加兹温地下蓄水池：古代伊朗工程智慧的见证

伊朗华语台消息：位于伊朗西北部、距首都德黑兰以西约130公里的加兹温省，曾拥有由众多地下蓄水池组成的庞大体系，数量一度超过百座。如今，仅有少数地下蓄水池保存完好，其中包括“大萨尔达尔地下蓄水池”，它被认为是伊朗现存规模最大的单穹顶地下蓄水池。

据今日帕尔斯（Parstoday）援引PRESS TV报道，这些建筑能够长期保存至今，很大程度上得益于一种名为“萨鲁吉”（Sarooj）的专业防水砂浆。这种材料由沙子、黏土、石灰、灰烬、山羊毛和蛋清等成分制成。

一项针对加兹温4座地下蓄水池开展的计算研究显示，较低的穹顶相比高穹顶能够吸收更多太阳辐射，在相对寒冷的气候条件下具有更好的适应性。这表明，穹顶形态的设计不仅是一种美学选择，也是影响地下蓄水池环境性能的重要因素。

在加兹温繁华街道和历史悠久的集市之下，隐藏着伊朗传统工程最令人惊叹的成果之一，由地下储水设施组成的地下蓄水池体系。

这些巨大的穹顶曾是城市景观的重要组成部分，而其复杂的建造技术即使在数百年后的今天，仍为建筑师和工程师提供启发。

数百年来，加兹温的城市供水曾依赖这些设计巧妙的地下蓄水池。这些带顶盖的地下建筑，用于在干旱季节收集、储存并保护水源。

这一时期远早于现代管道供水系统改变伊朗城市面貌之前。这些地下蓄水池汇聚了数代人在水利工程、结构力学、材料科学以及环境设计领域积累的技术经验与智慧。

加兹温在地下蓄水池研究中具有特殊意义，因为这里曾拥有极为密集的地下蓄水池体系。历史记载显示，这类设施数量一度接近或超过100座，但如今仅有少量保存完好。

其中较为著名的地下蓄水池包括：大萨尔达尔、小萨尔达尔、哈吉·卡泽姆、哈基姆、聚礼清真寺以及扎巴内集市地下蓄水池。

这些地下蓄水池遍布历史城区，体现了当时分散式供水体系的建设理念。加兹温的储水设施并非依靠单一的大型水库，而是融入城市日常生活，为居民社区、市场、宗教建筑群以及其他重要公共空间提供服务。

其中一些建在清真寺旁，一些则是大型建筑群的组成部分，还有许多服务于人口密集的居住社区。

地下蓄水池的结构设计

地下蓄水池的核心工程部分是储水空间。这些储水池通常建于地下，并采用巨大的砖砌拱顶或穹顶覆盖。

地下布局同时带来了多方面优势：它能够避免水源受到阳光直射，减少外部极端温度变化的影响，而周围厚实的土层也有助于保持温度稳定。

地下蓄水池并非独立存在，许多蓄水池被纳入更为完善的水利系统之中，包括坎儿井以及将水输送至地下储水空间的水渠。

地下蓄水池的形态会根据当地条件和建筑需求有所不同。加兹温的案例包括圆形和方形平面，这表明当时并不存在一种统一的设计方案。

相关案例的测量结果显示，其穹顶高度约为7.5至9米，跨度约为9至14米。而计算机模型则采用标准开口尺寸，用于比较不同建筑形态的热性能差异。

其中最令人惊叹的案例之一是“大萨尔达尔地下蓄水池”。其巨大的方形储水空间由一座完整而庞大的穹顶覆盖，通常被称为伊朗最大的单穹顶地下蓄水池。不过严格来说，它实际上是伊朗现存规模最大的保存完好的单穹顶地下蓄水池。

“小萨尔达尔地下蓄水池”则采用了截然不同的结构方案：中央一根巨大的柱子将储水空间分隔成四个相邻区域，每个区域都可以单独覆盖。

这种布局体现了古代建造者面对的结构难题。在没有现代钢材或钢筋混凝土的情况下，如何利用砖石结构覆盖大型矩形或方形储水空间，需要对荷载、推力以及建筑几何进行精准控制。

穹顶结构能够将屋顶荷载转化为主要的压力作用，并通过砌体材料将力量传递至承重墙。砖材尤其适合这一结构体系，因为较小的砖块无需依靠大型石材，就能够在曲面结构上进行铺设。

最终形成的建筑，将巨大的储水能力与覆盖大跨度空间的穹顶结构结合起来，并充分利用了传统伊朗建筑工匠能够获得的材料和建造技术。

萨鲁吉、砖材与防水技术

加兹温地下蓄水池能够历经数百年保存至今，得益于砌筑技术、防水处理以及地下建造方式之间的结合。

砖材是这类建筑中最主要的结构材料，尤其用于拱顶和穹顶的建造。而一种名为“萨鲁吉”（Sarooj）的传统防水砂浆，则被广泛应用于地下蓄水池的建造。

这种特制砂浆以沙子、黏土、石灰、灰烬、山羊毛和蛋清等为原料，配方会根据不同地区和气候条件进行调整。

从其所处的使用环境来看，这种材料的重要性更加突出。地下蓄水池的墙体不仅要面对潮湿环境，还要承受储存水产生的巨大静水压力，以及周围土壤带来的侧向压力。

与此同时，建筑结构还必须在数十年甚至数百年时间里保持稳定，并接受定期清理和维护。

穹顶作为一种环境调节系统

加兹温地下蓄水池最值得关注的特点之一，是其看似简单的穹顶实际上可以被视为一种被动式环境调节系统。正如一项针对加兹温4座地下蓄水池开展的定量研究所显示的那样，穹顶在建筑环境调节中发挥着重要作用。

研究人员并没有先入为主地认为传统建筑形式一定具有环境适应优势，而是利用加兹温10年的气象数据，对这些传统建筑形式进行了测试。他们建立了4种不同地下蓄水池穹顶模型，并计算了在最炎热天气的不同时段，穹顶表面接收到的太阳辐射量。

随后，研究人员采用计算流体动力学分析方法，对高穹顶和低穹顶结构内部的空气流动以及热量分布情况进行了研究。

研究结果得出了一个出乎意料的结论：由于暴露面积更大，低穹顶接收到的太阳辐射量明显高于高穹顶。

对比显示，小萨尔达尔地下蓄水池的低穹顶在下午2时受到太阳辐射影响的比例约为84.3%，而聚礼清真寺旁高穹顶的这一比例为52.5%。

下午4时，两者比例分别为74.7%和53.5%；18时则分别为62.4%和43.2%。

从表面来看，更多太阳辐射似乎并不利于储水空间，因为这可能导致水温升高。

然而，加兹温的气候与人们通常讨论地下蓄水池时涉及的典型炎热干燥地区不同，这里的气候相对寒冷。

在这种气候条件下，研究人员发现，低穹顶能够保留更多热量，而高穹顶则会在靠近顶部的位置形成更强烈的热空气涡流。

因此，模拟结果支持了这样的结论：对于加兹温相对寒冷的大陆性气候而言，低穹顶是更适合地下蓄水池的建筑形式。

这一发现的重要之处在于，它表明人们不应简单依据其他地区的环境逻辑来解释传统建筑形式。

加兹温的建造者面对的是一种独特的气候组合：冬季寒冷、夏季炎热、太阳辐射以及地下结构的热容量。穹顶并非只是具有象征意义的屋顶，其几何形态会影响下方储水空间的温度变化。

水、空气与被动式降温原理

地下蓄水池与周围空气环境之间的关系同样十分重要。一些伊朗地下蓄水池配有风塔，能够将流动的空气引入建筑内部，并帮助调节温度和湿度。

在部分地区，人们会在地下蓄水池中增加风塔，以便在夏季保持储水的低温状态。不过，不同地区的地下蓄水池，在风塔设置和结构形式上存在差异。

加兹温现存的地下蓄水池充分展现了这种多样性。小萨尔达尔地下蓄水池被描述为拥有4座穹顶和4座半风塔，而哈吉·卡泽姆地下蓄水池则设有两座高大的风塔。

扎巴内集市地下蓄水池也展现出另一种建筑布局。根据相关建筑描述，该蓄水池拥有多个顶部构件以及5座风塔。

其基本原理十分简单：水质在一定程度上取决于周围环境条件。停滞、炎热且潮湿的空气可能导致水质下降，而经过控制的空气流动则有助于通风和温度调节。

因此，地下储水空间、厚重砌体结构、拱顶空间以及在适当情况下设置的风塔相结合，形成了一套被动式调节系统，无需依靠机械制冷设备或强力通风装置。

通过风塔进入的新鲜空气能够增强空气流通，有助于降低储水空间的温度；与此同时，地下位置和厚重墙体能够隔绝外部温度变化对储存水体的影响。

古代建造者并不是按照现代能源性能标准来优化建筑，而是利用现有材料、实践经验以及当地气候知识解决实际问题。

然而，现代模拟技术使我们能够发现，一些传统解决方案已经产生了可以量化的环境影响。

从基础设施到城市建筑

加兹温地下蓄水池之所以格外引人关注，在于它们不仅承担着收集和储存水源的工程功能，也成为体现城市文化认同的建筑标志。

用于收集和储存水源的实用性基础设施，被融入伊朗建筑高度发展的视觉语言之中。

一个储水空间原本可能只是一处地下水池，但其入口却可能通过具有纪念意义的门楼进行装饰，并以通向水面的长阶梯作为连接；与此同时，穹顶又将隐藏于地下的储水空间转变为城市天际线上可见的建筑景观。

大萨尔达尔和小萨尔达尔地下蓄水池由萨尔达尔兄弟在卡扎尔王朝法特赫·阿里沙时期建造，展现了水利基础设施如何成为更大规模慈善事业和建筑规划的一部分。

大萨尔达尔地下蓄水池于1812年建成，小萨尔达尔地下蓄水池于1814年完工，两者都是与其赞助者相关的大型宗教和公共建设项目的一部分。

加兹温其他地下蓄水池同样拥有装饰性入口、瓷砖装饰、铭文以及精细建造的砖石结构。它们位于市场、社区和宗教建筑群之中，也意味着这些设施同时具有社会功能，而不仅仅是独立存在的工程设施。

大萨尔达尔地下蓄水池是加兹温最具代表性的案例：其地下储水空间容量约为4900立方米，配以具有纪念意义的穹顶，展现了加兹温建筑师如何将原本隐蔽的基础设施转化为城市中可见的重要建筑。

与气候相适应的工程遗产

加兹温现存的地下蓄水池，为传统建筑如何将水利工程、结构力学、材料科学和环境设计融合于同一建筑形式中提供了宝贵启示。

这些地下储水空间借助地下环境的热稳定性；厚重的砌体结构增强了建筑的结构稳定性，并提供了热惰性；萨鲁吉形成了防水层；砖砌拱顶和穹顶使建筑能够在不依靠现代结构材料的情况下覆盖大跨度空间；设置风塔后，还可以实现被动式通风。

伊朗巨型地下蓄水池：加兹温及其之外

尽管加兹温的大萨尔达尔地下蓄水池常被誉为伊朗最大的地下蓄水池，但按储水容量计算，伊朗南部两座地下蓄水池的容量超过了它。

加兹温大萨尔达尔地下蓄水池拥有一个方形储水空间，容量约为4900立方米。其后依次为加兹温聚礼清真寺地下蓄水池（3750立方米）、先知清真寺地下蓄水池（3600立方米）、小萨尔达尔地下蓄水池（2090立方米）、哈吉·卡泽姆地下蓄水池（1950立方米）以及哈基姆地下蓄水池（1944立方米）。

然而，位于法尔斯省格拉什市、又名“甘吉·巴赫尔”（Ganj-al-Bahr）的卡勒地下蓄水池，拥有一座直径29米、深21米的圆柱形储水空间，可储存13872立方米水，容量接近大萨尔达尔地下蓄水池的3倍。

位于霍尔木兹甘省班德尔·康格的达里亚·多拉特地下蓄水池，是另一项重要工程成就。该蓄水池拥有直径28米、深14米的圆柱形储水空间，储水容量达到8620立方米。

这三座地下蓄水池均建于卡扎尔王朝时期，体现了即使在伊朗进入现代化进程后，传统水利基础设施仍持续发挥重要作用。

大萨尔达尔地下蓄水池的穹顶虽然规模可观，直径达到17米，可与伊朗大型聚礼清真寺的穹顶相媲美，例如加兹温聚礼清真寺和亚兹德聚礼清真寺的穹顶，但其规模仍明显小于格拉什卡勒地下蓄水池曾经拥有的穹顶。

卡勒地下蓄水池穹顶外径达到惊人的31.5米，内径为29米，甚至超过著名的苏丹尼耶穹顶。后者内径为25.5米，通常被认为是伊朗最大的历史穹顶之一。

在建造时期，卡勒地下蓄水池穹顶曾是世界第三大砖石穹顶，仅次于伊斯坦布尔的圣索菲亚大教堂和佛罗伦萨大教堂。

这一成就之所以更加令人瞩目，在于苏丹尼耶穹顶和佛罗伦萨大教堂都是由当时最优秀的工程师建造，并得到帝王以及极为富有的美第奇家族的慷慨资助；而卡勒地下蓄水池则由一座周边城市的居民建造，当时当地人口仅有数千人。

虽然卡勒地下蓄水池的砖砌穹顶未能在20世纪初法尔斯省发生的一场毁灭性地震中保存下来，但其圆柱形建筑主体仍保存至今。在现代供水网络建成前，这座地下蓄水池仍被使用了数十年。

这些伊朗南部地下蓄水池虽然不如加兹温的同类建筑知名，却代表了伊朗传统工程中一些最杰出的成就，值得与伊朗中部和北部更为著名的地下蓄水池一样受到关注。