İran’ın Şaheser Kuleleri-II: Yakçal ve Badgîrler

İran'ın kavurucu çöllerinde zarafetle yükselen bâdgîrler (rüzgar kuleleri) antik dönemin en etkileyici iklimlendirme sistemlerinden biri. Bunlar, günümüz soğutma sistemlerinin tersine, hiçbir enerji kaynağı kullanmadan yapıları soğutmayı başaran mühendislik harikaları...

Bunu önce, yazının sonuna bir not olarak koymuştum ama başlamadan önce okumanın, anlatılan kadim teknolojinin ardındaki fiziği anlamak için yararlı olabileceğini düşündüm.

Akışkanlar (sıvı veya gaz) bir kanaldan geçerken kanal daraldığında hızları artar ve statik basınçları düşer. Basıncı düşen akışkanlar genleşir⁽¹⁾; bunun sonucu gereken enerji iç sistemden alınır⁽²⁾ ve sonuç olarak akışkan soğur.

İsviçreli fizikçi Bernoulli’nin 1738’de yayımladığı Hydrodynamica adlı eserinde açıkladığı ve Bernoulli İlkesi olarak bilinen bu olgudan aslında siz de çocukluğunuzdan bu yana -farkında olmadan- yararlanıyorsunuz. Yenemeyecek kadar sıcak bir yemeği soğutmak için dudaklarınızı büzerek üflediğinizde hissettiğiniz serin hava aslında Bernoulli İlkesi'nin doğrudan bir sonucudur.

[Ağızdan çıkan nefes, beden sıcaklığınızdan birkaç derece aşağıda, yaklaşık 35 °C’dir. Ancak dudaklarınızı büzerek nefesin geçeceği kanalı daralttığınızda üflenen havanın hızı artar ve statik basıncı düşer, dudaklarınızı terk eden nefes genleşirken enerjisini kaybeder ve soğur. Bu yolla 35 °C’lik nefesi 20 °C’ye kadar soğutmak mümkündür.]

Çölün zorlu iklim koşullarına meydan okuyan Yakçal (buz kulesi) ve Bâdgîr (rüzgar kulesi), insan zekâsının doğayla uyum içinde nasıl zafer kazanabildiğinin geçmişten gelen kanıtları. Bu yapılar yalnızca işlevsel değil aynı zamanda estetik açıdan da büyüleyici anıtlar.

Antik Buzhaneler

Günümüzde yiyeceklerin tazeliğini korumak ve ömrünü uzatmak için hemen her evde kullanılan buzdolaplarının geçmişi aslında çok da eskiye dayanmaz. Ev için tasarlanmış ilk buzdolabının üretim yılı 1913, yani yalnızca bir yüzyıl öncesinden söz ediyoruz neredeyse.

Ama soğuğun yiyeceklerin bozulmasını geciktirdiği, çok daha uzun bir süredir insanların farkında olduğu ve yararlandıkları bir bilgi. İşte yakçallar da, İran'ın sıcak çöl bölgelerinde inşa edilmiş, kıştan istiflenen buz kalıplarını yaz ayları boyunca erimeden muhafaza ederek, buz dışında yiyeceklerin de uzun süre saklanabilmesini sağlayan doğal soğutma sistemleri; tıpkı günümüzün buzhaneleri veya soğuk hava depoları gibi.

Kış boyunca yakçallarda istiflenen kar ve buz, şerbet ve dondurmaya benzer tatlılarda kullanılmak üzere pazarlarda satılırdı sıcak yaz aylarında. Günümüzde süt, yumurta sarısı, şeker, gülsuyu, safran ve saleple yapılan ünlü İran dondurması “bastani”nin atası, yakçallardan sağlanan karın tatlı meyve ve baharatlarla karıştırılmasıyla elde edilen soğuk tatlılardı.

Yakçal (yakhchāl) sözcüğü Farsçada “buz çukuru” anlamına gelse de aslında bunlar yüksekliği 20 metreyi bulan ve basamaklar şeklinde yukarıya doğru daralan, kubbe biçimindeki anıtsal yapılardır. Yapımında kerpicin yanı sıra sarooj adı verilen özel bir harç da kullanılır. Sarooj, kum, kil, yumurta akı, kireç, keçi tüyü ve külün karışımıyla elde edilen yoğun bir çamur. Bu harç, yapının içiyle dışı arasındaki ısı aktarımını büyük ölçüde azaltırken aynı zamanda rüzgar, yağmur gibi dış etkenlere karşı dayanıklılığını da artırır. Yapı, bu yalıtıma ek olarak, güneş ışığını %85 oranında geri yansıtan beyaz kireçle boyanır.

Yakçalların kubbesinde sıcak havanın çıkışı için baca işlevi gören bir delik bulunur. Yapının dış gövdesi, aralarında 30-50 cm boşluk bulunan ve toplam kalınlığı iki buçuk metreyi bulan iki kerpiç duvardan oluşur; duvarlar arasındaki hava boşluğu yapıdaki ısı yalıtımını güçlendirir.

Yapının, bir kısmı toprak seviyesinin altında yer alan istifleme bölümünde, kar, buz ve yiyeceklerin saklandığı kademeli taş platformlar bulunur. Bu platformlar, “qanat” adı verilen yeraltı su kanallarıyla bağlantılıdır ve qanatlardaki suyun buharlaşması yapı içindeki sıcaklığın daha da düşmesine katkıda bulunur.

[Sıvılar gaz haline geçerken bulundukları ortamdan ısı soğurur, yani ortamı soğutur. Bizim türümüzde ter bezlerimizin evrim sürecinde ortaya çıkması da sıcak havalarda terimizin buharlaşırken bedenimizi soğutması içindir ve evrimin Homo Sapiens’e en büyük armağanlarından biridir.]

Yakçallarda ayrıca rüzgar kanalları da bulunur; dışarıdan yapı içine alınan rüzgar içeride daralan kanallardan geçirilerek sıcaklığı düşürülür. Eş zamanlı olarak içerideki sıcak hava kubbedeki delikten dışarı salınır. Bu, birazdan anlatacağımız bâdgîrlerde kullanılan temel ilkeyle aynıdır.

Kış mevsiminde dağlardan getirilen kar ya da sığ havuzlarda geceleri suyun donmasıyla elde edilen buz blokları, yine ısı yalıtımına yardımcı olmak üzere, aralarına saman tabakaları serilerek geniş iç bölümde istiflenir. Örneğin, Meybod kentindeki büyük yakçal beş bin metreküp buz depolayabilecek kapasiteye sahiptir.

2019'da restore edilen bir yakçalda termal kameralarla yapılan ölçümler, yaz ortasında dış sıcaklık 48°C'yi bulduğunda bile buz istiflenen bölümdeki sıcaklığın -4°C’ye kadar düşürülebildiğini göstermiştir. Bu inanılmaz verimlilik, son derece etkili bir ısı yalıtımıyla birlikte suyun buharlaşması ve rüzgarın soğutulması yöntemleriyle yapı içindeki sıcaklığın düşürülmesinin bir sonucudur.

İran’daki kazılarda bulunan en eski yakçallar M.Ö. 400 gibi çok eski bir döneme aitse de bu yapıların tüm İran’a yaygınlaşması Sasani döneminde (M.S. 224-651) gerçekleşmiştir.

[Yakçallar yalnızca İran'la sınırlı kalmamış, farklı coğrafyalara da yayılmıştır. Anadolu'da Kars'ın "buzluk"ları ve Erzurum'un "karlık"ları, Hindistan'da Haydarabad'daki "baoli" kuyuları ve Çin'de Xinjiang'daki "bingling" yapıları, benzer teknolojinin farklı yerlerdeki uygulamaları olarak karşımıza çıkar.]

Rüzgarla konuşan Kuleler

İran'ın kavurucu çöllerinde zarafetle yükselen bâdgîrler (rüzgar kuleleri) antik dönemin en etkileyici iklimlendirme sistemlerinden biri. Bunlar, günümüz soğutma sistemlerinin tersine, hiçbir enerji kaynağı kullanmadan yapıları soğutmayı başaran mühendislik harikaları.

Bâdgîrlerin ilk örneklerine dair kanıtlar, hem antik Mısır'dan hem de Pers uygarlıklarından gelmektedir. Bazı tarihçiler bâdgîrlerin ilk olarak Mısır'da, M.Ö. 1300'lü yıllara ait fresklerde görüldüğünü savunmaktadır. Bu fresklerde, firavun veziri Nebamun'a ait kraliyet konutunun çatısında üçgen şekilli yapılar betimlenir ve bunların rüzgar yakalayıcılar olduğu düşünülmektedir. Mısır'daki buna benzer yapılar malqaf olarak bilinir.

Diğer bir görüş, bâdgîrlerin kökeninin İran'a, MÖ 3000'li yıllara dayandığını öne sürmektedir; ancak bu erken tarihe ilişkin bulgular güçlü değildir. Zerdüşt ateş tapınaklarının kalıntılarında bulunan ve içinde is ya da kül izi bulundurmayan baca benzeri yapılar bâdgîrlerin en erken örnekleri arasında yer alabilir; bunların en eskisi MÖ 6. yüzyıla tarihlenmektedir. Günümüze kadar ulaşabilen en eski bâdgîr örnekleri, 14. yüzyıla ait olsa da, 5. yüzyıl Fars şairi Nâsır-ı Hüsrev’in eserlerinde bâdgîrlerden söz etmesi, bu teknolojinin çok daha eski olduğunun bir kanıtıdır.

Bâdgîrler genellikle bir binanın en yüksek noktasına veya çatısının hemen üzerine inşa edilir. Bu yükseklik, hem hâkim rüzgarları en etkili şekilde yakalamalarını sağlar hem de hava dolaşımı için gerekli dikey mesafeyi yaratır. Bâdgîrlerin tasarımında, bölgedeki hâkim rüzgar yönü kritik öneme sahiptir. Kuleler dört, altı veya sekiz yönlü olarak tasarlanarak, rüzgarı en iyi alabilecekleri şekilde konumlandırılır. Bu, özellikle rüzgar yönünün gün içinde değiştiği bölgelerde önemlidir.

Yakalanan rüzgar, bina içindeki dikey kanallar aracılığıyla evin alt katlarındaki oturma odalarına ve avlulara taşınırken içeride daralan kanallardan geçer, bu sayede hızlanır ve basıncı düşerek genleşir; bu süreç sıcaklığının düşmesini sağlar. Serinleyen hava bazen yeraltındaki qanat bağlantılı havuzlara kadar taşınır ve buradaki buharlaşmanın etkisiyle daha da soğutularak bina içine dağıtılır. Bu sayede havanın sıcaklığı 10-15°C azalırken nem oranı %40 artar, iç mekânda ferah ve nemli bir atmosfer yaratılır.

Karbon Ayak İzi ve Sürdürülebilirlik

Bâdgîrler bilimsel verilerle de desteklenen şaşırtıcı bir verim sergiler: Orta boy bir bâdgîr dakikada 500-600 metreküp temiz hava sağlayabilirken, 45°C dış sıcaklıkta iç mekanı 30°C'ye kadar düşürebilmektedir. Günümüz soğutma sistemlerine göre hiç enerji tüketmemesi, bu antik teknolojinin sürdürülebilirlik açısından ne denli önemli bir örnek sunduğunu gösterir.

[ABD Enerji Bilgi İdaresi (EIA) verilerine göre, 2020 yılında ABD konutlarında elektrik tüketiminin yaklaşık %19'u (254 milyar kilovat saat [kWh]) iklimlendirme sistemleri için harcanmıştır, ki bu sayı aynı yıl Türkiye’nin bütün elektrik tüketimine yakındır. Oysa soğutma sistemi olarak rüzgarın kullanılmasının maliyeti neredeyse hiç yoktur; bir o kadar önemli noktaysa, rüzgarla soğutma çevreyi kirletmez, karbon ayak izi sıfırdır.]

Yezd'teki ünlü Devletabad Bâdgîri, 33 metreyi bulan yüksekliği ve özel kanatları sayesinde rüzgarı içeri yönlendirirken toz ve kumun girişini engelleyen tasarımı nedeniyle bu yapıların en görkemli örneği sayılır.

Bâdgîrler, Basra Körfezi'nde Barjeel, Mısır'da Malqaf ve Pakistan'da Mangh adıyla farklı coğrafyalara yayılmış, çöl mimarisinin ortak bir mirası olmuştur.

Bâdgîrler sadece mühendislik harikaları değil, aynı zamanda kültürel birer simgedir. Geleneksel Fars şiirlerinde "rüzgarla konuşan kuleler" olarak yer alırken, yerel mimaride "dört mevsim ev" kavramının temelini oluşturur.

Bâdgîrler günümüz binalarında artık hemen hiç kullanılmasa da, sürdürülebilir mimari ve enerji tasarrufu konularına artan ilgi nedeniyle yeniden gündeme gelmiştir. Abu Dabi’deki Masdar kentinde inşa edilen 45 metrelik bâdgîrler ve Çin'de Pearl River Tower'daki hibrit melez soğutma sistemleri, bu teknolojinin günümüz mimarisine nasıl bütünleştirilebileceğine dair örneklerdir. Hatta NASA’nın Mars projelerinde, koloni habitatlarında pasif iklimlendirme için bâdgîr teknolojisinden yararlanma olanakları konusunda çalışmalar yürütüldüğünü biliyoruz.

Bu kadim teknoloji, sürdürülebilir yaşam için günümüze ışık tutmaya devam ediyor. Bâdgîrler bize şu dersi veriyor: "Gerçek bilgelik, doğa güçlerine karşı savaşarak değil onunla uyum içinde çözüm üretmektir." İnsanlığın enerji kriziyle boğuştuğu ve gezegeni yaşamı tehdit edecek ölçüde kirlettiği çağımızda, bu kadim bilgi yeniden keşfedilmeyi bekliyor.