ایرانی‌های باستان چطور بدون برق، وسط کویر یخ تولید می‌کردند؟ راز یخچال‌های تاریخی ایران

تصور کنید در یکی از روزهای گرم تابستان، چندصد سال پیش، در شهری مانند یزد یا کرمان زندگی می‌کنید. خورشید بی‌رحمانه می‌تابد، زمین از شدت گرما داغ شده و خبری از برق، کولر یا یخچال نیست؛ بااین‌حال، می‌توانید نوشیدنی خنکی بنوشید که با یخ تهیه شده است.

عجیب‌تر اینکه این یخ‌ها را نه از کوهستان آورده‌اند و نه دستگاهی برای تولیدشان وجود داشته است. آن‌ها در همان منطقه کویری و در سرمای زمستان تولید شده‌اند و ماه‌ها بعد، در گرمای تابستان، همچنان قابل استفاده‌اند.

چنین اتفاقی نه افسانه است و نه حاصل فناوری مدرن؛ بلکه نتیجه یکی از هوشمندانه‌ترین روش‌های سازگاری انسان با طبیعت است. ایرانی‌ها با استفاده از سرمای شب‌های زمستان، معماری خشتی و شناخت ویژگی‌های اقلیم، سازه‌هایی ساختند که امروز آن‌ها را با نام یخچال یا یخدان تاریخی می‌شناسیم.

اما یخچال‌های ایرانی دقیقاً چطور کار می‌کردند؟ چگونه می‌توانستند بدون مصرف برق، یخ تولید کنند و مهم‌تر از آن، یخ‌ها را برای ماه‌ها سالم نگه دارند؟

وقتی نام یخچال را می‌شنویم، معمولاً دستگاهی برقی را تصور می‌کنیم که در آشپزخانه قرار دارد؛ اما قرن‌ها پیش از اختراع یخچال‌های امروزی، همین واژه برای سازه‌هایی استفاده می‌شد که کار اصلی آن‌ها ذخیره یخ طبیعی بود.

یخچال‌های تاریخی ایران معمولاً از مجموعه‌ای از حوضچه‌های کم‌عمق، دیوارهای بلند سایه‌انداز و مخازن عمیق و عایق‌شده تشکیل می‌شدند. در نمونه‌های معروف‌تر، گنبدهای عظیم خشتی روی مخازن قرار می‌گرفتند و ظاهری مخروطی‌شکل به این مجموعه‌ها می‌دادند.

به نوشته دانشنامه ایرانیکا در مدخل یخچال، این سازه‌ها برای ذخیره قالب‌های یخ یا در موارد محدود، برف فشرده‌ای ساخته می‌شدند که در زمستان جمع‌آوری شده بود و در ماه‌های گرم سال به مصرف می‌رسید.

البته برخلاف تصور رایج، یخچال‌های تاریخی را نباید دقیقاً معادل یخچال خانگی امروزی دانست. وظیفه اصلی آن‌ها نگهداری یخ بود، نه فراهم‌کردن فضایی برای چیدن و نگهداری انواع مواد غذایی.

بعضی از یخچال‌ها یخ موردنیاز خود را از مناطق کوهستانی تأمین می‌کردند؛ اما در مناطق خشک و کویری، روش جذاب‌تری نیز وجود داشت: تولید یخ در محل.

شاید تصور کنیم کویر همیشه گرم است؛ اما بسیاری از مناطق کویری ایران، به‌ویژه در زمستان، شب‌های بسیار سردی دارند. اختلاف دمای شب و روز در این مناطق می‌تواند چشمگیر باشد و همین ویژگی، فرصت مناسبی برای تولید یخ فراهم می‌کرد.

در کنار بسیاری از یخچال‌های تاریخی، حوضچه‌هایی کم‌عمق به نام «یخ‌بند» ساخته می‌شد. آب موردنیاز این حوضچه‌ها در بسیاری از مناطق از طریق قنات یا منابع آبی محلی تأمین می‌شد. با فرارسیدن شب‌های سرد زمستان، آب را وارد حوضچه‌ها می‌کردند تا بر اثر کاهش دما یخ بزند.

راز تولید مقدار زیادی یخ در این حوضچه‌ها، استفاده از لایه‌های نسبتاً نازک آب بود. بر اساس توضیحات پژوهشگر تاریخ معماری ایران، همینگ یورگنسن، در یکی از شیوه‌های رایج، ابتدا لایه‌ای از آب به ضخامت حدود پنج تا ۱۰ سانتی‌متر وارد حوضچه می‌شد.

در شب‌های یخبندان، این آب منجمد می‌شد. سپس لایه دیگری از آب روی یخ قبلی می‌ریختند و فرایند را تکرار می‌کردند. در شرایط مناسب، ضخامت یخ می‌توانست به حدود ۵۰ سانتی‌متر برسد. پس از آن، یخ را به قطعه‌های کوچک‌تر تقسیم می‌کردند و به مخزن اصلی انتقال می‌دادند.

این فرایند طی شب‌های سرد زمستان تکرار می‌شد تا مقدار کافی یخ برای استفاده در فصل گرم ذخیره شود. نکته جالب اینجاست که در چنین روشی، انرژی لازم برای انجماد آب از هیچ دستگاه مکانیکی تأمین نمی‌شد؛ طبیعت خودش نقش دستگاه تولید یخ را بر عهده داشت.

سردشدن هوا در زمستان، بخش مهمی از ماجرا بود؛ اما تمام توضیح علمی تولید یخ به دمای هوا محدود نمی‌شود.

در شب‌های صاف کویری، سطح آب می‌تواند انرژی گرمایی خود را به‌صورت تابش به آسمان از دست بدهد. این پدیده که «سرمایش تابشی» نام دارد، به کاهش دمای آب کمک می‌کند.

از طرف دیگر، هوای خشک باعث می‌شود تبخیر آب نیز در خروج گرما نقش داشته باشد. تبخیر برای انجام‌شدن به انرژی نیاز دارد و بخشی از این انرژی را از خود آب می‌گیرد.

در نتیجه، ترکیب هوای سرد زمستان، آسمان صاف، رطوبت کم و طراحی مناسب حوضچه‌ها می‌توانست شرایط لازم برای یخ‌زدن آب را فراهم کند.

در بررسی علمی فیزیک تولید یخ در یخچال‌های ایرانی، پژوهشگران شرکت مهندسی مکس فوردهم با مدل‌سازی انتقال گرما نشان داده‌اند که اتلاف گرما از طریق تابش به آسمان شب و تبخیر، از عوامل مهم فرایند تولید یخ در اقلیم یزد بودند.

بنابراین، برخلاف برخی روایت‌های اغراق‌آمیز، این سازه‌ها قرار نبود در گرمای روزهای تابستان آب را منجمد کنند. یخ در شرایط سرد زمستان تولید می‌شد و هنر اصلی معماران ایرانی، فراهم‌کردن امکان نگهداری آن برای ماه‌های آینده بود.

تولید یخ فقط نیمی از ماجرا بود. چالش اصلی زمانی آغاز می‌شد که باید مقدار زیادی یخ را برای چندین ماه در محیطی با تابستان‌های گرم و خشک نگهداری می‌کردند. معماران ایرانی برای حل این مسئله، مجموعه‌ای از راهکارهای هوشمندانه را کنار یکدیگر قرار داده بودند.

بخش مهمی از فضای ذخیره یخ در زیر سطح زمین ساخته می‌شد. دمای خاک در عمق زمین معمولاً نوسان بسیار کمتری نسبت به هوای آزاد دارد. به همین دلیل، مخازن زیرزمینی کمتر در معرض تغییرات شدید دمای شب و روز قرار می‌گرفتند.

قرارگرفتن یخ‌ها در چنین فضایی باعث می‌شد انتقال گرما از محیط بیرون به آن‌ها کندتر انجام شود.

خشت و گل مصالح اصلی بسیاری از یخچال‌های ایرانی بودند. ضخامت زیاد دیوارها باعث می‌شد تغییرات دمای بیرون با تأخیر و شدت کمتری به فضای داخلی منتقل شود.

این ویژگی برای سازه‌هایی که قرار بود ماه‌ها یخ نگهداری کنند، اهمیت فراوانی داشت. در برخی یخچال‌های بزرگ، ضخامت دیوارها در بخش پایینی به حدود دو متر می‌رسید.

برای کاهش سرعت ذوب یخ، از مصالح طبیعی مانند کاه، حصیر و مواد گیاهی استفاده می‌شد. در برخی روش‌ها، لایه‌های کاه میان یخ‌ها قرار می‌گرفت تا از چسبیدن قطعه‌ها به یکدیگر جلوگیری شود و به عایق‌کاری کمک کند.

همچنین پوشاندن بخش‌هایی از مجموعه با مواد عایق، انتقال گرما را کاهش می‌داد.

مشخص‌ترین ویژگی ظاهری بسیاری از یخچال‌های تاریخی ایران، گنبدهای بلند خشتی آن‌ها است.

این گنبدها علاوه بر پوشاندن مخزن، مانعی در برابر تابش مستقیم خورشید به یخ‌های ذخیره‌شده ایجاد می‌کردند.

جرم حرارتی بالای مصالح به‌کاررفته در آن‌ها نیز به کاهش نوسان دما کمک می‌کرد.

نکته مهم این است که نقش گنبد را نباید صرفاً به خروج هوای گرم از روزنه بالایی محدود کرد. بررسی‌های مهندسی نشان می‌دهند که سایه‌اندازی، عایق‌کاری و ویژگی‌های حرارتی دیوارهای ضخیم، نقش مهم‌تری در حفظ یخ داشته‌اند.

حتی با تمام این تمهیدات، جلوگیری کامل از ذوب یخ امکان‌پذیر نبود.

به همین دلیل، در برخی یخچال‌ها مسیرهایی برای خروج یا تخلیه آب حاصل از ذوب یخ در نظر گرفته می‌شد تا آب در کف مخزن جمع نشود.

وجود چنین راهکارهایی نشان می‌دهد که سازندگان یخچال‌ها، تنها به تولید و انبارکردن یخ فکر نمی‌کردند؛ بلکه برای حفظ کیفیت و کاهش هدررفت ذخایر نیز برنامه داشتند.

در واقع، راز موفقیت این سازه‌ها در یک اختراع عجیب یا ماده ناشناخته نبود؛ بلکه در کنار هم قرارگرفتن چندین اصل ساده علمی نهفته بود.

اگر تصاویر یخچال‌های تاریخی، به‌ویژه یخچال میبد را دیده باشید، احتمالاً متوجه دیوارهای بلند و کشیده‌ای در کنار گنبد شده‌اید.

این دیوارها فقط برای محصورکردن محوطه نبودند. حوضچه‌های تولید یخ باید در طول روز از تابش مستقیم آفتاب محافظت می‌شدند تا یخ تولیدشده در شب، به‌سرعت از بین نرود.

دیوارهای بلند، سایه‌ای گسترده روی حوضچه‌ها ایجاد می‌کردند و به حفظ سرمای آب و یخ کمک می‌کردند.

نکته جالب اینکه در یک پژوهش دانشگاهی درباره عملکرد حرارتی یخدان مؤیدی کرمان، پژوهشگران توضیح داده‌اند که نقش اصلی دیوار سایه‌انداز، محافظت از یخ در برابر تابش خورشید بوده است؛ نه اینکه خود دیوار باعث تولید یخ شود.

به بیان ساده، سرمای شب آب را منجمد می‌کرد و سایه دیوار به حفظ یخ در طول روز کمک می‌کرد.

پاسخ به این سؤال کمی پیچیده‌تر از آن است که بتوان یک عدد مشخص ارائه کرد.

استفاده از گودال‌های زیرزمینی برای نگهداری یخ و برف، سابقه‌ای بسیار طولانی در تاریخ بشر دارد و شکل‌های ابتدایی این روش احتمالاً در ایران نیز از دوران باستان شناخته شده بودند.

در پژوهش جامع «یخچال‌های ایران؛ کجا، چگونه و چرا»، همینگ یورگنسن به پیشینه طولانی این فناوری و تحول آن در معماری ایران پرداخته است.

بااین‌حال، باید میان قدمت روش ذخیره یخ و قدمت سازه‌های گنبدی باقی‌مانده تفاوت قائل شد. شواهد مربوط به گودال‌های ابتدایی ذخیره یخ را نمی‌توان به‌معنای وجود تمام یخچال‌های خشتی امروزی در ۲۵۰۰ سال پیش دانست.

بسیاری از بناهای شناخته‌شده و باقی‌مانده به دوره‌های متأخرتر، به‌ویژه صفوی و قاجار مربوط می‌شوند.

یکی از منابع جذاب درباره یخچال‌های ایرانی، سفرنامه‌های جهانگردان اروپایی است.

ژان شاردن، جهانگرد فرانسوی قرن هفدهم میلادی، در توصیف زندگی مردم ایران به روش تولید و ذخیره یخ اشاره کرده است.

بر اساس روایت او، مردم در فصل سرما آب را در حوضچه‌های مخصوص منجمد می‌کردند و سپس یخ‌های تولیدشده را به مخازن انتقال می‌دادند.

شرح این فرایند در مقاله پژوهشی «مروری بر یخچال‌های ایرانی به‌عنوان نمونه‌ای از معماری بومی»، نوشته بهاره حسینی و علی نمازیان، نیز آمده است.

از بخش‌های جالب این روایت تاریخی، اشاره به گردهمایی و شادی مردم هنگام پرکردن مخازن یخ است؛ اتفاقی که نشان می‌دهد تولید و ذخیره یخ، گاهی فراتر از یک فعالیت اقتصادی، رویدادی اجتماعی نیز محسوب می‌شد.

در دورانی که تهیه یک نوشیدنی خنک به سادگی بازکردن در یخچال نبود، دسترسی به یخ می‌توانست امتیازی مهم به شمار برود.

یخ‌های ذخیره‌شده در تابستان برای خنک‌کردن آب و نوشیدنی‌ها، تهیه خوراکی‌های سرد و مصارف مختلف دیگر استفاده می‌شدند.

در برخی شهرها، یخچال‌ها به کسب‌وکارهایی تبدیل شده بودند که محصول خود را در فصل گرم عرضه می‌کردند.

مالکیت و اداره آن‌ها نیز یکسان نبود. برخی زیر نظر افراد یا صاحبان سرمایه فعالیت می‌کردند و برخی دیگر به‌صورت مشارکتی اداره می‌شدند.

وجود چنین سازه‌هایی در شهرها و روستاهای مناطق خشک، نشان می‌دهد که تولید یخ بخشی از فعالیت اقتصادی و زیرساخت زندگی روزمره مردم بوده است.

با گسترش دستگاه‌های یخ‌سازی و تجهیزات سرمایشی، نیاز به روش‌های سنتی نگهداری یخ به‌تدریج کاهش یافت.

به نوشته دانشنامه ایرانیکا، یخچال‌های سنتی تا پیش از گسترش گسترده تجهیزات سرمایشی مکانیکی، از عناصر مهم معماری بومی ایران بودند و کاربرد آن‌ها در برخی مناطق تا دهه‌های میانی قرن بیستم ادامه داشت.

اگرچه بسیاری از یخچال‌های سنتی در گذر زمان تخریب شده‌اند، نمونه‌هایی از آن‌ها همچنان در گوشه‌وکنار ایران باقی مانده‌اند.

این سازه‌ها امروز نه برای تولید و نگهداری یخ، بلکه به‌عنوان آثار تاریخی و نمونه‌هایی از مهندسی اقلیمی مورد توجه قرار می‌گیرند.

یکی از شناخته‌شده‌ترین نمونه‌ها، یخچال تاریخی میبد در استان یزد است. این سازه در نزدیکی مجموعه تاریخی کاروانسرای میبد قرار دارد و گنبد بزرگ خشتی آن، از ویژگی‌های شاخص بنا به شمار می‌رود.

یخچال میبد از بخش‌هایی مانند حوضچه‌های تولید یخ، دیوارهای سایه‌انداز، مخزن زیرزمینی و گنبد محافظ تشکیل شده است.

این مجموعه نمونه مناسبی برای درک ارتباط میان معماری سنتی و شرایط آب‌وهوایی مناطق کویری به شمار می‌رود.

قدمت بنا معمولاً به دوره صفوی نسبت داده می‌شود و بر اساس اطلاعات ثبت‌شده درباره یخچال خشتی میبد، این اثر در سال ۱۳۷۵ در فهرست آثار ملی ایران ثبت شده است.

اگر روزی به میبد سفر کردید، بازدید از این سازه می‌تواند درک متفاوتی از زندگی در مناطق کویری به شما بدهد؛ زیرا ساختمان عظیمی که امروز شبیه یک یادگار معماری است، زمانی بخشی از زیرساخت تأمین یخ برای مردم منطقه بوده است.

یخدان مؤیدی یکی دیگر از نمونه‌های شاخص این فناوری است که در شهر کرمان قرار دارد. این مجموعه با گنبد مخروطی بزرگ و دیوارهای بلند خشتی شناخته می‌شود و از نمونه‌های ارزشمند معماری سنتی و اقلیمی ایران است.

یخدان مؤیدی علاوه بر اهمیت تاریخی، موضوع پژوهش‌های مهندسی نیز بوده است.

محققان با بررسی ویژگی‌های حرارتی این سازه و نقش دیوار سایه‌انداز، تلاش کرده‌اند عملکرد آن را با روش‌های علمی توضیح دهند.

این موضوع نشان می‌دهد که یخچال‌های تاریخی تنها برای علاقه‌مندان به تاریخ جذاب نیستند، بلکه برای پژوهشگران حوزه معماری پایدار و کاهش مصرف انرژی نیز اهمیت دارند.

ابرکوه در استان یزد نیز از شهرهایی است که نمونه‌های ارزشمندی از یخچال‌های تاریخی در آن باقی مانده است.

گنبدهای مخروطی و معماری خشتی این سازه‌ها، به‌خوبی نشان‌دهنده شیوه ساخت یخچال‌های مناطق خشک ایران هستند.

در بررسی‌های تاریخی منتشرشده در دانشنامه ایرانیکا، به وجود سه گنبد شاخص یخچال در محدوده ابرکوه اشاره شده است.

این آثار در کنار دیگر بناهای تاریخی ابرکوه، بخشی از میراث معماری بومی منطقه را تشکیل می‌دهند.

ممکن است تصور کنیم با اختراع یخچال‌های برقی، دیگر چیزی برای آموختن از این سازه‌های تاریخی باقی نمانده است؛ اما پژوهش‌های جدید خلاف این تصور را نشان می‌دهند.

یخچال‌های ایرانی نمونه‌ای از استفاده هوشمندانه از منابع طبیعی و ویژگی‌های اقلیم برای کاهش نیاز به انرژی هستند.

معماران آن دوره بدون دسترسی به موتور، کمپرسور یا تجهیزات الکتریکی، از جرم حرارتی مصالح، عایق‌کاری، سایه‌اندازی، سرمای شب و قرارگیری سازه در زمین استفاده می‌کردند.

پژوهشگران مکس فوردهم با مدل‌سازی عملکرد حرارتی این بناها نشان داده‌اند که ویژگی‌های مصالح ضخیم سنتی می‌تواند در طراحی ساختمان‌های امروزی نیز آموزنده باشد.

البته این یافته‌ها به‌معنای جایگزین‌شدن یخچال‌های خشتی با تجهیزات سرمایشی جدید نیست؛ بلکه اهمیت آن‌ها در شناخت روش‌های طراحی کم‌مصرف و سازگار با اقلیم است.

در دورانی که مصرف انرژی و اثرات زیست‌محیطی ساختمان‌ها به دغدغه‌ای مهم تبدیل شده، بررسی چنین فناوری‌هایی می‌تواند به ایده‌های تازه برای معماری پایدار کمک کند.

یخچال‌های تاریخی ایران در نگاه اول ممکن است چیزی جز گنبدهایی بزرگ و ساده در حاشیه شهرهای کویری به نظر نرسند؛ اما پشت همین ساختمان‌های خشتی، دانشی ارزشمند از آب‌وهوا، مصالح ساختمانی و مهندسی نهفته است.

ارزش این سازه‌ها تنها در ظاهر معماری آن‌ها نیست. حوضچه‌های تولید یخ، دیوارهای سایه‌انداز، مسیرهای انتقال آب و مخازن زیرزمینی، همگی بخش‌هایی از یک سامانه کامل بوده‌اند.

بااین‌حال، بسیاری از این بخش‌ها در نمونه‌های باقی‌مانده آسیب دیده یا از بین رفته‌اند و همین موضوع، شناخت عملکرد واقعی یخچال‌های تاریخی را دشوارتر می‌کند.

حفاظت از این بناها، در واقع محافظت از بخشی از تاریخ فناوری و دانش بومی ایران است؛ دانشی که نشان می‌دهد انسان چگونه می‌تواند با شناخت محیط زندگی خود، راه‌حل‌هایی هوشمندانه برای دشوارترین شرایط طبیعی پیدا کند.

دفعه بعد که در یک روز گرم تابستان، قالب یخی را داخل لیوانتان می‌اندازید، شاید بد نباشد لحظه‌ای به این فکر کنید که چندصد سال پیش، در دل همین سرزمین، مردمانی زندگی می‌کردند که بدون برق و هیچ دستگاه سرمایشی، یخ زمستان را برای تابستان نگه می‌داشتند.

شما تابه‌حال از یخچال‌های تاریخی میبد، کرمان یا ابرکوه بازدید کرده‌اید؟ به‌نظرتان کدام‌یک از فناوری‌های فراموش‌شده معماری ایرانی ارزش معرفی دوباره را دارند؟