Подземные водохранилища Казвина — памятники древнего иранского инженерного искусства.

ParsToday- Вв провинции Казвин, расположенной на северо-западе Ирана, в 130 километрах к западу от Тегерана, существовала чрезвычайно густая сеть из более чем ста водохранилищ, хотя сегодня сохранились лишь немногие из них, включая Сардар Бозорг, который считается крупнейшим сохранившимся однокупольным водохранилищем в Иране.

Замечательная прочность этих сооружений зависела от специального водонепроницаемого раствора под названием сародж, который изготавливался из песка, глины, извести, золы, козьей шерсти и яичного белка.
Компьютерное исследование четырех водохранилищ Казвина показало, что более короткие купола поглощают значительно больше солнечной радиации, чем более высокие, и лучше приспособлены к относительно холодному климату с точки зрения теплоизоляции. Это указывает на то, что геометрия купола была не только эстетическим выбором, но и важным компонентом экологических характеристик водохранилища, сообщает Pars Today со ссылкой на Press TV.

Под шумными улицами и историческими базарами Казвина скрывается одно из самых удивительных достижений традиционной иранской инженерии: обширная сеть подземных водохранилищ, называемых абанбарами.

Их массивные купола когда-то доминировали над городским пейзажем, а сложные строительные технологии продолжают вдохновлять архитекторов и инженеров спустя столетия после их постройки.

На протяжении веков Казвин зависел от этих сооружений: крытых подземных резервуаров, построенных для сбора, хранения и защиты воды в засушливые сезоны.

Это было задолго до того, как современные системы водопровода преобразили иранские города. Эти водохранилища воплощали в себе многолетние знания, накопленные в области гидротехники, строительной механики, материаловедения и экологического проектирования.

Казвин имеет особое значение для изучения водохранилищ, поскольку когда-то здесь существовала чрезвычайно плотная сеть водоемов. Исторические источники указывают на то, что их число когда-то приближалось к ста или даже превышало это количество, хотя сегодня сохранилось лишь несколько из них.

К числу наиболее известных относятся водохранилища Сардар Бозорг, Сардар Кучак, Хадж Казем, Хаким, Большая мечеть и базар Збанех.

Их рассредоточение по историческому городу отражает децентрализованный подход к водоснабжению. Вместо того чтобы полагаться на одно огромное водохранилище, инфраструктура водохранилищ Казвина была вплетена в ткань повседневной городской жизни, обслуживая кварталы, рынки, религиозные комплексы и другие важные общественные места.

Некоторые из них были построены рядом с мечетями, другие являлись частью более крупных архитектурных ансамблей, а многие обслуживали густонаселенные жилые районы.
 

Архитектура подземных водохранилищ

Технической основой водохранилища был резервуар для хранения, который обычно строился под землей и покрывался массивным кирпичным сводом или куполом.

Подземное расположение обеспечило сразу несколько преимуществ: оно защищало воду от прямых солнечных лучей, снижало воздействие экстремальных внешних температур, а окружающая плотная почва способствовала термической стабильности.

Водохранилища существовали не изолированно: многие из них были интегрированы в более крупные гидравлические системы, включая акведуки и каналы, которые подавали воду в подземные резервуары.

Форма водохранилища варьировалась в зависимости от местных условий и архитектурных требований. Примеры из Казвина включают круглые и квадратные планы, что указывает на отсутствие единого решения.

В качестве образцов для измерений использовались купола высотой приблизительно от 7,5 до 9 метров и шириной от 9 до 14 метров, а в компьютерных моделях применялись стандартные проемы для сравнения тепловых характеристик различных форм.

Одним из самых удивительных примеров является Сардар Бозорг, чье огромное квадратное водохранилище покрыто массивным куполом и обычно описывается как крупнейшее однокупольное водохранилище в Иране, хотя на самом деле это крупнейшее сохранившееся водохранилище.

В «Сардаре Кучак» используется контрастное конструктивное решение: его резервуар разделён массивной колонной посередине на четыре смежных секции, каждая из которых имеет отдельные функции укрытия.

Подобные решения подчеркивают конструктивную проблему, с которой сталкиваются строители. Облицовка большого прямоугольного или квадратного резервуара для воды каменной кладкой без использования современной стали или железобетона требует тщательного контроля нагрузок, перемещений и геометрии.

Купол преобразовывал вес крыши в основном в сжимающие силы, которые передавались через каменную кладку на подпорные стены. Кирпич особенно подходил для этой системы, поскольку относительно небольшие блоки можно было укладывать на изогнутых поверхностях без необходимости использования крупных каменных элементов.

В результате получилось сооружение, сочетающее в себе огромную вместимость для хранения вещей с крышей, способной закрывать большие проемы, с использованием материалов и технологий, доступных традиционным иранским строителям.

Раствор, кирпич и технологии гидроизоляции

Исключительная долговечность водохранилищ Казвина зависела от взаимодействия каменной кладки, гидроизоляции и подземных сооружений.

Кирпич был основным строительным материалом, особенно для арок и куполов, в то время как традиционный водостойкий раствор, называемый сарудж, широко использовался при строительстве водохранилищ.

В состав этого специального строительного раствора входили такие ингредиенты, как песок, глина, известь, зола, козья шерсть и яичный белок, пропорции которых регулировались в зависимости от местоположения и климатических условий.

Важность этого материала становится более очевидной, если учесть условия, в которых он должен был функционировать. Стенки резервуара подвергались воздействию не только влаги, но и значительного гидростатического давления от хранящейся воды, а также бокового давления окружающей почвы.

В то же время конструкция должна была оставаться стабильной на протяжении десятилетий или столетий, а также периодически подвергаться очистке и техническому обслуживанию.

Купол, как экологическая система

Пожалуй, наиболее интересным аспектом водохранилищ Казвина является то, что кажущийся простым купол можно рассматривать как часть пассивной экологической системы, как показало количественное исследование четырех примеров в Казвине.

Вместо того чтобы предполагать, что традиционные формы являются экологически эффективными, исследователи протестировали их, используя метеорологические данные за десять лет из Казвина, смоделировав четыре различных купола водохранилищ и рассчитав количество солнечной радиации, падающей на поверхности куполов в разное время самого жаркого дня.

Затем они использовали методы вычислительной гидродинамики для изучения распределения воздуха и тепла внутри купольных конструкций высотных и малоэтажных зданий.

Полученные результаты привели к противоположному выводу: купола малой высоты получали больше солнечной радиации, чем купола высокой высоты, из-за большей площади их открытой поверхности.

В ходе сравнения было установлено, что в 14:00 около 84,3% площади купола церкви Сардара Кучука было подвержено воздействию солнечного тепла, тогда как для высокого купола рядом с мечетью Джама Масджид этот показатель составлял 52,5%.

В 16:00 соответствующие значения составили 74,7 и 53,5 процента, а в 18:00 — 62,4 и 43,2 процента, соответственно. На первый взгляд, более высокая солнечная радиация может показаться нежелательной для водохранилища.

Однако климат Казвина относительно холодный по сравнению с классическими жаркими и засушливыми регионами, в которых часто обсуждаются водохранилища.

В этих климатических условиях исследователи обнаружили, что невысокий купол способен удерживать больше тепла, в то время как высокая форма создает более сильный вихрь теплого воздуха в верхней части.

Таким образом, результаты их моделирования подтвердили вывод о том, что куполообразные сооружения с короткими ярусами являются более подходящей формой для водохранилищ в относительно холодном континентальном климате Казвина.

Это открытие важно, поскольку оно показывает, что традиционные архитектурные формы не следует автоматически интерпретировать через призму экологической логики другого региона.

Строители в Казвине работали с определенным сочетанием зимнего холода, летней жары, солнечной радиации и подземной тепловой инерции. Купол был не просто символической крышей: его геометрия влияла на тепловые характеристики расположенного под ним резервуара.

Логика водяного, воздушного и пассивного охлаждения

Взаимосвязь между водохранилищем и атмосферой имела не меньшее значение. В некоторых иранских водохранилищах были установлены ветрозащитные сооружения, которые могли направлять потоки воздуха внутрь сооружения и помогать регулировать температуру и влажность.

В некоторых районах к водохранилищам были установлены ветрозащитные полосы, чтобы поддерживать низкую температуру хранящейся воды летом, хотя их наличие и конфигурация различались в зависимости от местоположения.

Оставшиеся водохранилища Казвина хорошо иллюстрируют это разнообразие. Сардар Кучак описывается как имеющее четыре купола и четыре полукупола, в то время как водохранилище Хадж Казем имело два высоких купола.

Согласно архитектурным описаниям, цистерна базара Табане также имеет другую конструкцию, с несколькими элементами крыши и пятью ветроуловителями.

Основной принцип был прост: качество воды частично зависит от условий окружающей среды. Застойный, теплый и влажный воздух может привести к ухудшению его качества, в то время как контролируемое движение воздуха может способствовать вентиляции и регулированию температуры.

Таким образом, сочетание подземного резервуара, массивной каменной кладки, сводчатого помещения и, где это необходимо, ветрозащитных экранов создало пассивную систему, не требующую механического охлаждения или мощной вентиляции.

Приток свежего воздуха через вентиляционные отверстия улучшал циркуляцию воздуха и мог способствовать поддержанию более низкой температуры внутри резервуара, а подземное расположение и толстые стенки изолировали хранящуюся воду от внешних колебаний температуры.

Строители не оптимизировали здания, основываясь на современных стандартах энергоэффективности; они решали практические проблемы, используя доступные материалы, опыт и знание местного климата.

Однако современные методы моделирования позволяют нам увидеть, что некоторые из этих традиционных решений имели измеримые экологические последствия.

От инфраструктуры до городского строительства

Особенность водохранилищ Казвина заключается в том, что их инженерная функция не помешала им стать архитектурными достопримечательностями и выражением гражданской идентичности.

Практическая инфраструктура сбора и хранения воды была органично вписана в высокоразвитый визуальный язык иранской архитектуры.

Цистерна могла представлять собой всего лишь подземный бассейн, однако вход в нее мог быть обозначен монументальными воротами, ведущими по длинной лестнице к поверхности воды, а купол превращал скрытое хранилище в видимый элемент городского пейзажа.

Сооружения Сардар Бозорг и Сардар Кучек, построенные братьями Сардар во время правления Фатх Али Шаха Каджара, демонстрируют, как водная инфраструктура может стать частью более масштабной благотворительной и архитектурной программы.

Строительство Большого Сардара было завершено в 1812 году, а Малого Сардара — в 1814 году, и оба здания являлись частью более широкого комплекса религиозных и гражданских построек, связанных с их покровителями.

Другие водохранилища Казвина также отличались декоративными входами, облицовкой плиткой, надписями и тщательно выполненной кирпичной архитектурой. Их расположение на базарах, в кварталах и религиозных комплексах также означало, что они были социальными пространствами, а не изолированными инженерными сооружениями.

Сардар Бозорг — самый яркий пример в Казвине: его массивная подземная цистерна объемом около 4900 кубических метров и монументальный купол демонстрируют, как архитекторы Казвина превратили по сути невидимую инфраструктуру в видимую городскую структуру.

Наследие экологически чистых инженерных решений.

Сохранившиеся водохранилища Казвина в конечном итоге служат ценным примером того, как традиционная архитектура может объединять гидротехнику, строительную механику, материаловедение и экологический дизайн в единый тип здания.

Их подземные резервуары использовали преимущества термической стабильности земли; массивная каменная кладка обеспечивала прочность конструкции и тепловую инерцию; раствор создавал водонепроницаемые поверхности; кирпичные арки и купола позволяли покрывать большие пространства без современных строительных материалов; а ветрозащитные экраны, если они присутствовали, могли обеспечивать пассивную вентиляцию.

Гигантские водохранилища Ирана: Казвин и окрестности

Хотя водохранилище Сардар Бозорг в Казвине часто называют крупнейшим водохранилищем в Иране, два гораздо более крупных водохранилища на юге Ирана превосходят его по вместимости.

Водохранилище Сардар-Бозорг в Казвине имеет водохранилище квадратной формы объемом около 4900 кубических метров, за которым следуют городские водохранилища Мечеть Джаме (3750), Мечеть Наби (3600), Сардар Кучак (2090), Хадж Казем (1950) и Хаким (1944).

Однако Калское водохранилище, также известное как Гандж-эль-Бахр, расположенное в городе Гераш провинции Фарс, представляет собой цилиндрический резервуар диаметром 29 метров и глубиной 21 метр, в котором хранится объем воды, равный 13 872 кубическим метрам, что почти в три раза превышает объем Большого Сардара.

Еще одним примечательным достижением является водохранилище Дарья Долат в Бандар-Конге, провинция Хормозган, представляющее собой цилиндрическое водохранилище диаметром 28 метров и глубиной 14 метров, вместимость которого составляет 8620 кубических метров.

Все три объекта были построены в период правления династии Каджаров, что демонстрирует сохраняющуюся важность традиционной водной инфраструктуры даже в эпоху современности в Иране.

Купол водохранилища Сардар Бозорг, несмотря на внушительные размеры (диаметр 17 метров, сопоставимый с куполами крупных иранских мечетей, таких как Большая мечеть Казвина и Йезда), тем не менее, значительно меньше предыдущего купола водохранилища Кал в Гераше.

Купол Аб-анбар-Каль, обладающий поразительным внешним диаметром в 31,5 метра и внутренним диаметром в 29 метров, превосходит даже знаменитый купол Солтание, внутренний диаметр которого составляет 25,5 метра и который часто считается самым большим историческим куполом в Иране.

На момент постройки Купол Скалы был третьим по величине куполом в мире, уступая только собору Святой Софии в Стамбуле и Флорентийскому собору.

Что делает это достижение еще более поразительным, так это то, что Купол Скалы и Флорентийский собор были построены лучшими инженерами своего времени при щедром финансировании императоров и сверхбогатой семьи Медичи, в то время как акведук Каль был построен жителями окружающего города, население которого в то время составляло всего несколько тысяч человек.

Хотя кирпичный купол не пережил разрушительного землетрясения, обрушившегося на провинцию Фарс в начале XX века, цилиндрическая конструкция сохранилась до наших дней, и водохранилище продолжало использоваться в течение нескольких десятилетий, пока не была проложена современная водопроводная сеть.

Эти водохранилища на юге Ирана, хотя и менее известны, чем их аналоги в Казвине, представляют собой одни из самых выдающихся достижений традиционной иранской инженерии и заслуживают признания наряду с более известными водохранилищами центрального и северного Ирана.