Ein Windturm ist ein traditionelles persisches architektonisches Element, um natürliche Belüftung in Gebäuden zu schaffen. Windfänger gibt es in verschiedenen Designs: unidirektional, bidirektional und multidirektional. Die Geräte wurden in der altägyptischen Architektur verwendet. Windfänger sind im Iran präsent und finden sich auch in der traditionell persisch beeinflussten Architektur im gesamten Nahen Osten wieder, unter anderem in den arabischen Staaten am Persischen Golf (hauptsächlich Bahrain und die Vereinigten Arabischen Emirate), Pakistan und Afghanistan.

Die zentrale Region des Iran ist die Wüste, die aufgrund des Mangels an Feuchtigkeit in der Luft große Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht erzeugt. So geht die Luft im Sommer von frisch nach extrem heiß und den ganzen Tag mit sehr niedriger Luftfeuchtigkeit. Die meisten Gebäude sind aus sehr dicken Lehm- oder Ziegelwänden gebaut, die für Wärmeisolierung und thermische Masse sorgen. Mit dieser passiven Designstrategie ist es möglich, die großen Unterschiede zwischen Tag und Nacht zu absorbieren, bis sie durch eine durchschnittliche Temperatur nahe dem hygrothermischen Komfort unmerklich werden. Auf der anderen Seite erlaubt die große Dicke der Wände, die tägliche Hitze zu akkumulieren, um die Hitzewelle in Richtung der Nacht zu bewegen, wenn die Außentemperatur unter das Komfortniveau fällt.

Die Städte liegen in der Nähe oder in der Nähe von Wüstenoasen, um die Wasserversorgung sicherzustellen. Sie sind auch sehr geschlossen Grundstück: enge Straßen, hohe Mauern und mit Kalk getüncht, um die Absorption von Sonnenwärme zu minimieren. Die Gebäude und Häuser haben tiefe Terrassen und Terrassen, wo die Bewohner an heißen Sommernächten schlafen. Während des Tages gruppieren sich die Menschen im inneren Schatten.

Die Sonneneinstrahlung wird durch die Verwendung von kleinen Fenstern, die durch dicke Holzgitter geschützt sind, die als Sonnenschutz dienen, auf ein Minimum reduziert.

Hintergrund
Der zentrale Iran weist große Tagesschwankungen bei trockenem Klima auf. Die meisten Gebäude sind aus dicker Keramik mit hohen Dämmwerten gebaut. Städte, die auf Wüstenoasen zentriert sind, neigen dazu, sehr eng zusammen mit hohen Wänden und Decken gepackt zu werden, wodurch Schatten auf Bodenhöhe maximiert wird. Die Hitze der direkten Sonneneinstrahlung wird durch kleine Fenster, die von der Sonne abgewandt sind, minimiert.

Die Wirksamkeit des Windfängers hatte zu seiner routinemäßigen Verwendung als Kühlvorrichtung in der persischen Architektur geführt. Viele traditionelle Wasserreservoirs (ab anbars) sind mit Windfängern gebaut, die in den Sommermonaten Wasser bei Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt speichern können. Der Verdunstungskälteeffekt ist am stärksten in den trockensten Klimazonen, wie auf dem iranischen Plateau, was zur allgegenwärtigen Verwendung von Windfängern in trockeneren Gebieten wie Yazd, Kerman, Kashan, Sirjan, Nain und Bam führt.

Ein kleiner Windfänger wird in traditioneller persischer Architektur Schischkhan genannt. Shish-Khans können immer noch auf Ab Anbars in Qazvin und anderen nördlichen Städten im Iran gesehen werden. Diese scheinen eher als Ventilatoren zu dienen als als Temperaturregler in den zentralen Wüsten des Iran.

Windfänger in Ägypten
Windfänger wurden in der traditionellen altägyptischen Architektur verwendet. Ein Gemälde, das ein solches Gerät zeigt, wurde im pharaonischen Haus Neb-Ammun in Ägypten gefunden, das aus der 19. Dynastie stammt. 1300 v. Chr. (Britisches Museum). In Ägypten sind die Windfänger als Malqaf pl bekannt. malaaqef.

Struktur und Architektur
Windfänger neigen dazu, eine, vier oder acht Öffnungen zu haben. In der Stadt Yazd sind alle Windfänger vier- oder achteckig. Die Konstruktion eines Windfängers hängt von der Richtung der Luftströmung an diesem bestimmten Ort ab: Wenn der Wind nur von einer Seite bläst, wird er mit nur einer Windabwärtsöffnung gebaut. Dies ist der Stil, der am häufigsten in Meybod, 50 Kilometer von Yazd entfernt, zu finden ist: Die Windfänger sind kurz und haben eine einzige Öffnung.

Arten von Anlagen
Die einzelnen Windkraftanlagen, die dem vorherrschenden Wind ausgesetzt sind, sind in der Regel in der gleichen Wandstärke gebaut und haben in der Regel nicht mehr als 50 cm x 20 cm Durchmesser. Der Boden endet mit einer Öffnung, die einen Meter über dem Boden nicht überschreitet. Seine oberen Öffnungen bedecken eine rechteckige oder gebogene Rampe mit einem halbrunden Bogen, der von einem zylindrischen Gewölbe überragt wird. (Lokoc, 1978)
Abluftöffnungen des vorherrschenden Windes werden verwendet, um heiße Luft aus den Abteilen in die Außenluft zu ziehen, welche die vom Hof ​​kommende feuchte Luft ersetzt.
Der Wandlufteinlass hängt von der Wirkung des Winddrucks auf die großen Flächen der Wände der Räume ab. Sie erscheinen von außen in Form von horizontalen hohlen Lamellen, die in der Mitte der Außenwandhöhe angeordnet sind, und an der Unterseite des Alkovens befindet sich eine Blende, um das Öffnen oder Schließen des Innenraums zu steuern. Die Hochdruckluft, die durch die äußere Wand des Raums strömt, die dem Wind zugewandt ist, sammelt sich innerhalb der Schlaufen und drängt sich durch die Öffnungen nach innen, wodurch sich Luft nach innen bewegt.
Die obere Hälfte der Klinge besteht aus zwei überlappenden Oberflächen, deren vordere oder äußere Oberfläche die untere Hälfte der Trommel ist. Es ist aus Ziegeln oder kompaktem Ton gebaut. Die obere Hälfte ist zurückgeklappt und hinterlässt eine Lücke für den Luftdurchtritt und wirkt den Wandhängern nach.
Lüftungstürme, ist ein quadratischer Turm, der von innen bis zu vier Lüftungsschächten unterteilt ist, die durch zwei senkrechte Wände und parallel zu den Außenwänden verankert sind. Die Luft tritt in zwei winddichte Quellen ein, während die heiße Luft durch die anderen zwei Quellen austritt.
Zusammengesetzte Belüfter, Sätze von Ventilatoren bilden zusammen einen kombinierten Belüftungs-Turm, der eine Anzahl von Kammern bedient und häufig in den feuchten, feuchten Bereichen benutzt wird.
Eisstücke werden an Stellen des Badenhangs platziert, um die Kühlung zu erhöhen oder die Holzkohle wird in einem Teil des Heizwinkels gezündet.
Entwicklung an der Luftansaugung
In Studien an der Universität von Arizona besteht der Lufteinlass aus Türmen (Schlamm oder andere Materialien) mit Abmessungen und Höhen, die den zu kühlenden Bereichen entsprechen. Die Öffnungen haben an vier Seiten obere Öffnungen. Diese Öffnungen sind auf Zellulose- oder Heuzellen angebracht, die mit einer kleinen Pumpe ständig mit Wasser befeuchtet werden. Das überschüssige Wasser sinkt in den Kanal unter dem Netz und kehrt wieder in den Pumptank zurück. Die Luft wird im Inneren des Turms gekühlt und steigt herunter und tritt in das Gebäude ein, ersetzt stattdessen die trockene und heiße Außenluft und erzeugt so einen Luftstrom. (Degelis, 2003).

Eine weit verbreitete Verwendung dieser alten Technik in großem Maßstab würde jedoch den Energieverbrauch von Gebäuden stark reduzieren. Wir haben die Syrer vor Tausenden von Jahren gelernt, aber wir haben, wie immer, die Lektion nicht gelernt …

In Geschichte und Literatur
Die Erfindung von Al-Maftaf ist eine der wichtigsten Erfindungen, die das Leben im Mittelalter erleichterten und den Weg für eine moderne Klimatisierung ebneten. Eine Reihe von Leuten, wie Ibn Battuta, Richter Al-Fadil und Dichter Muhyad Al-Dailami, sangen eine Reihe von Büchern in diesem Bereich. Burhanuddin Qirati, ein Dichter aus der Mamluk-Ära, wies auf Al-Badhang hin und sagte:

O Güte, der Atem des Badhenge ist immer noch in der Luft unserer Seelen

Ein Straßenräuber zieht den Wind von seinem Horizont an und hat einen Windmagneten

Er sagte im Badhang Shahabuddin bin Abi Hijla:

Und die Magie, die du siehst Als ein Zweig ist er in Trance
Schüttele über Geschenke Denn er ruht sich aus

Funktion
Der Windfänger kann auf drei Arten funktionieren: den Luftstrom durch direkte Windeinleitung nach unten richten, den Luftstrom mit einem windunterstützten Temperaturgradienten nach oben leiten oder den Luftstrom mit einem solarunterstützten Temperaturgradienten nach oben leiten.

Abwärtsströmung durch direkten Windeintritt
Eine der häufigsten Anwendungen des Windfangs ist das Kühlen des Inneren der Wohnung; Es wird oft in Kombination mit Höfen und Kuppeln als allgemeine Lüftungs- und Wärmemanagementstrategie verwendet. Es ist im Wesentlichen ein großer, gekappter Turm mit einer offenen Seite an der Spitze. Diese offene Seite ist dem vorherrschenden Wind zugewandt, „fängt“ ihn und bringt ihn den Turm hinunter in das Herz des Gebäudes, um die Luftströmung aufrecht zu erhalten und so das Innere des Gebäudes zu kühlen. Es kühlt nicht unbedingt die Luft selbst ab, sondern hängt vielmehr von der Geschwindigkeit des Luftstroms ab, um einen kühlenden Effekt zu erzielen. Auf diese Weise werden seit Tausenden von Jahren Windfänger eingesetzt.

Aufwärtsströmung aufgrund des Temperaturgradienten

Windunterstützter Temperaturgradient
Windfänger werden auch in Kombination mit einem Qanat oder unterirdischen Kanal verwendet. Bei diesem Verfahren ist die offene Seite des Turms von der Richtung des vorherrschenden Windes abgewandt (die Ausrichtung des Turms kann durch gerichtete Öffnungen an der Oberseite eingestellt werden). Indem nur dieser Turm offen gehalten wird, wird Luft durch den Coandă-Effekt nach oben gezogen.

Die Druckdifferenz auf einer Seite des Gebäudes bewirkt, dass Luft in den Kanal auf der anderen Seite gezogen wird. Die heiße Luft wird in den Qanat-Tunnel geleitet und wird gekühlt, indem sie mit der kühlen Erde [Anmerkung 1] und kaltem Wasser, das durch den Qanat fließt, in Berührung kommt. Die gekühlte Luft wird durch den Windfänger wieder durch den Coandă-Effekt angesaugt. Insgesamt strömt die kühle Luft durch das Gebäude und verringert die Gesamttemperatur der Struktur. Der Effekt wird durch den Wasserdampf aus dem Qanat verstärkt.

Solar-produzierter Temperaturgradient
In einer windstillen Umgebung oder einem wasserlosen Haus funktioniert ein Windfänger als ein Sonnenkamin. Es erzeugt einen Druckgradienten, der es ermöglicht, dass heiße Luft, die weniger dicht ist, nach oben strömt und nach oben entweicht. Dies wird auch wesentlich durch den täglichen Zyklus verstärkt, der kalte Luft darunter einfängt. Die Temperatur in einer solchen Umgebung kann nicht unter die nächtliche niedrige Temperatur fallen.

In Kombination mit dickem Lehm, der eine gute Beständigkeit gegen Wärmeübertragung aufweist, kann der Windfänger tiefere Räume in Moscheen und Häusern (z. B. Schabestans) in der Mitte des Tages auf kalte Temperaturen kühlen.

Die Luftströmung nach oben zu lenken, indem windunterstützte oder solar erzeugte Temperaturgradienten verwendet werden, hat in der westlichen Architektur etwas an Boden gewonnen, und es gibt mehrere kommerzielle Produkte, die den Namen Windfänger verwenden.

Moderne Anwendungen
Der Windfänger-Ansatz wurde kürzlich in der westlichen Architektur verwendet, wie im Besucherzentrum im Zion National Park, Utah, wo er ohne zusätzliche mechanische Vorrichtungen funktioniert, um die Temperatur zu regulieren.

Die Verwendung von Aluminium für den Windfänger bietet ein effizienteres Erfassungssystem, das die Erfassung von Wind aus mehreren Richtungen ermöglicht. Der Kensington Oval Cricketplatz in Barbados und der Zénith von Saint-Étienne Métropole benutzen beide diese Methode.