Les solutions proposées par l'architecture méditerranéenne ancienne nous donnent des indications sur la manière de résoudre les problèmes de refroidissement de l'air tout en évitant les plantes consommatrices d'énergie pour assurer le confort dans les bâtiments modernes.
La climatisation artificielle devient de plus en plus courante dans l'architecture moderne : cependant, elle peut avoir des effets négatifs sur la santé et sa consommation élevée d'électricité entraîne des coûts. Les recherches sur la durabilité environnementale suggèrent d'explorer les perles de sagesse de nos ancêtres, qui ont déjà trouvé des solutions simples, économiques et sûres pour surmonter le problème.
Le climat du Moyen-Orient est chaud et sec, avec des températures extérieures journalières de 40°C à 55°C en été : dans ces conditions, des stratégies particulières ont été adoptées dans le passé par les populations locales pour améliorer leurs conditions de vie.
Tout d'abord, la disposition des maisons est le premier choix qui permet de profiter de la présence du soleil et du vent, pour que les bâtiments se protègent mutuellement du soleil et permettent une plus grande ventilation.
Deuxièmement, les technologies de refroidissement naturel les plus avancées ont été développées à partir de la culture arabe et persane : le malqaf, le qa'a et le bad-ghir sont trois exemples de bâtiments anciens qui tirent parti de la ventilation naturelle.
Le Malqaf est une tour utilisée pour capter l'air, située en hauteur au sommet des bâtiments, avec une couronne de colonnes face aux vents dominants. Pendant la nuit, les murs de la tour absorbent la chaleur de l'air contenu dans la tour et l'air refroidi, plus dense, descend à l'intérieur du bâtiment ; pendant la journée, les murs servent à maintenir la température plus basse (en présence de vent, ce processus est accéléré). Les Malqaf sont des bâtiments immenses : Les iraniens peuvent atteindre cinq à huit mètres de haut ; les égyptiens se caractérisent par une couverture en bois inclinée de 30 à 45° ; au Pakistan, il existe des milliers de capteurs de vent, tous alignés et orientés dans la même direction, car dans cette région, le vent souffle toujours dans la même direction. Des tours plus sophistiquées ont été construites avec des coussins que les gens pouvaient orienter depuis le bâtiment, en fonction du vent.
Un autre bâtiment intéressant est le Qa'a, issu de la tradition turque et tirant parti du principe de l'extraction de l'air. Le Qu'a est une brèche située sous le vent, qui permet à l'air le plus chaud de l'intérieur de s'échapper, grâce à la décompression créée dans l'ouverture, qui à son tour déplace les flux d'air. Le principe du Qu'a est simple : en été, l'air chaud de l'environnement a tendance à s'élever en hauteur et sort par les ouvertures en laissant entrer de l'air plus frais ; en hiver, les ouvertures sont fermées par du verre et l'effet de serre réchauffe le bâtiment.
Le Bad-ghir (littéralement "attrape-vent") est un autre système utilisé dans le Golfe. Le processus sous-jacent est la ventilation thermique (convection) : la structure est une tour aux murs légers (généralement à base carrée) divisée en huit secteurs ou plus, carrés ou triangulaires. Indépendamment de l'emplacement de la tour, de la saison ou de l'heure de la journée, au moins deux secteurs consécutifs seront à l'ombre, ce qui déterminera, à l'intérieur de la tour, un double flux parallèle d'air chaud sortant et d'air frais entrant. Le Bad-ghir tire également parti du même principe que le Malqaf, à savoir que l'air chaud monte et que l'air froid descend. Si la tour, la hauteur et l'orientation sont bien conçues, on peut obtenir un refroidissement de 6°C à 10°C.
Les refroidisseurs naturels les plus efficaces dans la culture arabe traditionnelle sont les fontaines : ces populations étaient déjà conscientes du pouvoir de l'évaporation pour refroidir l'air. Le refroidissement par évaporation est un processus dans lequel l'effet d'évaporation des molécules d'eau de l'air est utilisé comme un réservoir thermique naturel : la chaleur sensible de l'air est donnée aux molécules d'eau sous forme de chaleur latente, pour permettre l'évaporation. Une fontaine construite dans la partie médiane et inférieure d'un capteur de vent peut augmenter l'effet de refroidissement de l'air par évaporation. La plupart du temps, une plaque de marbre, appelée salsabil, est placée à l'intérieur de la fontaine : la surface irrégulière garantit un mouvement plus important des molécules d'eau. Un autre moyen de contrôler le microclimat était le mashrabìya, un écran en bois sculpté, appliqué sur les ouvertures des façades, dont la fonction était d'abaisser la température de l'air et d'augmenter l'humidité, grâce au matériau utilisé.
Un exemple célèbre est le bâtiment Muhib Al Din Ashafei au Caire en Egypte (1350 a.C.) : le malqaf, situé en amont, capte l'air des vents dominants, le laisse couler vers le bas du bâtiment, où se trouve une fontaine qui augmente l'humidité relative et abaisse la température de l'air. Le flux d'air sort, par effet de cheminée, à travers les grilles en bois situées dans la claire-voie qui est en contact direct avec les rayons du soleil et, par conséquent, augmente l'effet désiré. Le chauffage naturel de la claire-voie n'influence pas le microclimat, car elle est située au sommet du toit et très loin de l'espace habitable.
Un autre cas intéressant d'utilisation de l'évaporation pour refroidir la température est le palais Ziza à Palerme (IT), construit en 1166 pendant la domination normande (après des siècles où la Sicile était dominée par l'empire musulman) par le roi Guglielmo II. Les murs massifs servent de barrière pour protéger l'intérieur du palais de la chaleur solaire. Un long couloir a été construit sur le côté ouest du palais, où les ouvertures vers l'extérieur sont réduites au minimum, afin d'éviter que le soleil ne réchauffe le palais en été. Mais l'expédient le plus impressionnant utilisé dans ce palais est l'énorme fontaine située devant le bâtiment, qui ne servait pas seulement d'outil décoratif : l'air rasant l'eau permettait à une brise fraîche de circuler jusqu'à la façade, qui était marquée par des claires-voies pour lui permettre de s'écouler à l'intérieur, jusqu'à la salle de la fontaine. La présence de l'eau a augmenté l'humidité relative de l'air, avant même qu'il ne commence à s'écouler vers les parties supérieures du bâtiment. Les flux d'air frais entrant dans le bâtiment prenaient la place des flux les plus chauds sortant des hautes tours de ventilation. De plus, le hall central du deuxième étage du bâtiment et ses espaces adjacents étaient ouverts sur le toit, favorisant la circulation de l'air par effet de cheminée ; les petites lucarnes sur les côtés est et ouest assuraient une ventilation horizontale, pour ajouter à l'effet de cheminée mentionné ci-dessous.