テヘラン西部ガズヴィーンの地下貯水池；古代イラン工学の遺産
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テヘラン西部ガズヴィーンの地下貯水池；古代イラン工学の遺産
イラン北西部、首都テヘランの西130キロメートルにあるカズヴィーン州には、かつては100を超える貯水池が構成する超密集ネットワークが存在していました。しかし今日においてその原型を留めているのは。そのうちのごく一部のみです。その中の１つが、イランで最も保存状態のよい単一ドーム型貯水池とされるサルダール・ボゾルグ貯水槽です。
プレスTVによりますと、これらの構造物の驚異的な耐久性は、サールージと呼ばれる特殊な防水モルタルによるものとされています。この防水モルタルの原料には、砂、粘土、石灰、灰、ヤギの毛、卵白などが含まれていました。ガズヴィーンの4つの貯水槽を対象とした算術的な研究の結果、ドームの高さが低いほど、ドームの高さが高いものよりも太陽放射をはるかに多く吸収し、比較的寒冷な気候に対して熱的に優れていることが判明しました。これは、ドームの形状が単なる美的な理由によるものではなく、貯水槽の環境性能における重要な要素であったことを示唆しています。
ガズヴィーンの繁華街や昔ながらの市場の下には、イランの伝統的な工学技術の最も驚くべき成果の 1 つである、貯水槽と呼ばれる地下貯水スペースの広大なネットワークが存在ます。
それらの巨大なドームはかつて街の地平線において威容を誇っていましたが、その複雑な建設技術は、建設されてから数世紀も経った今もなお、建築家やエンジニアにインスピレーションを与え続けています。
ガズヴィーンは数世紀にもわたって、これらの知的構造物に依存してきました。そうした建造物こそは、乾季に水を集め、貯蔵し、保護するために地下に建設された屋根付きの貯水槽だったのです。
これは、近代的な水道システムがイランの都市を変貌させるよりもはるかに前のことでした。これらの貯水槽は、水理工学、構造力学、材料科学、環境設計における数世代にも及び蓄積された知識の結晶だったのです。
カズヴィーンはかつて非常に密集した貯水槽網を有していたため、貯水槽の研究において特に重要な地域とされています。歴史的な記録によれば、かつては100近く、あるいはそれ以上の貯水槽が存在していたとされますが、現在でも比較的良好な状態で残っているのはほんのわずかです。
中でも最も有名なものとしては、サルダール・ボゾルグ貯水槽、サルダール・クーチェク貯水槽、ハージ・カーゼム貯水槽、ハキーム貯水槽池、グランド・モスク、そしてザバーネ・バザールなどが挙げられます。
歴史ある街全体に点在するこれらの給水施設は、分散型の給水方式を反映しています。カズヴィーンの給水インフラは単一の巨大な貯水槽に頼るのではなく、日常生活に溶け込み、近隣地域、市場、宗教施設、その他の重要な公共空間に水を供給していました。
一部の貯水槽はモスクの隣に建てられ、また中にはより大きな建築複合体の一部として建てられたものもあり、多くは人口密集した住宅街にサービスを提供していました。
地下貯水施設の建築構造
貯水槽の技術的中核は貯蔵タンクであり、通常は地下に建設され、巨大なレンガのアーチまたはドームで覆われていました。 この貯水槽は地下に設置されることで、複数の利点が同時に揃うことになります。つまり、直射日光から水を守り、極端な外気温への曝露を軽減し、周囲の密度の高い土壌が熱安定性に寄与していたのです。
貯水槽は単独で存在していたのではなく、多くは地下の貯水槽へ水を運ぶ水道橋や水路を含む、より広範な水利システムに組み込まれていました。
また、その形状は、地域の状況や建築上の要件に応じてそれぞれ異なっていました。カズヴィーンの例には円形や正方形の間取り図が見られ、画一的な解決策は踏襲されていなかったことを物語っています。
測定された例は高さ約7.5～9メートル、幅９～14メートルのドームで構成され、コンピューターモデルでは標準的な開口部を使用してさまざまな形状の熱挙動を比較していました。
最も驚異的な例の1つは、サルダール・ボゾルグです。その巨大な四角い貯水池は巨大な単一ドームで覆われており、一般にイラン最大の単一ドーム付貯水槽と言われていますが、実際には保存されている最大の貯水槽とされています。
サルダール・クーチェク貯水槽は、対照的な構造上の解決策を示しています。つまり、巨大な中央柱によって4つの隣接する区画に分割され、それぞれを個別に覆うことが可能です。
このような構造から、建設者が直面した構造上の問題が浮き彫りになります。現代の鉄骨や鉄筋コンクリートに頼らずに、大きな長方形または正方形の貯水槽を積み石で覆うには、荷重、変位、そして形状を綿密に制御する必要がありました。
ドームは屋根の重量を主に圧縮力に変換し、それが建築資材を通じて擁壁に伝達されました。レンガは、大きな石の要素を必要とせずに比較的小さなユニットを曲面上に配置できるため、このシステムに特に適していたのです。
その結果、イランの伝統的な建築家が利用できる材料と技術を用いて、巨大な収納容量と大きな開口部を被覆できる屋根を兼ね備えた構造物が完成することとなりました。
モルタル、レンガ、防水技術
ガズヴィーンにある貯水槽の驚くべき耐久性は、積み石、水に対する断熱材、地下構造の間の相互作用によるものでした。 特にアーチやドームの主要な構造材料はレンガでしたが、貯水槽の建設にはサールージと呼ばれる伝統的な防水モルタルが広く使用されました。
この特殊なモルタルには、砂、粘土、石灰、灰、ヤギの毛、卵白などの材料が含まれており、その比率は場所や気候条件に応じて調整されました。
この資材の重要性は、それが動作すると想定されていた環境を考慮することでさらに明らかになります。貯水槽の壁は湿気に触れるのみならず、貯められた水からの大きな静水圧や周囲の土壌からの側圧にも晒されることになります。
同時に、その構造は数十年または数世紀にわたって安定した状態を維持し、定期的に清掃および整備・点検・手入れがなされる必要がありました。
生態系としてのドーム
カズヴィーンに存在する貯水槽が持つ最も興味深い点は、一見単純に見えるドーム状の構造が、受動的な生態系の一部として理解できるということです。これは、カズヴィーンの4つの事例を対象とした定量的な研究によって示されています。 研究者らは、従来の貯水池の形状が環境上効率的であるとは仮定せず、カズヴィーンの10年間の気象データを用いて検証を行いました。具体的には、4種類の異なる貯水槽のドームをモデル化し、最も暑い日の様々な時間帯にドーム表面に降り注ぐ日射量を計算したのです。
彼らは次に、計算流体力学解析を用いて、高層ドームと低層ドーム内部の気流と熱分布を調べました。
その結果、予想外の結論が得られました。低層ドームは表面積が大きいため、高層ドームよりも多くの太陽放射を受けることが分かったのです。
それらを比較すると、午後2時の時点で、サルダール・クーチェク貯水槽の低層ドームは太陽熱にさらされる面積が約84.3%だったのに対し、グランド・モスクに隣接する高層ドームは52.5%でした。
また、午後4時では、それぞれ74.7%と53.5%、午後6時では62.4%と43.2%でした。一見すると、貯水槽にとって太陽放射が多いことは好ましくないように思えるかもしれません。
しかし、ガズヴィーンの気候は、貯水槽がよく議論されるような典型的な高温乾燥地帯に比べると、比較的冷涼です。 この気候状況において、研究者らは、低層階のドームがより多くの熱を保持できる一方、高層階の形状ではその頂上近くに強力な暖かい空気の渦が生成されることを発見しました。
したがって、彼らのシミュレーションは、ガズヴィーンの比較的寒い大陸性気候における貯水槽には、短層ドームの方がより適した形式であるという結論を裏付けたのです。
この発見は、伝統的な建築様式を他地域の環境論理に安易に当てはめて解釈すべきではないことを示唆しているため、極めて重要なものです。
カズヴィーンの建築家らは、冬の寒さ、夏の暑さ、日射量、そして地下の蓄熱量といった、特有の環境条件を巧みに組み合わせて建築に従事しました。
ドームは単なる象徴的な屋根ではなく、その幾何学的形状は地下の蓄熱層の熱挙動に影響を与えていたのです。
水、空気、および受動冷却の論理
さらに、貯水槽と大気の関係も同様に重要な要素でした。イランの一部の貯水槽には、移動する空気を構造物内に誘導し、温度と湿度を調整するのに役立つ独自の採風塔（バードギール、天然の風クーラーとも呼ばれる）が設置されていました。
一部の地域の貯水槽には、夏に貯蔵水を冷たく保つために採風塔が追加されましたが、その有無と構成は場所によって異なっていました。
カズヴィーンに残る貯水槽群は、この多様性をよく示しています。サルダール・クーチェク貯水槽は4つのドームと4つの半採風塔を備えていたと記されている一方、ハージ・カーゼム貯水槽には2つの高い採風塔がありました。
バーザール・ザバーネ貯水槽もまた、建築分野の記録によれば、複数の天井的要素と5つの採風塔を備えた、異なる構造を示しています。
基本的な原理は単純なものです。水質は、周囲の環境条件に部分的に左右されます。停滞した暖かく
湿った空気は水質の低下につながる可能性がある一方、空気の流れを制御することで換気と温度調節に役立ちます。
したがって、地下槽、重い積み石、アーチ型の囲い、および必要に応じて採風塔を組み合わせることで、機械的冷却や強制換気を必要としない受動的システムが構築されることとなりました。
採風塔から入ってくる新鮮な空気が空気の循環を促進し、貯水槽の環境を涼しく保つのに役立つ可能性がある一方、地下に位置し厚い壁が貯蔵水を外気温の変動から遮断していたのです。
当時の建築家らは決して、現代的なエネルギー性能基準に基づいて建物を合理化していたのではなく、入手可能な材料、経験、そして地域の気候に関する知識を活用して、現実的な問題を解決していました。
しかし、現代のシミュレーション技術によって、こうした従来の解決策の中には、測定可能な環境の影響をもたらしていたものがあったことが明らかになっています。
カズヴィーンにある貯水槽が特に注目すべき存在になっているのは、その土木工学的な機能により建築的なランドマーク、さらには民間のアイデンティティを表現する存在となったことです。
水を集め貯めるという実用的なインフラは、高度に発達したイラン建築の視覚言語の中に巧みに組み込まれていました。
貯水槽は単なる地下の池のようなものに過ぎなかったかもしれませんが、その入り口は壮大な門で示され、長い階段が水面へと降りていくようになっていた可能性があります。また、ドームによって隠された貯水槽が都市の外観上目立つ特徴となっていたことも考えられます。
サルダール・ボゾルグおよび、サルダール・クーチェクの両貯水槽は、ガージャール朝のファトフ・アリー・シャー・カジャールの治世中にサルダール兄弟によって建設されたもので、水利施設がより大規模な慈善事業や建築事業の一部となり得ることを示す好例となっています。
サルダール・ボゾルグは1812年に、サルダール・クーチェクは1814年に完成し、いずれもそれぞれの支持者に関連する、より広範な宗教的・公共建築群の一部でした。
ガズヴィーンにあるその他の貯水槽も、装飾を施した入り口、タイル張り、碑文、精密に作られたレンガ建築といった特徴が備わっていました。また、それらが市場、街区、宗教施設内にあるということは、それらが単なる土木工学上の建築物ではなく、社交的な空間であることも意味していました。
サルダール ボゾルグ貯水槽は、カズヴィーンにおいて最もドラマチックな例となっています。約4900立方メートルもの容積を誇る巨大な地下貯水槽とその記念碑的なドームは、カズヴィーンの建築家らが本質的に不可視的なインフラをどのようにして可視的な都市建造物へと転じさせたかを物語っています。
気候に配慮した工学技術の遺産
カズヴィーンに残る貯水槽群は、伝統建築がいかに水理工学、構造力学、材料科学、そして環境設計を一つの建築様式に融合させうるかを示す、貴重な教訓を与えています。
地下貯水槽は地中の熱安定性を利用し、巨大な積み石は構造的な強度と熱慣性を提供し、モルタルは防水表面を作り出し、レンガ造りのアーチやドームは現代の建築材料を用いずに広い空間を覆うことを可能にし、採風塔の存在により自然換気も可能となったのです。
イランの巨大な貯水槽: ガズヴィーンと他都市
ガズヴィーンのサルダール・ボゾルグ貯水槽はイラン最大の貯水槽としてよく称賛されています。しかし実際には、イラン南部に要領ではこれをはるかに上回る２つのもっと大きな貯水槽が存在しています。
カズヴィーンのサルダール・ボゾルグ貯水槽は、約4900 立方メートル容積を誇る正方形の貯水槽があり、これにグランド・モスク (3750 立方メートル)、ナビーモスク (3600 立方メートル)、サルダール・クーチェク (2090 立方メートル)、ハージ・カーゼム (1950 立方メートル)、およびハキーム (1944 立方メートル) の各貯水槽が続きます。
しかし、南部ファールス州ゲラーシュ市にあるキャル貯水池（ギャンジョル・バハルとも呼ばれる）は、直径29メートル、深さ21メートルの円筒形の貯水池で、1万3872立方メートルの水を貯水しており、サルダール・ボゾルグ貯水槽の約3倍の容量を誇ります。
さらに、ペルシャ湾に面した南部ホルモズガーン州バンダル・コングにあるダルヤードウラト貯水槽もまた、注目すべき成果の一つです。これは直径28メートル、深さ14メートルの円筒形の貯水槽で、その容量は8620立方メートルに及びます。
これら3つの貯水槽はすべてガージャール朝時代に建設されたものであり、イランが近代化へと移行した後も、伝統的な水利インフラの重要性が依然として高かったことを物語っています。
サルダール・ボゾルグ貯水槽のドームは直径17メートルと、カズヴィーンや中部ヤズドの大モスクといったイランの主要モスクのドームに匹敵するほどの規模を誇るものの、ファールス州ゲラーシュにあるキャル貯水槽のドームと比べると、その規模はかなり小さいと言えます。
キャル貯水槽のドームは外径31.5メートル、内径29メートルという驚異的な大きさを誇り、イラン最大の歴史的ドームとされる有名なソルタニエ・ドーム（内径25.5メートル、西部ザンジャーン州）をも凌駕します。
キャル貯水槽のドームは建設当時、トルコ・イスタンブールのアヤ・ソフィア寺院およびイタリア・フィレンツェ大聖堂に次ぐ、世界で3番目に大きな構造ドームとされていました。
この偉業をさらに驚くべきものにしているのは、ザンジャーンのソルタニエ・ドームが当時の最高の技術者たちにより、またフィレンツェ大聖堂は皇帝や超富裕層のメディチ家からの惜しみない資金援助を受けて建設されたのに対し、キャル貯水槽のドームは当時の総人口がわずか数千人という周辺都市の住民によって建設されたという点です。
レンガ造りのドームは、20世紀初頭にファールス州で発生した壊滅的な地震には耐えられませんでしたが、円筒形の構造は今日まで保存されており、その貯水槽は近代的な水道網が確立されるまで数十年間使用され続けました。
イラン南部のこれらの貯水槽は、カズヴィーンの貯水槽ほど有名ではないものの、伝統的なイランの土木技術における最も優れた成果の一つであり、イラン中部や北部のより有名な貯水槽と並び称されるべき存在だと言えるでしょう。
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