаждан от затворена водна система, се изпомпва през малки дупки, захранвани от слънчеви панели на покрива – подобно на хладилник“, каза Санчес пред местния вестник Sur миналото лято. Той и Khaneiki казват, че се надяват да имат по-голямо участие на гражданите, докато проектът напредва
Усилията в Севиля са модерно преосмисляне на системите, изградени преди хиляди години, казва Ханейки. „Това са канати, построени за съвременните хора от съвременни хора. Това е възкресение на канатите в новата ера.“
