Un windtower est un élément architectural persan traditionnel pour créer une ventilation naturelle dans les bâtiments. Windcatchers existent en plusieurs modèles: unidirectionnel, bidirectionnel et multidirectionnel. Les dispositifs ont été utilisés dans l’architecture égyptienne antique. Les prussiens restent présents en Iran et peuvent également être trouvés dans l’architecture traditionnelle influencée par les Perses à travers le Moyen-Orient, y compris dans les États arabes du golfe Persique (principalement Bahreïn et les Emirats Arabes Unis), au Pakistan et en Afghanistan.

La région centrale de l’Iran est le désert, qui, en raison du manque d’humidité dans l’air, génère de grandes différences de température entre le jour et la nuit. Ainsi l’air passe de frais à extrêmement chaud en été et avec une humidité relative très basse toute la journée. La plupart des bâtiments sont construits avec des murs d’adobe ou de brique très épais, qui fournissent une isolation thermique et une masse thermique. Avec cette stratégie de conception passive, il est possible d’absorber la grande variation entre le jour et la nuit jusqu’à la rendre imperceptible en recherchant une température moyenne proche du confort hygrothermique. D’autre part, la grande épaisseur des parois permet d’accumuler la chaleur diurne pour déplacer la canicule vers la nuit lorsque la température extérieure descend en dessous du niveau de confort.

Les villes sont situées à proximité ou autour des oasis du désert afin d’assurer l’approvisionnement en eau. Ils sont aussi des terrains très fermés: rues étroites, hauts murs et blanchis à la chaux pour minimiser l’absorption de la chaleur solaire. Les bâtiments et les maisons ont des terrasses et des terrasses profondes où les habitants dorment pendant les chaudes nuits d’été. Pendant la journée, les gens sont regroupés dans l’ombre intérieure.

La chaleur du soleil est réduite au minimum grâce à l’utilisation de petites fenêtres protégées par d’épais treillis en bois qui servent de protection solaire.

Contexte
L’Iran central montre une grande variation de température diurne avec un climat aride. La plupart des bâtiments sont construits en céramique épaisse avec des valeurs d’isolation élevées. Les villes centrées sur les oasis du désert ont tendance à être compactées de très près, avec de hauts murs et plafonds, ce qui maximise l’ombre au niveau du sol. La chaleur de la lumière directe du soleil est minimisée avec de petites fenêtres qui font face au soleil.

L’efficacité de l’attrape-vent a conduit à son utilisation de routine comme un dispositif de réfrigération dans l’architecture persane. Beaucoup de réservoirs d’eau traditionnels (ab anbars) sont construits avec des goulottes qui sont capables de stocker l’eau à des températures proches du gel pendant les mois d’été. L’effet de refroidissement par évaporation est le plus fort dans les climats les plus secs, comme sur le plateau iranien, conduisant à l’utilisation omniprésente des détenteurs du vent dans les régions plus sèches comme Yazd, Kerman, Kashan, Sirjan, Nain et Bam.

Un petit attrape-vent s’appelle un shish-khan dans l’architecture traditionnelle persane. Shish-khans peut encore être vu sur les abbars de Qazvin et d’autres villes du nord de l’Iran. Ceux-ci semblent fonctionner plus comme des ventilateurs que comme les régulateurs de température observés dans les déserts centraux de l’Iran.

Windcatchers en Egypte
Windcatchers ont été utilisés dans l’architecture égyptienne traditionnelle. Un tableau représentant un tel dispositif a été trouvé à la maison pharaonique de Neb-Ammun, en Egypte, qui date de la 19e dynastie, v. 1300 av. J.-C. (British Museum). En Egypte, les windcatchers sont connus sous le nom de malqaf pl. malaaqef.

Structure et architecture
Les gobemouches ont tendance à avoir une, quatre ou huit ouvertures. Dans la ville de Yazd, tous les windcatchers ont quatre ou huit côtés. La construction d’un attrape-vent dépend de la direction du flux d’air à cet endroit spécifique: si le vent a tendance à souffler d’un seul côté, il est construit avec une seule ouverture sous le vent. C’est le style le plus courant à Meybod, à 50 kilomètres de Yazd: les girouettes sont courtes et ont une seule ouverture.

Types d’attachements
Les éoliennes individuelles faisant face au vent dominant sont habituellement construites dans la même épaisseur que le mur et ne mesurent habituellement pas plus de 50 cm x 20 cm de diamètre. Le fond se termine par une ouverture qui ne dépasse pas un mètre au-dessus du sol. Ses ouvertures supérieures recouvrent une rampe rectangulaire ou courbe avec une arche semi-circulaire surmontée d’une voûte cylindrique. (Lokoc, 1978)
Les prises d’air d’échappement du vent dominant sont utilisées pour extraire l’air chaud des compartiments dans l’air extérieur, qui remplace l’air humide provenant de la cour.
La prise d’air murale dépend de l’effet de la pression du vent sur les grandes surfaces des murs des pièces. Ils apparaissent de l’extérieur sous la forme de lattes creuses horizontales situées au milieu de la hauteur de la paroi extérieure et au bas de l’alcôve il y a un volet pour contrôler l’ouverture ou la fermeture de l’intérieur. L’air à haute pression qui traverse la paroi extérieure de la pièce face au vent se rassemble à l’intérieur des boucles et pousse à l’intérieur à travers les ouvertures, provoquant un mouvement d’air à l’intérieur.
La moitié supérieure de la lame est composée de deux surfaces se chevauchant, dont la surface avant ou extérieure est la moitié inférieure du tambour. Il est construit de briques ou d’argile compacte. La moitié supérieure est retournée, laissant un espace pour le passage de l’air et travaille à la manière des cintres muraux.
Tours de ventilation, est une tour carrée divisée de l’intérieur à quatre puits de ventilation ancrés par deux murs perpendiculaires et parallèles aux murs extérieurs. L’air pénètre dans deux puits à l’épreuve du vent tandis que l’air chaud sort par les deux autres puits.
Aérateurs composés, ensembles de ventilateurs co-créent une tour de ventilation combinée, desservant un certain nombre de chambres et est couramment utilisé dans les zones humides et humides.
Des morceaux de glace sont placés dans des endroits du Badenhang pour augmenter le refroidissement ou le charbon de bois est enflammé dans une partie de l’angle de chauffage.
Développement sur la prise d’air
Dans les études à l’Université de l’Arizona, la prise d’air consiste à construire des tours (boue ou autres matériaux) dont les dimensions et les hauteurs correspondent aux zones à refroidir. Les ouvertures ont des ouvertures supérieures sur quatre côtés. Ces ouvertures sont montées sur des cellules de cellulose ou de foin qui sont constamment humidifiées avec de l’eau par une petite pompe. L’excès d’eau descend vers le canal sous le filet et retourne à nouveau dans le réservoir de la pompe. L’air est refroidi à l’intérieur de la tour et descend et entre dans le bâtiment, remplaçant l’air extérieur sec et chaud et produisant ainsi un courant d’air. (Degelis, 2003).

Mais l’utilisation généralisée de cette vieille technique à grande échelle réduirait considérablement la consommation d’énergie des bâtiments. Nous avons appris les Syriens il y a des milliers d’années, mais nous, comme d’habitude, n’avons pas appris la leçon …

En histoire et littérature
L’invention d’Al-Maftaf est l’une des inventions importantes qui ont facilité la vie au Moyen Âge et ouvert la voie à la climatisation moderne. Un certain nombre de personnes, comme Ibn Battuta, le juge Al-Fadil et le poète Muhyad Al-Dailami, ont chanté une série de livres dans ce domaine. Burhanuddin Qirati, un poète de l’ère mamelouke, a souligné à Al-Badhang, en disant:

O bonté, le souffle du Badhenge est toujours dans l’air de nos âmes

Un agresseur attire le vent de ses horizons et il a un aimant de vent

Il a dit dans le Badhang Shahabuddin bin Abi Hijla:

Et la magie que tu vois En tant que branche, il est en transe
Secouez aux cadeaux Car il se repose

Fonction
L’attrape-vent peut fonctionner de trois façons: diriger le flux d’air vers le bas en utilisant le vent direct, orienter le flux d’air vers le haut en utilisant un gradient de température assisté par le vent ou diriger le flux d’air vers le haut.

Flux d’air descendant dû à l’entrée directe du vent
L’une des utilisations les plus courantes de l’attrape-vent est de refroidir l’intérieur de l’habitation; il est souvent utilisé en combinaison avec les cours et les dômes comme stratégie globale de ventilation et de gestion de la chaleur. Il s’agit essentiellement d’une grande tour coiffée avec un visage ouvert en haut. Ce côté ouvert fait face au vent dominant, le «rattrapant», et le fait descendre dans la tour au cœur du bâtiment pour maintenir le flux d’air, refroidissant ainsi l’intérieur du bâtiment. Il ne refroidit pas nécessairement l’air lui-même, mais repose plutôt sur le débit d’air pour fournir un effet de refroidissement. Windcatchers ont été employés de cette manière depuis des milliers d’années.

Flux d’air ascendant dû au gradient de température

Gradient de température assisté par le vent
Windcatchers sont également utilisés en combinaison avec un qanat, ou un canal souterrain. Dans cette méthode, le côté ouvert de la tour fait face à la direction du vent dominant (l’orientation de la tour peut être ajustée par des orifices directionnels en haut). En gardant seulement cette tour ouverte, l’air est tiré vers le haut en utilisant l’effet Coandă.

Le différentiel de pression d’un côté du bâtiment entraîne l’aspiration de l’air dans le passage de l’autre côté. L’air chaud est descendu dans le tunnel du qanat et refroidi en entrant en contact avec la terre froide [Note 1] et l’eau froide qui traverse le qanat. L’air refroidi est aspiré par le capteur de vent, de nouveau par l’effet Coandă. Dans l’ensemble, l’air frais circule dans le bâtiment, ce qui diminue la température globale de la structure. L’effet est amplifié par la vapeur d’eau du qanat. [Clarification nécessaire]

Gradient de température solaire
Dans un environnement sans vent ou une maison sans eau, un capteur de vent fonctionne comme une cheminée solaire. Il crée un gradient de pression qui permet à l’air chaud, moins dense, de remonter et de s’échapper par le haut. Ceci est également aggravé de manière significative par le cycle diurne, piégeant l’air frais en dessous. La température dans un tel environnement ne peut pas tomber au-dessous de la basse température nocturne.

Lorsqu’il est couplé avec de l’adobe épais qui présente une bonne résistance à la transmission de chaleur, le ramoneur est capable de refroidir les espaces inférieurs dans les mosquées et les maisons (par exemple les shabestans) au milieu de la journée à des températures glaciales.

Diriger le flux d’air vers le haut en utilisant des gradients de température produits par le vent ou par le soleil a gagné du terrain dans l’architecture occidentale, et il existe plusieurs produits commerciaux qui utilisent le nom windcatcher.

Applications modernes
L’approche de l’attrape-vent a récemment été utilisée dans l’architecture occidentale, comme dans le centre des visiteurs du parc national de Zion, en Utah, où elle fonctionne sans l’ajout de dispositifs mécaniques afin de réguler la température.

L’utilisation de l’aluminium pour l’attrape-vent fournit un système de capture plus efficace, permettant la capture du vent dans plusieurs directions. Le terrain de cricket de Kensington Oval à la Barbade et le Zénith de Saint-Étienne Métropole utilisent tous deux cette méthode.