고대 페르시아인의 시원함을 유지하는 방법

고대 이집트에서 페르시아 제국까지, 바람을 잡는 기발한 방법은 수천 년 동안 사람들을 시원하게 해 주었다. 배기가스가 없는 냉각을 모색하는 과정에서, "윈드캐처"가 다시 한번 우리에게 도움이 될 수 있을 것이다.

 

이란 중부의 사막에 있는 도시 야즈드는 오랫동안 창의적 독창성의 중심지였다. 야즈드에는 야흐샬(yakhchāl)이라고 불리는 지하 냉각 구조물, 카나트(qanats)라고 불리는 지하 관개 시스템, 그리고 심지어 미국의 우편 서비스를 2,000년 이상 앞선 피라다지슈(pirradaziš)라는 물류망이 포함되어 있는 고대 공학의 경이로운 체계가 자리 잡은 곳이다.

야즈드의 고대 기술 중에는 윈드캐처(windcatcher, 바람을 잡아두는 구조물), 즉 페르시아어로 바드지르(bâdgir)가 있다. 이 놀라운 구조물은 야즈드의 지붕 위로 치솟아 있는 흔하게 볼 수 있는 것이다. 그것은 종종 직사각형의 탑들이지만 원형, 사각형, 팔각형, 그리고 다른 화려한 모양으로도 나타난다.

야즈드는 고대 이집트에서 유래했을지도 모르지만 세계에서 가장 많은 윈드캐처를 가지고 있다고 한다. 야즈드에서는 윈드캐처가 곧 없어서는 안 될 존재로 판명되어 덥고 건조한 이란 고원의 이 지역을 살기 좋은 곳으로 만들었다.

비록 도시의 많은 윈드캐처가 사용하지 않게 되었지만, 이 구조물은 이제 학자, 건축가, 엔지니어들을 사막 도시로 다시 끌어들여 빠르게 가열되는 세상에서 우리를 시원하게 만드는 데 어떤 역할을 할 수 있는지 확인하게 하고 있다.

 

탑의 개구부(열린 부분)는 바람이 불어오는 쪽을 향해 있고 바람을 아래의 내부로 흘려보낸다

 

윈드캐처는 전력을 공급하지 않아도 되기 때문에 비용이 효율적이면서도 친환경적인 냉각 방식이다. 기존의 기계식 에어컨이 이미 전 세계적으로 총 전력 소비량의 5분의 1을 차지하면서 윈드캐처와 같은 고대의 대안들이 점점 더 매력적인 선택으로 다가오고 있다.

공기를 구조물 안으로 통과시켜 아래로 이동시키는 두 가지 주요 힘이 있다. 즉, 유입되는 바람과 온도에 따른 공기 부력의 변화이다. 따뜻한 공기는 더 차갑고 밀도가 높은 공기보다 위로 상승하는 경향이 있다. 첫째, 윈드캐처의 개구부에 의해 공기가 잡히면서 아래 주거지로 흘러내려 탑 기슭에 모래나 파편을 퇴적시킨다. 그런 다음 공기는 건물 내부 전체로 흐르고 때로는 지하의 물웅덩이 위로 흘러 더 냉각된다. 결국 따뜻한 공기는 상승하여 건물 내부의 압력에 의해 다른 탑이나 개구부를 통해 건물을 빠져나간다.

탑의 모양은 주택의 배치, 탑이 향하는 방향, 개구부의 수, 고정된 내부 날의 구성, 운하, 높이 등과 같은 요소와 함께 미세하게 조정되어 탑의 아래 주거지로 바람을 끌어들이는 능력을 향상한다.

 

 

바람을 잡는 최초의 기술 중 일부는 3,300년 전 이집트에서 왔다.

 

바람을 이용해 건물을 서늘하게 만드는 것은 사람들이 뜨거운 사막 환경에서 살아온 만큼이나 오랜 역사를 가지고 있다. 유타에 있는 웨버 주립대학의 크리스 솔버그와 줄리 리치 연구원에 따르면 가장 오래된 바람을 잡는 기술 중 일부는 3,300년 전 이집트에서 왔다고 한다. 건물들은 두꺼운 벽과 태양을 향하는 창문은 극소수이며, 바람이 불어오는 쪽에는 공기를 흡입할 수 있는 개구부, 그리고 아랍어로 말카프(malqaf) 건축이라고 알려진 반대편의 출구 개구부가 있었다. 일부에서는 윈드캐처의 발상지가 이란이라는 주장도 있다.

이것이 처음 발명된 곳이 어디든, 윈드캐처는 중동과 북아프리카 전역에 널리 퍼졌다. 카타르와 바레인의 바젤(barjeels), 이집트의 말카프, 파키스탄의 멍그(mungh), 그리고 많은 곳에서 변형된 이란의 윈드캐처를 볼 수 있다고 말레이시아 공과대학의 파테메 조메자데(Fatemeh Jomehzadeh)와 동료들이 지적하고 있다.

 

오랜 사용으로 인해, 이란의 윈드캐처 중 다수가 보수 상태가 좋지 않다. 하지만 일부 연구자들은 그것들이 정상 상태로 복원되기를 원한다

 

페르시아 문명은 더 나은 냉각을 가능하게 하기 위해 구조적 변화를 추가한 것으로 널리 여겨지고 있다. 예를 들어, 공기를 집안 전체에 흘려보내기 전에 공기를 식히는 데 도움이 되도록 기존의 관개 시스템과 결합했다. 야즈드의 덥고 건조한 기후에서, 이 구조물은 사막의 바람을 찾아 치솟아 있는 웅장한 탑들의 핫스팟이 될 때까지 매우 인기 있는 것으로 증명되었다. 역사적인 도시 야즈드는 부분적으로 윈드캐처 확산의 일환으로 2017년 유네스코 세계문화유산으로 지정되었다.

주택 냉각의 기능적 목적뿐만 아니라 탑은 문화적 중요성도 강했다. 야즈드에서는 윈드캐처는 조로아스터교 불 사원과 침묵의 탑만큼이나 스카이라인의 일부를 구성한다. 그중에는 33 미터(108 피트)로 세계에서 가장 높은 다울라타바드 아바드(Dowlatabad Abad) 정원의 윈드캐처가 있으며 여전히 작동 중인 몇 안 되는 윈드캐처 중 하나이다. 팔각형 건물에 자리 잡은 이곳은 소나무가 줄지어 늘어서 있는 분수대가 내려다보인다.

 

 

해충이 활강로로 들어오거나 먼지와 사막의 잔해들이 쌓이는 등의 불편함은 많은 사람들이 전통적인 윈드캐처를 외면했다는 것을 의미한다.

 

이러한 윈드캐처의 배기가스가 없는 냉각 효율은 일부 연구자들로 하여금 이것이 부활해야 한다고 주장하게 만들었다.

이란의 테헤란에 있는 일람대학교에서 파르함 케이르하 상데(Parham Kheirkhah Sangdeh)는 현대 건축에서 윈드캐처의 과학적 응용과 주변 문화를 폭넓게 연구했다. 그는 활강로에 들어오는 해충들과 먼지나 사막의 잔해들이 쌓이는 것과 같은 불편함 때문에 많은 사람들이 전통적인 윈드캐처에서 돌아섰다고 말한다. 그 자리에는 기존의 에어컨 장치와 같은 기계식 냉방 시스템이 있다. 이러한 장치들은 화석 연료에 의해 작동되고 대기로 방출될 경우 강력한 온실가스로 작용하는 냉매를 사용한다.

 

건축가들이 수동적인 냉방 방식을 채택함에 따라 이란의 윈드캐처는 유럽, 미국 등지에서 현대적인 디자인에 영감을 주었다

 

오랫동안 비난한 이란 건축 역사학자 엘리자베스 비즐리가 1977년 현대 냉각 기술의 출현이 이란의 전통 방식의 약화에 책임이 있다고 썼다. 지속적인 유지 관리 없이 이란 고원의 혹독한 기후로 인해 윈드캐처에서 얼음집에 이르기까지 많은 구조물이 마모되었다. 케이르하 상데는 또한 윈드캐처에서 벗어나 서구의 기술에 동참하려는 대중의 경향으로 보고 있다.

"이러한 기술을 사용하기 위해서는 문화적 관점에서 약간의 변화가 필요합니다. 사람들은 과거를 주시하고 에너지 절약이 왜 중요한지 이해할 필요가 있습니다."라고 케이르하 상데는 말한다. 그는 "문화의 역사와 에너지 절약의 중요성을 인식하는 데서 출발합니다."

케이르하 상데는 이란의 윈드캐처가 기존 건물에 에너지 효율적인 냉각 기능을 추가하도록 갱신되기를 희망하고 있다. 그러나 그는 계속되는 국제적 긴장, 코로나 바이러스 대유행, 그리고 지속적인 물 부족 등의 여러 가지 장애물을 만났다. "이란은 상황이 너무 안 좋아서 [사람들이] 하루가 다르게 받아들이고 있습니다."라고 케이르하 상데는 말한다.

 

야즈드는 세계에서 어떤 도시보다 가장 많은 윈드캐처를 가지고 있다고 한다

 

윈드캐처처럼 화석 연료를 사용하지 않는 냉각 방법은 부활에 기인한 것일 수도 있지만, 놀랍게도 이란에 비해 덜 웅장한 형태이긴 하지만 이미 많은 서구 국가에서 사용되고 있다.

영국에서는 1979년부터 1994년까지 공공건물에 7,000여 개의 변형된 윈드캐처가 설치되었다. 구조물은 런던의 로열 첼시 병원과 같은 건물에서 맨체스터의 슈퍼마켓까지 볼 수 있다.

이 현대화된 윈드캐처들은 이란의 우뚝 솟은 구조물과 거의 닮지 않았다. 북런던의 번화한 도로에 있는 3층짜리 건물에는 작은 핫핑크 환기탑이 수동 환기 기능을 제공한다. 다트퍼드의 쇼핑센터 꼭대기의 원뿔형 환기탑은 탑이 바람이 불어오는 방향을 향하도록 유지하는 뒷날개의 도움으로 바람을 잡기 위해 회전한다.

미국도 윈드캐처에서 영감을 받은 디자인을 열성적으로 채택했다. 유타 남부의 시온 국립공원에 있는 방문객 센터도 그 한 예이다. 이 공원은 기후와 지형 면에서 야즈드에 버금가는 높은 사막 고원에 자리 잡고 있으며, 윈드캐처를 포함한 수동 냉각 기술을 사용하여 기계식 냉방이 거의 필요 없게 되었다. 과학자들은 많은 사람이 정기적으로 통과하고 있음에도 불구하고 방문객 센터 외부와 내부의 온도 차이를 16℃(29℉)로 기록했다.

과열에 대한 지속 가능한 해결책의 모색은 계속되고 있어 윈드캐처는 확산의 여지가 더 있다. 시칠리아 팔레르모에서 연구진은 기후와 바람이 부는 여건이 이란의 윈드캐처에 적합한 곳을 만든다는 사실을 발견했다. 한편, 올해 10월 두바이에서 열리는 세계 엑스포 박람회에서 오스트리아 건축회사 퀘르크래프트(Querkraft)가 윈드캐처의 아랍식 바젤에서 영감을 얻은 오스트리아 파빌리온의 원뿔형 건물 네트워크의 일환으로 주목을 받을 예정이다.

케이르하 상데와 같은 연구원들은 윈드캐처가 화석 연료 없이 냉각하는 가정에 훨씬 더 많은 것을 줄 수 있다고 주장하지만, 이 기발한 기술은 이미 생각하는 것보다 더 멀리 전 세계로 이주해 왔다. 다음에 슈퍼마켓, 고층 건물 또는 학교 꼭대기에 통풍구가 뚫린 높은 탑을 보게 될 때 주의 깊게 살펴보면, 이란의 멋진 윈드캐처가 남긴 유산을 보게 되는 것일지도 모른다.

 

 

 

출처 : BBC