Khi cả thế giới đang đổ hàng nghìn tỷ đô la tìm kiếm giải pháp làm mát cho các thành phố đang bừng lên vì nắng nóng/biến đổi khí hậu, người Trung Đông và Bắc Phi xưa đã có câu trả lời từ hàng nghìn năm trước với Badgir - Một trong những kỹ thuật làm mát thụ động nổi tiếng nhất lịch sử loài người.
Ngày nay, hệ thống điều hòa không khí tự nhiên Badgir vẫn lặng lẽ làm mát cho người dân vùng Trung Đông và một số nước khác mà không tốn một Watt điện.
Windcatcher (Badgir) nghĩa đen là "kẻ bắt gió", là ống thông gió, hay tháp gió, được biết đến rộng rãi ở Trung Đông (còn được gọi là Malqaf ở Ai Cập). Ảnh: Nhiếp ảnh gia chụp ảnh Badgir/PacktoIran
Các nghiên cứu hiện đại xác nhận, Badgir có thể hạ nhiệt độ trong nhà từ 10 đến 15°C so với bên ngoài - trong điều kiện 40°C bên ngoài, bên trong có thể chỉ còn 25–28°C.
Bên trong một cỗ máy không cần điện
Nhìn từ xa, Badgir trông như một chiếc tháp nhỏ nhô lên khỏi mái nhà, với những khe hở dọc theo các cạnh. Đơn giản đến mức khó tin là nó hiệu quả. Nhưng bên trong là cả một bản nhạc của vật lý.
Nguyên lý hoạt động cơ bản là sự chênh lệch áp suất và nhiệt độ giữa không khí ngoài trời và không khí bên trong công trình. Khi gió thổi vào các khe hở phía trên tháp, không khí được dẫn xuống theo ống dọc, chạy qua tầng hầm hoặc sát mặt đất - nơi nhiệt độ thấp hơn đáng kể - rồi tỏa ra làm mát toàn bộ không gian bên trong. Đồng thời, không khí nóng từ bên trong bị hút lên qua ống khác và thoát ra ngoài.
Hệ thống thông gió cao 33,8 mét nằm trên đỉnh vọng lâu trong Vườn Dowlat Abad của Thành phố cổ Yazd (Iran) là hệ thống cao nhất thế giới.
Không cần điện. Không cần máy nén. Không cần môi chất lạnh (gas lạnh). Chỉ cần gió, lực hút nhiệt, và trí tuệ của người thiết kế.
Không dừng ở đó. Qua hàng thế kỷ, người Ba Tư tinh chỉnh thiết bị này đến mức tinh vi đáng kinh ngạc:
Nếu muốn hiểu Badgir không phải bằng lý thuyết mà bằng cảm giác, hãy đến Yazd. Thành phố cổ nằm giữa sa mạc trung tâm Iran, gần Con đường Gia vị và Con đường Tơ lụa, nơi mùa hè nhiệt độ thường xuyên vượt 40°C.
Từ trên cao nhìn xuống, Yazd trông như một rừng tháp - những cái tháp vuông vức, cao vút, mọc lên dày đặc từ mái nhà đất nung vàng nâu. Hơn 700 chiếc Badgir đứng chen chúc nhau, tạo nên đường chân trời độc đáo không nơi nào trên Trái Đất có được.
UNESCO vì thế đã công nhận Yazd là Di sản Thế giới một phần là nhờ Badgir. Người Iran gọi Yazd là "Thành phố của những tháp gió", và tự hào không phải vì vàng bạc hay cung điện, mà vì trí tuệ được đúc kết thành kiến trúc của những thế hệ xa xưa.
Badgir một chiều - được xây dựng ở những vùng có gió thổi theo một hướng ổn định quanh năm. Mặt tháp mở về phía gió thịnh hành, tối ưu hóa lưu lượng không khí.
Badgir bốn chiều - thiết kế phổ biến hơn ở các vùng gió không ổn định, với bốn mặt mở, cho phép bắt gió từ mọi hướng. Khi gió thổi vào một mặt, ba mặt còn lại tự động trở thành ống thải.
Badgir kết hợp hồ nước - đây là đỉnh cao của kỹ thuật Ba Tư. Luồng không khí đi qua tháp được dẫn qua một bể nước hoặc ao nhỏ bên dưới trước khi tỏa vào phòng. Nước bốc hơi làm lạnh không khí thêm nhiều độ - một dạng máy lạnh bốc hơi thô sơ nhưng cực kỳ hiệu quả trong khí hậu khô nóng.
Thế kỷ 21: Khi phát minh cổ đại trở thành lựa chọn tương lai
Rồi điện đến. Máy lạnh đến. Và Badgir dần bị quên lãng, không phải vì nó kém hiệu quả, mà vì con người đã ảo tưởng rằng công nghệ hiện đại sẽ giải quyết tất cả. Nhưng điều đó đang thay đổi nhanh chóng.
Nguyên lý điều hòa không khí của Badgir. Nguồn: IP
Theo báo cáo của McKinsey, lĩnh vực xây dựng chiếm một phần tư tổng lượng khí thải nhà kính toàn cầu. Riêng hệ thống điều hòa không khí đang tăng trưởng chóng mặt.
Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) dự báo, đến năm 2050, ước tính sẽ có 5,6 tỷ thiết bị máy lạnh hoạt động trên toàn thế giới, tiêu thụ một lượng điện khổng lồ, tạo ra một vòng luẩn quẩn: Nóng lên toàn cầu → bật thêm máy lạnh → thải thêm khí nhà kính → nóng hơn nữa.
Trong bối cảnh đó, Badgir đang được nhìn nhận lại, không phải như một di vật cổ, mà như một giải pháp tương lai.
Nghiên cứu khoa học năm 2024 đăng trên Tạp chí Ain Shams Engineering Journal đo lường hiệu suất của Badgir trong các công trình hiện đại tại UAE cho kết quả ngoạn mục: Nó tự nhiên làm giảm nhiệt độ bên trong nhà từ 10 đến 15°C so với cái nóng như thiêu đốt bên ngoài - mà không tiêu thụ bất kỳ watt điện nào.
Minh chứng rõ nét nhất cho sức sống của Badgir trong kiến trúc hiện đại đến từ những nơi bạn không ngờ đến.
Masdar City, Abu Dhabi - thành phố bền vững tham vọng nhất thế giới với mục tiêu Net-Zero Carbon. Giữa lòng thành phố là một tháp gió hiện đại cao 45 mét - hậu duệ trực tiếp của Badgir cổ đại.
Khalifa Stadium, Qatar - sân vận động được dùng trong FIFA World Cup 2022, trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt của vùng Vịnh, đã ứng dụng nguyên lý tháp gió để làm mát không gian ngoài trời - điều mà trước đây người ta nghĩ là bất khả thi.
Sân vận động Khalifé, được xây dựng cho Giải vô địch bóng đá thế giới FIFA 2022 tại Qatar. Hệ thống làm mát được lắp đặt trong các tháp làm mát (bên trái) nằm cách sân vận động hơn 1 km.
Trái Đất vừa trải qua những năm nóng kỷ lục liên tiếp. Nhiều thành phố ở Trung Đông, Nam Á, và châu Phi ghi nhận nhiệt độ mùa hè vượt mọi ngưỡng trong lịch sử quan trắc. Và trong khi các nước còn đang tranh luận về cam kết khí hậu, người ta âm thầm nhìn lại hàng trăm mái nhà ở Yazd và nhận ra rằng câu trả lời cho bài toán năng lượng của thế kỷ 21 có thể đã được viết từ thời cổ đại.
Một cái tháp. Vài khe hở. Và nghìn năm trí tuệ được tích lũy từ những con người sống giữa sa mạc, không có gì ngoài sự thông minh và ý chí sinh tồn.
Đó là Badgir. Đó là tháp gió. Và đó là câu chuyện về phát minh nhỏ bé nhất, lâu đời nhất, và có lẽ quan trọng nhất mà nhân loại cần nhớ lại ngay lúc này.
Tham khảo: Iran Press, Packtoiran
Trang Ly
