Wodociągi i klimatyzacja w jednym. To było już w starożytnej Persji

Klimat w Iranie nie rozpieszcza. Latem średnie temperatury przekraczają 38 stopni Celsjusza. Średnie, co oznacza, że bywa znacznie goręcej. Jak można to znieść? Okazuje się, że są sposoby. I to wykorzystywane od starożytności.

Szczęśliwie Iran jest jednym z bardziej górzystych krajów świata. Przecina go kilka górskich łańcuchów, a jedną szóstą jego powierzchni zajmują góry wznoszące się powyżej 2 tysięcy metrów nad poziomem morza.. Pozwoliło to jeszcze w starożytnym Iranie zbudować niezwykłą podziemną sieć.

Jeśli udamy się do Iranu (lub będziemy przeglądać w sieci zdjęcia z tego kraju), możemy się natknąć na dość osobliwe zjawisko. To otwory w ziemi rozmieszczone w miarę regularnych odstępach w jednej linii. Nie jest to osobliwy geologiczny twór. To dzieło ludzkich rąk. Skrywa podziemne kanały. Czemu służą?

To konstrukcje zwane po arabsku kanatami, a po persku (w tym języku mówi się w Iranie) karizami. To sieć podziemnych wodociągów i klimatyzacji jednocześnie. Powstawały już w starożytności, by dostarczać do miast wodę. Szybko odkryto, że chłód skanalizowanych górskich potoków może chłodzić też powietrze.

Konstrukcja kanatów jest prosta. Woda z górskich źródeł lub potoków kierowana jest kanałem do najbliższego miasta. Otwarty akwedukt (jak w starożytnym Rzymie) nie sprawdziłby się w pustynnym klimacie. Latem mogłoby parować zbyt wiele wody, a kanał wyschnąć. Kanały biegną więc ukryte w tunelach pod ziemią.

Do dziś w Iranie działa prawie 37 tysięcy kanatów, ale odkryto ponad 120 tysięcy nieczynnych. Jedenaście z nich zostało wpisanych na listę światowego dziedzictwa UNESCO.

Dwa z nich, w Ghasabe i Gonabadzie, mają ponad 2,5 tysiąca lat, czyli wydrążono je około trzystu lat przed naszą erą. Kanat w Ferdows wpisano go na listę ze względu na bardzo misterny sposób rozprowadzania wody. 

Z kolei kanat Zarch jest najdłuży i liczy aż 71 kilometrów tuneli. Podziemny wodociąg Hassan Abad Moshir do dziś działa i nadal doprowadza duże ilości wody wysokiej jakości.

Z listy można wymienić też kanat Moun (jedyny podwójny, gdzie jeden kanał z wodą biegnie nad drugim) oraz Vazvan i Mozdabad, które czerpią wodę z podziemnego zbiornika. Sztucznego, powstałego po wybudowaniu podziemnej tamy.

Woda wodą, ale kanaty, jak już wspomnieliśmy, służą też do chłodzenia domów. W jaki sposób?

To proste. Nagrzane powietrze jest lżejsze od ciepłego, więc się unosi do góry. Wystarczy, by w domu był komin. To powoduje lekkie podciśnienie, a ono sprawia, że chłodne powietrze napływa z kanatu.

Kanaty są bowiem tak skonstruowane, że woda nie wypełnia całej objętości tunelu. Płynie w nich zatem także powietrze, które chłodzone jest zimną, górską wodą. 

Oczywiście wymaga to połączenia domu z podziemną siecią, ale i tak robiono to, by zapewnić dostawy wody. Przy okazji więc zapewniano także chłodne powietrze.

W utrzymaniu temperatury dużo poniżej otoczenia pomagają proste zjawisko fizyczne - bezwładność cieplna. Woda nagrzewa się bardzo powoli, ziemia również. Zanim grunt osiągnie temperaturę powietrza, zdąży zapaść noc.

Z tego powodu pod ziemią zawsze jest chłodniej. Na przykład w Warszawie, gdy temperatura powietrza wynosi 30 stopni, nawet 10 centymetrów poniżej poziomu gruntu jest już tylko 20 stopni. Kanaty nie musiały być wcale głębokie, by spełniać swoją rolę.

Z tej samej zasady (czyli bezwładności cieplnej) korzystają współczesne gruntowe wymienniki ciepła. Latem kierują doń ciepłe powietrze lub wodę i odbierają schłodzone. Zimą odwrotnie, chłodne powietrze lub wodę kierują pod ziemię, by ogrzały się o kilkanaście stopni - to pozwala zużyć mniej energii na ich dalsze podgrzanie.

Oczywiście kanaty powstały dzięki specyficznym warunkom ukształtowania terenu w Iranie. Trudno by było zbudować podziemny akwedukt na rozległej równinie (choć pamiętajmy, że budowano je nawet długie na kilkadziesiąt kilometrów). Nie sprawdziłyby się też na przykład na piaszczystym Mazowszu.

Choć karizy wynaleziono w Pesji ponad 2,5 tysiąca lat szybko jednak się rozpowszechniły. Podobne konstrukcje znajdziemy w całym świecie arabskim właśnie pod nazwą kanatów (słowo to zapisuje się także qanat). 

W Pólnocnej Afryce na tej samej zasadzie działają foggary, na Półwyspie Arabskim znajdziemy faladże, w Maroku ketthary. Podziemne wodociągi i klimatyzacja trafiły nawet do Chin, gdzie znane są pod nazwą kandżering. Tamtejsze także wpisano na listę dziedzictwa UNESCO.

Czy trafiły też do Europy? Jak najbardziej. Technologia kanatu przybyła na tereny dzisiejszej Hiszpanii w czasach panowania arabskiego. Pozostałości po podziemnych instalacjach znajdziemy w Madrycie czy w Grenadzie. Podziemne galerias wraz z naziemnymi kanałami (acequias) tworzyły sieć nawadniającą także pola uprawne.