يخجال

بيت الجليد

ومن ناحية أخرى، تعمل أغلب اليخجال مثل بيت الجليد التقليدي. حيث يهدف الشكل المخروطي الطويل للمبنى إلى تحسين تأثير المدخنة الشمسية، مما يخلق تيارًا حراريًا لتوجيه أي حرارة متبقية إلى الأعلى ثم إلى الخارج من خلال الفتحات الموجودة في أعلى المبنى. من خلال هذه العملية السلبية، يظل الهواء البارد داخل اليخجال. في الوقت نفسه، يسمح المبنى للهواء البارد بالتدفق خلال المداخل الموجودة في قاعدة المبنى والنزول إلى الجزء الأدنى من اليخجال: وهي مساحات كبيرة تحت الأرض يصل حجمها إلى 5,000 م3.

وفي هذا السياق، غالبًا ما يكون لديهم كذلك إمكانية الوصول إلى قناة (قناة إيرانية)، وتُجهز أحيانًا بالملقف (مصدات الرياح أو أبراج الرياح) المبني من الطين أو الطوب الطيني في أشكال مربعة أو مستديرة مع فتحات في الأعلى تقوم بتوجيه الهواء البارد إلى الأسفل عبر الداخل، عموديًا توضع شرائح خشبية على الماء أو الهيكل الموجود بالأسفل. يمكن أن يعمل الملقف كمدخنة كذلك، حيث يطلق الهواء الدافئ من الأعلى ويسحب الهواء البارد من فتحة القاعدة أو القناة المتصلة (يبرد الهواء في القناة تيارٌ تحت الأرض). وهذا التصميم هو الذي يسمح للبيت الجليدي في اليخجال للاستفادة من التبريد بالتبخير، مما يحافظ على برودة الهيكل إلى أقل بكثير من درجات الحرارة المحيطة.

وفي هذا الصدد، بُنيت اليخجال من مادة ملاط فريدة مقاومة للماء تسمى الصاروج. يتكون هذا الملاط من الرمل والطين وبياض البيض والجير وشعر الماعز والرماد بنسب محددة، وهي مقاومة لانتقال الحرارة ويُعتقد أنها غير قابلة لاختراق الماء تمامًا. وتعمل هذه المادة كعزل فعال على مدار السنة. ويبلغ سمك جدران الصاروج عند القاعدة مترين على الأقل..

وعلى صعيد آخر، يُفصل الجليد الموجود داخل الهيكل بالخشب والقش غالبًا لعزل طبقات الجليد ومنعها من الالتصاق ببعضها البعض. بالاضافة إلى أغلب التصاميم تحتوي على ثقب في الأسفل يرتبط بالقناة، أو ببساطة بمثابة بئر تجفيف.

أحواض الثلج

من جانب آخر، نظرًا لانخفاض محتوى الرطوبة في الهواء، فإن الحرارة المنعكسة من الأحواض إلى الأحواض مرة أخرى ستكون ضئيلة، مما يعني أنه يمكن انبعاث حرارة الأحواض انبعاثًا تامًا.

إضافةً إلى ذلك، وهذا يعني أن أحواض الجليد يمكن أن تستعمل برودة ليالي الصحراء و/أو التبريد الإشعاعي لتجميد المياه التي ستُنقل لاحقًا للتخزين على شكل ثلج.

• بحلول الليل، غالبًا ما يكون لأحواض الجليد رصيد من الطاقة السلبية:
• سيكون توصيل الحرارة إلى الحوض في حده الأدنى طوال اليوم بسبب جدران الظل.
• سيكون الحمل الحراري للهواء الساخن نحو الأحواض ضئيلًا.
• سيؤدي التبخر إلى إبعاد الحرارة عن الأحواض، كما هو الحال مع بقية اليخجال.

وفي السياق ذاته، تحتوي الكثير من اليخجال على أحواض جليدية. وقد بُنيت هذه الأحواض إما لتزويد اليخجال بالمياه اللازمة لعملية التبريد التبخيري، بحيث يمكن تحضير الثلج بسهولة أو نقله إلى وحدات التخزين داخله، أو لإنتاج الثلج. في بعض الأحيان كانت هذه الأحواض عبارة عن قنوات مربعة الشكل أبعادها قرابة 100م × 10م وبعمق 40-50 سم، وهي تشبه البركة العاكسة. وفي كثير من الأحيان، لا تستعمل أي مواد خاصة لإنهاء سطح القناة.

جدران الظل

إضافةً إلى ذلك، يتراوح فرق درجة الحرارة بين المناطق المظللة وغير المظللة في أغلب المناطق التي بُني اليخجال فيها ما يقرب من 15 إلى 20 درجة مئوية، مما يجعل جدران الظل ضرورية للإنتاج والتخزين، فضلاً عن منح العمال وقتًا إضافيًا لجني الثلج. وبالعادة يُبنى الجدار في اتجاه الشرق والغرب بالقرب من اليخجال، ويصل ارتفاعه أحيانًا إلى 15 مترًا وغالبًا ما يصل إلى 10 أمتار لتقليل خسائر الحمل الحراري إلى جانب توفير الظل. ونظرًا لارتفاعها فإن قاعدة الجدران تكون أكثر سمكًا، وفي بعض التصاميم تكون الجدران مقوسة و/أو مَسنُودة لدعم الحمل (كما هو موضح في اليخجال في مدينة سيرجان الإيرانية).

ومن جهة أخرى، تُوجه المياه من القناة إلى اليخجال، والذي يستعمل لملء أحواض التَجهِيز أو يستعمل لتشغيل التبريد التبخيري في جميع أنحاء بيت الجليد. تُوجه المياه الواردة على طول الجانب الشمالي من الجدار بحيث يقوم التبريد الإشعاعي في ظل الجدار بتبريد الماء مسبقًا قبل دخوله إلى اليخجال (كما هو موضح في اليخجال في كوثر). يُجلب لاحقًا الجليد إما من أحواض الجليد المغطاة بالجدران، أو من الجبال القريبة ليُخزَّن في الخزان.

التاريخ

في هذا الإطار، لا توجد معلومات مفصلة عن الخلفية التاريخية لليخجال حتى العصر الصفوي. ورغم أن استخدام الثلج كان موجودا بكثرة في النصوص والقصص والأشعار التاريخية قبل العصر الصفوي؛ إلا أنه لا يوجد ذكر لكيفية إنتاجه. وترتبط أقدم الوثائق بالرحالة الفرنسي جان شاردان خلال الفترة الصفوية.

وفي هذا الصدد، تُنسب أقدم صور لليخجال في العصر الصفوي كذلك إلى شاردان. فقد صور في رحلته منظرًا لمدينة كاشان يظهر فيها اليخجال خارج قلعة المدينة وبرجها وأسوارها.

علاوةً على ذلك، خلال هذه الرحلة، في عام 1665، تحدث شاردان عن كيفية تحضير الثلج في يخجال مدينة أصفهان، فكتب:

علاوةً على ذلك، تشير السجلات إلى أن هذه المباني قد بنيت في وقت يعود إلى 400 قبل الميلاد، والعديد منها بنيت منذ مئات السنين ولا تزال قائمة، حيث قام المهندسون الفرس ببناء اليخجال في الصحراء لتخزين الثلج، وبالعادة ما تُبنى في مكان قريب. ويستعمل الثلج الذي يُصنع طوال العام وخاصة خلال أيام الصيف الحارة. ويستعمل الثلج لأغراض مختلفة، منها حفظ الأغذية، ولتبريد الحلوى، أو صنع الحلويات الفارسية التقليدية مثل الفالوذج والشربات المثلج.

وفي السياق ذاته، دخل الهولندي "كورنيلين بروين" المتوفى سنة 1702 إلى إيران وأحضر صورة لليخجال في مدينة قم ووضعها في كتابه، وتعتبر من أهم الوثائق التاريخية لليخجال في العصر الصفوي. وفي هذه الصورة، يتكون خزان الثلاجة من قبة من نوع "الرف المتدرج"، ويمكن رؤية جدار الظل الخاص به على الجانب الأيسر من الصورة.

إضافةً إلى ذلك، بالرغم من أن العديد منها قد أهمل على مر السنين بسبب انتشار تكنولوجيا التبريد التجارية، إلا أنه قد جرى إحياء بعض الاهتمام بها كمصدر للإلهام في تصميم المساكن منخفضة الطاقة والهندسة المعمارية المستدامة. وبعضها، مثل اليخجال في كرمان (على ارتفاع أكثر من ميل واحد فوق مستوى سطح البحر)، قد حوفظ عليه جيدًا. ولا تزال هذه المباني ذات الشكل المخروطي التي يبلغ ارتفاعها ثمانية عشر مترًا، وذات عزل هائل، ومياه باردة تتدفق على جوانبها تدفقًا مستمرًا، مما يحافظ على الجليد متجمدًا طوال فصل الصيف.

التصميم

ومن ناحية أخرى، تم تحسين هندسة اليخجال للاستفادة من فيزياء التبريد التبخيري والتبريد الإشعاعي، وكذلك من المناخ الصحراوي القاحل والمنخفض الرطوبة النسبية والمطلقة. حيث أن انخفاض الرطوبة النسبية يزيد من كفاءة التبريد التبخيري بسبب فارق ضغط البخار، وانخفاض الرطوبة المطلقة يزيد من كفاءة التبريد الإشعاعي لأن بخار الماء الموجود في الهواء يثبطه. فضلًا عن أن في بعض المناخات الصحراوية، كالموجودة على ارتفاعات عالية، تنخفض درجات الحرارة إلى ما دون درجة التجمد ليلاً. وينقسم تصميمها عمومًا إلى ثلاثة مجالات: بيت الجليد أو الخزان، وجدران العزل، وحفر الجليد أو الأحواض. ومع ذلك، فقد تباينت هذه المكونات الثلاثة كثيرًا، حيث استُخدم بعضها، في حين كان البعض الآخر مجرد جدار ظل كبير فوق حوض رقيق.