Кажется, вы уже провели исследование народной архитектуры того региона, который вы описываете, но есть один важный фактор, который вы упустили из виду, и трудно подчеркнуть, насколько это важно, особенно для тех, кто привык к базовому уровню. современной западной роскоши.

То, что вы описываете, это трущобы.

В трущобах нет модных дорогих систем охлаждения. Трущобы — это места, где вы размещаете наибольшее количество людей, получая при этом максимально возможную ренту. Их не будет дома в дневную жару, они будут работать. Если они не работают, они ищут работу. Если у них нет работы, они не едят.

Не украшайте трущобы роскошью.

Люди с деньгами будут жить в малоэтажных домах с дворами и открытым пространством, ветряными башнями и всем остальным.

Не отступайте от жилья с высокой плотностью застройки, потому что условия будут ужасными, вот на что похожа жизнь в трущобах. Упакуйте их и сделайте их совершенно несчастными, взимая с них большую часть того, что они зарабатывают в виде арендной платы. Будьте верны реальности жизни в трущобах.

Стиль Шибам.

https://www.nationalgeographic.com/travel/article/shibam-mud-skyscraper-yemen

https://en.wikipedia.org/wiki/Shibam_Hadramawt#:~:text=Архитектура-,Обзор,имея%20один%20или%20два%20комнат .

Шибам часто называют «самым старым городом-небоскребом в мире».[5] Это один из старейших и лучших образцов градостроительства, основанный на принципе вертикальной застройки.[16] В городе есть одни из самых высоких глинобитных зданий в мире, некоторые из них имеют высоту более 30 м (98 футов), [17] таким образом, это ранние высотные многоквартирные дома. Чтобы защитить здания от дождя и эрозии, стены необходимо регулярно поддерживать, нанося свежие слои грязи. Город окружен крепостной стеной,[16] что дало ему название «город-крепость Шибам».

Шибам очень классный. Глиняные многоуровневые постройки в пустыне Йемена. Становится очень жарко. Как они сохраняют хладнокровие?

Я нашел научную статью. Это стоит прочитать. Мой вывод: грязь хороша для охлаждения. Улицы очень узкие и намеренно расположены зигзагообразно, что замедляет скорость ветра на уровне земли и вызывает большее перемешивание воздуха. Здания стоят очень близко друг к другу и затеняют друг друга. Возможно, городская стена — это первый уровень тени.

Мы привыкли думать об охлаждении за счет движения воздуха и простора. Это другой путь к охлаждению. Я не нашел изображения уличного уровня Шибама, но мне кажется, что он довольно клаустрофобный и темный - возвышающиеся глинобитные здания по обеим сторонам, узкие улицы, и вы не можете видеть больше, чем квартал в любом направлении.

http://www.uia2017seoul.org/P/papers/Full_paper/Paper/Poster/P-0430.pdf

. Термодинамический анализ Шибама

Старый город Шибам обладает уникальной формой, как упоминалось выше, высокой плотностью высотной застройки, узкими улочками и просторными общественными пространствами, эти черты уникальны во всем мире. В этой сложной климатической среде, как Shibam удается поддерживать хорошую термодинамическую комфортную среду, заслуживающую изучения. Общественные площади очень важны в старом городе Шибам Хадхармаут, вместе со специальными дорогами в Шибаме они определили общий рисунок всего города. Форма старого города Шибам-Хадрмаут представляет собой синтез его уникальной городской планировки, объемов застройки, особых открытых общественных пространств и глинобитных стен с высокой термодинамической эффективностью.

Помимо того, что ответил Separatrix, вы можете выбрать решение «для бедняков», которое было широко распространено в сельских постройках в Средиземноморье: высокий потолок с высоким окном, выходящим на север.

Высокий потолок (я имею в виду 4-6 метров) гарантировал, что горячий воздух будет подниматься выше голов жильцов. Окно, расположенное на севере и высоко, позаботится о том, чтобы этот горячий воздух выходил из комнаты, заменяясь более свежим воздухом, поступающим из дверей / окон, открытых на уровне земли.

Это не совсем охлаждение, а просто вентиляция, но для бедняков самое то.

Другой вариант, который трудно реализовать для высотных зданий, — это очень толстые стены. В сельской местности Юго-Восточной Италии часто можно увидеть дома, построенные только из камня, без бетона, с очень толстыми стенами, толщиной около 6 метров.

Это было сделано, потому что камни были широко доступны, и их нужно было удалять, чтобы очистить почву для сельского хозяйства, и, побывав в одном из них, я могу гарантировать вам, что они довольно хорошо защищают вас от палящего зноя снаружи. Тем более, если из внутренней комнаты есть выход в подземное помещение для сбора дождевой воды.

Техники:

1. Покрасьте все в белый цвет, особенно южную стену и крышу.

2. Постройка из земли -- глина/камень/кирпич. Строй толстым. Это действует как тепловая масса, а внутренняя часть представляет собой среднее значение дневной и ночной температуры снаружи.

3. Утеплите свою крышу. (Если ваш климат достаточно сухой, лист для печенья, погруженный в воду на 4 мм и помещенный на тюк сена, замерзнет в тихую ночь от радиации в космос, даже если температура воздуха намного выше.)

4. Постройте воздушный колодец посередине. Заштрихуйте верхнюю часть так, чтобы солнце вообще не попадало внутрь. Более холодный воздух падает вниз по колодцу и попадает в комнаты, выходящие на колодец.

5. Предложенный Джоном Куанатс можно использовать как для движения воды, так и для охлаждения воздуха. Я подозреваю, что это очень высокий уровень, так как строительство подземных туннелей затруднено.

6. Сделайте большие отверстия в стенах, куда не попадает солнце. Закрывающиеся проемы на солнечных стенах из светоотражающего материала. (Вспомните бамбуковые экраны, выкрашенные в белый цвет.)

7. Создайте дымоходы с тонкими стенками со всех 4 сторон. Они простираются над крышей настолько, насколько это практически возможно. Они окрашены в черный цвет. Они нагреваются, нагревают воздух внутри, и горячий воздух поднимается вверх. Соедините их с отверстиями в верхней части каждой комнаты. Это удаляет самый горячий воздух из помещения.

8. Если вода действительно дешевая, положите в колодец коврики для испарения. Испарение охлаждает воздух и увеличивает приток в квартиры.

9. Если вода не настолько дешева, чтобы выбрасывать ее в таком масштабе, используйте водные объекты. Фонтаны, бассейны.

10. Готовьте снаружи на балконах.

Работая в районе Сахеля, около 2 недель назад у меня вышел из строя кондиционер, и я был без него около 6 дней. Я живу в 3-этажном здании, которое открывается с двух сторон, и по 22 номера на этаже. постараюсь показать, как это выглядит ниже, извините за плохой макет.

[Room]   --walkway between two room rows

         [][][][][][][][][][][]
open side----------------------open side + stairway up
         [][][][][][][][][][][] 

Что я сделал, так это открыл два окна, одно со стороны прохода, а другое снаружи. есть много ветра, который направляется по открытой дорожке, очень похожей на долину, и открывание окон заставляет ветер дуть в комнату. Это было не очень приятно, так как воздух не охлаждается, и все еще около 40 градусов по Цельсию, но это было определенно лучше, чем без бриза, когда в комнате было почти 60.

Для вашего дна, грязных обитателей трущоб, этого более чем достаточно, зачем им все эти навороченные ветряные башни, утепленные стены и т.д. Дальше им понадобится чистая вода и прибавка к зарплате.

Переместите их под землю.

Пусть ваша империя получит свое раннее богатство от торговли солью. Столица была построена рядом с одним из лучших месторождений, и по мере его добычи образовавшиеся пещеры заполняются. (См. соляную шахту в Величке, недалеко от Кракова, Польша)

Или, наоборот, землю легко копать, а пещеры можно делать без обрушения, как в Кубер-Педи, Южная Австралия.

Или может быть естественная система пещер, в которую плебеи просто переселяются и занимают.

Охлаждение испарением

В Судане сухой тропический климат, и он работает на болотных охладителях:

(источник изображения bigworldsmallpockets.com)

Квадратные ящики на балконах представляют собой металлический ящик, наполненный травой. Вентилятор продувает воздух, а насос разбрызгивает воду на траву. Трава обеспечивает площадь поверхности для испарения воды, а вентилятор нагнетает в комнату прохладный влажный воздух. В Хартуме река Нил обеспечивает воду.

Это сводит проблему к созданию движения для вентилятора и насоса. Этого можно было бы добиться множеством способов, но просто группа животных, крутящая вал, применялась тысячи лет.

То же самое относится и к охлаждению питьевой воды:

(источник изображения khartoumgateway.com)

Вода испаряется через пористую керамику и охлаждает содержимое кувшина.

Очевидно, вам нужно, чтобы влажность была достаточно низкой, чтобы испарение было достаточным.

Канаты и водные лестницы

это древний и очень эффективный метод охлаждения. 5 этажей не проблема для такой системы, это просто влияет на то, как вы спроектируете вентиляцию помещения.

Ветряная башня имеет отверстие с подветренной стороны, это создает всасывание воздуха, втягивающего воздух в центральную шахту (или просто через здание), а забор воздуха осуществляется в основном через подземные трубопроводы или туннели (канаты), поэтому вы используете землю в качестве тепловой массы. Прохладный воздух всасывается днем, а теплый ночью. (земля всегда около 55 градусов). Ветроуловители (воронки, направленные по направлению ветра) на воздухозаборниках могут помочь увеличить циркуляцию воздуха, особенно если вам нужно много естественного света, что означает много окон и, следовательно, мало пользы от вытяжной башни. Оба они также означают, что воздух остается свежим, что делает город лучше пахнет.

Добавление воды делает систему еще более эффективной. Вода может быть либо пассивной, например, в подземных цистернах или туннелях (которые часто удваиваются как колодцы или оросительные туннели), либо в виде саласабиля (также известного как водяная лестница), который может требовать или не требовать откачки в зависимости от местного давления воды. Обычно водные лестницы находятся на самом нижнем этаже и часто служат источниками питьевой воды, похожими на римские фонтаны. В качестве дополнительного преимущества водные лестницы аэрируют воду, что делает ее вкуснее.

Sherwood уже предлагает несколько поддерживающих технологий: толстые каменные, кирпичные или земляные стены, которые действуют как дополнительная тепловая масса и изоляция, отражающая окраска для отражения вместо поглощения и т. д. Но вы также можете добавить дизайн самозатенения, либо построив двойные крыши, либо построив высокие плотно расположенные здания.

Все эти и многие другие методы являются известными историческими методами, и некоторые из них до сих пор используются в зданиях.

https://www.intechopen.com/books/zero-and-net-zero-energy/advances-in-passive-cooling-design-an-integrated-design-approach

https://www.jstor.org/stable/24955643?seq=1

Есть даже несколько городов, где подземный комплекс был огромен и служил местами с устойчивыми укреплениями, хранилищами и местами для жизни и работы с приятной температурой. Как Деринкую и Кападокию в Турции

Римляне уже решили эту проблему

Подумайте о римских квартирах для плебеев

Плебеи редко жили в домах высотой более 2-3 этажей по чисто практическим причинам. Римские плебеи вовсе не были низшим классом, они были полноправными гражданами, просто не имевшими никакого дворянского титула; вместо этого они были своего рода свободными людьми, которые владели любым бизнесом, которым зарабатывали на жизнь. Квартиры, на которые ссылается OP, представляют собой своего рода жилье под названием Insulas, которое было спроектировано как место для жизни и место для ведения бизнеса; Таким образом, первый этаж Insula обычно проектировался как мастерская / магазин, где плебей зарабатывал на жизнь, а затем следующие 1-2 этажа были местом их проживания. Рост выше 3 этажей означает, что вы больше не можете размещать все свои предприятия на уровне земли и по-прежнему обслуживать плебейскую демографию. Это потому, что витрина магазина, которую вы не можете увидеть прохожим, обречена на провал в экономике без поисковых систем или телефонных книг. Поскольку плебеи могли свободно покупать / арендовать свои собственные острова, а доступ к улицам был жизненно важен для выживания, не было никакой экономической выгоды от строительства более трех этажей для проживания плебеев.

Тем не менее, острова высотой более 3 этажей не были редкостью в самых густонаселенных частях империи. Плебеи жили и работали на нижних 2-3 этажах, а любое более высокое жилье могло использоваться настоящим низшим классом (Перегрини, Нексия и т. д.)

Поскольку верхние этажи были бы там, где жили бы люди с более низким социальным статусом, для них не было бы никаких реальных ожиданий кондиционирования воздуха, как объясняет ответ Сепаратрикс. «Трущобы» верхнего этажа будут подвергаться воздействию солнечного тепла, и, кстати, это действительно поможет изолировать нижние этажи, сохраняя в них прохладу днем ​​и тепло ночью. Таким образом, просто строя дома для бедняков поверх вашего дома плебеев, вы фактически создаете форму пассивного кондиционирования воздуха для ваших плебеев. Если вы хотите сделать еще один шаг вперед, вы также можете использовать геотермальную систему охлаждения для нижних этажей. У древних египтян былопоскольку Аллан был достаточно любезен, чтобы предоставить ссылку в комментариях. Когда-то я жил в трехэтажном комплексе в пустыне, в котором использовалось пассивное геотермальное охлаждение, поэтому, даже если оно может быть недостаточным для > 3 этажей, этого будет достаточно для того, чтобы вашим плебеям на нижних этажах было прохладно и комфортно.

Какие солнечные дымоходы нужны вашему городу? Они пассивны и идеально подходят для жаркого климата:

Солнечный дымоход, часто называемый тепловым дымоходом, представляет собой способ улучшения естественной вентиляции зданий за счет конвекции воздуха, нагретого пассивной солнечной энергией. Простое описание солнечного дымохода - это вертикальная шахта, использующая солнечную энергию для улучшения естественной вентиляции дымовой трубы в здании.

Солнечный дымоход использовался на протяжении веков, особенно на Ближнем и Среднем Востоке персами, а также в Европе римлянами.

https://en.wikipedia.org/wiki/Yakhch%C4%81l Конусообразная форма этого здания вытягивает холодный воздух из основания здания и вытесняет горячий воздух из верхней части здания. Как насчет того, чтобы построить акведук, который направит воду в эти здания? И формировать все ваши жилые дома одинаково? За исключением того, что несколько этажей помещаются в один и тот же конус.