Инженерное оборудование Древнего Рима

Данный реферат называется «Инженерное оборудование Древнего Рима».

Он носит научно-популярный характер. В данном реферате может быть выделено 4 главы основного текста и приложения с иллюстрациями.

В первой главе рассказывается о том какую большую роль играла вода для древнеримской цивилизации, как правители Рима превратили воду в золотой запас могущественной империи. Также говорится о значении слова «термы».

Вторая глава особое внимание уделяет значению слова «акведук» и подробно описывает 11 самых первых акведуков построенных в Древнем Риме.

Третья глава посвящена немного иному способу подвода воды к городу — сифону. Также дано подробное описание устройства и материалы для изготовления. древний рим цивилизация Четвертая глава подчеркивает значение строительства канализационных стоков для цивилизации.

Каждая глава реферата подкреплена ссылками на иллюстрации, которые дают возможность более полного представления по теме.

Глава 1.

Ничто лучше не говорит о характере устройства древнеримских городов, как акведуки. «Акведуки — главное свидетельство величия Римской империи», — утверждал сенатор Юлий Фронтин, заведовавший в начале II века водоснабжением Рима. Чистая вода горного источника считалась самой лучшей питьевой водой. Широкое распространение в римских городах бань — терм (Приложение 2), общественных и частных, также требовало много воды.

Вода дороже золота. Правители Древнего Рима это прекрасно понимали и вкладывали золото в строительство водопроводов (Приложение 1). Вода в Вечном городе сохранила свою магическую силу по сей день. Представьте себе на минуту великолепные площади Рима без фонтанов или завораживающего шума струящейся воды. Не кажется ли вам, что город станет вдруг безжизненным и черствым, а летний зной навсегда отобьет желание смотреть на сухие корыта фонтанов и засохшие губы нимф, тритонов и дельфинов? Как же удалось римлянам превратить воду в золотой запас могущественной империи?

Как известно, для поддержания мира, покоя и удовлетворения граждан в Древнем Риме действовала универсальная идея «Panem et circences» — Хлеба и зрелищ. Таким образом, каждый правитель старался завоевать себе популярность и поддержку народа. К этому можно смело добавить еще один важный элемент во внутренней политике власть имущих Древнего Рима — снабжение города питьевой водой в невиданных количествах. Вода издавна считается одним из основных компонентов для поддержания жизни человека и не случайно все большие города в древности возникали именно на берегах рек. Кроме воды Тибра, древние римляне пользовались множеством источников, имена которых дошли до нас из древних литературных документов или открыты благодаря археологическим раскопкам. Многие из них у нас на слуху, например Fons Lupercales — источник возле грота, где волчица вскормила своим молоком близнецов Ромула и Рема, или Fons Juturnae — источник на Римском Форуме, где два отважных брата Кастор и Полукс поили своих коней после битвы с латинянами, и многие другие источники. Однако этого не хватало, потому что Рим был особенным городом.

Являясь городом-властелином, Рим был символом роскоши и богатства. Во времена его расцвета в городе проживало около миллиона жителей, и на каждого из них приходилось до тысячи литров воды в сутки! Для развлечений устраивались корабельные баталии в специально построенных для этого зданиях Наумахиях. Самая известная из них — Наумахия Августа, построенная на Трастевере.

Древние римляне, взяв за основу культуру и достижения этрусской и древнегреческой цивилизаций, пользовались с большим удовольствием купальнями и натуральными источниками воды. Однако эта, на первый взгляд, элементарная гигиеническая процедура приобрела новый вид. Древние римские Термы превратились в места развлечений и праздного времяпрепровождения. В термах были библиотеки, спортивные залы, залы для купаний, парные и разнообразные бассейны, массажные кабинеты. Кроме этого в термах располагались торговые лавки, шикарные павильоны для принятия напитков и еды, а также уголки для религиозных культов.

Необходимость снабжения огромного с миллионным населением Рима водой заставляла создавать каналы, шлюзы, резервуары для регулировки воды, длинные акведуки. Эта традиция вскоре распространилась по всей Римской империи. Везде, будь что в Галии или во Фракии, римляне старались создать максимальные условия комфорта. Вода бралась из колодцев, но большей частью доставлялась из горных источников водопроводами. Из всей системы римского водоснабжения лишь 7% было над землёй. Мост акведука — вынужденная необходимость для пересечения долины или оврага. В провинциях (Германии, Франции, Британии) вообще старались полностью уйти под землю, в первую очередь для теплоизоляции канала. Это чисто утилитарные постройки римлян этого времени свидетельствуют о высоком уровне их мастерства и достижениях инженерной мысли.

Первый акведук появился в Риме еще в IV в. до н.э., а к III в. н.э., когда население города превысило миллион человек, Рим снабжало водой уже 11 огромных акведуков.

Глава 2.

Акведук в прямом переводе означает водопровод (ср. виадук — путепровод), но как-то так сложилось, что большинство связывает это слово только с самыми заметными и эффектными частями всего акведука — мостами — водоводами.

В древних акведуках использовались три основных конструкции. Двухъярусный мост, сифон, тоннель.

Знаменитая гидравлическая система римского водоснабжения начинает свое существование во времена войн с Самнитами, и мы знаем точную дату — 312 год до н. э. Первый акведук Древнего Рима (Приложение 3), Aqua Appia, был построен во времена магистратов Apio Claudio Crasso (Аппия Клавдия Красса), прозванного Cieco (чекослепой), и Gaio Plauzio Venoce (Гая Плавтия). Длина водопровода составляла 16,6 км.

Справка. Заслугой Гая Плавтия было проведение изыскательских работ: обнаружение источника чистой воды, что было делом весьма хлопотливым и ответственным, с опросом населениея о качестве воды, с исследованиями запасов воды и прочего. Но несмотря на все это, Аппию Клавдию удалось уничтожить имя его и единолично наслаждаться триумфом. Об этом свидетельствует мемориальная мраморная доска на Форуме Августа с описанием заслуг Аппия Клавдия перед Римом.

Источники акведука Aqua Appia находились в 15 км от Рима в просторной зоне Agro Luculanum в районе Пренестины. Почти на всем протяжении акведук был проложен под землей и выходил на поверхность возле Settizodio (Палатин), неся воду по аркам к Бычьему рынку. Здесь вода собиралась в цистерны и распределялась в разные части города.

Проходит почти 40 лет и для города Рима строится второй акведук (Приложение 4) — Anio Vetus (L'Aniene Vecchio). В короткий срок (с 272 по 269 год до н.э.) был построен акведук на средства с военных трофеев в войне с Пирром и жителями Таранто. Строительство возглавили магистраты Manius Curius Dentatus (Маний Курий Дентат) и Marco Fulvio Flacco (Марк Фульвий Флакк). Вода подавалась из верховий реки Аниене в районе нынешних населенных пунктов Vicovaro (Виковаро) и Mandela (Мандела). Впервые римляне создают самый длинный акведук в истории человечества — более 63 км.

В то время у римлян не было достаточного опыта в строительстве длинных акведуков. Они столкнулись с проблемой перепада высот, при этом необходимо было соблюдать необходимый наклон, чтобы вода шла самотеком, поэтому акведук петляет. Поскольку вода подавалась непосредственно из реки, наполнение ее водой в разное время года было переменным, что создавала немало серьезных проблем. Так, в летнее время года уровень воды в реке падал, а в зимнее время года вода была грязной. В конечном счете, римляне стали пользоваться водой акведука исключительно для полива.

Неудача в строительстве Anio Vetus послужила как бесценный опыт и уже следующий, третий акведук — Aqua Marcia (Приложение 5), построенный в 144 году до н. э., признан одним из лучших. Начал строительство и возглавил его претор Рима Quinto Marcio Re (Квинто Марчио Ре). Источники чистой воды были найдены у истоков реки Аньене, между двумя современными населенными пунктами Arsoli (Арсоли) и Agosta (Агоста). Холодная и чистейшая вода целой группы источников была объединена в один канал для подачи в Рим.

Справка. Говорят, что император Нерон в один из жарких летних дней решил искупаться в канале с холодной водой Аква Марча и чуть не погиб от потери сознания и судорог. В исторических документах читаем о том, что вода Аква Марча признана лучшей для того, чтобы разбавлять вино. В Древнем Риме пили вино разбавленным.

Длина акведука составляла более 91 км. Большая его часть (63 км) проходила под землей и лишь иногда появлялась на поверхности, где шла по аркам. В Риме акведук заканчивался в районе Porta Maggiore, в самом высоком месте города, где вода доходила до цистерны. Место называется Spem Veterem, по имени стоявшего здесь древнего языческого Храма — Тempio della Speranza Vecchia. В более поздний период были построены две ветки акведука Аква Марча. Первая ветка была проложена императором Диоклетианом для обеспечения своих Терм Aqua Jovia, а император Каракалла создал другую для снабжения водой Терм Каракаллы.

Четвертый акведук Рима (Приложение 6) — Aqua Tepula (Аква Тепула) был построен в 125 году до н. э. цензором Gneo Servilio Cepione (Гней Сервилий Цепион). Особенность акведука в том, что температура воды никогда не опускалась ниже 17°. Отсюда название tepula — теплый. Воду брали в районе нынешних Гроттаферрата и Марино.

Позднее Марк Агриппа объединил водопровод с акведуком Aqua Iulia, обеспечив подачу воды в район нынешней улицы Латина.

Акведук Aqua Julia (Приложение 7) — первый из трех акведуков времен правления императора Августа. Водопровод был построен зятем и лучшим другом Августа, полководцем, политиком и инженером Marco Vipsanio Agrippa (Марком Випсанио Агриппой) в 33 году до н.э. Источники для акведука нашли около населенного пункта Squarciarelli, недалеко от городка Гроттаферрата. Длина акведука составляла 23 км и ее канал пролегал, используя арки акведука Aqua Marcia, вместе с каналом Aqua Tepula. В разрезе можно видеть три канала находящиеся один над другим.

Шестой акведук древнего Рима Aqua Virgo (Приложение 8) был сооружен в 19 году до н.э. Марком Випсанио Агриппой (Marco Vipsanio Agrippa). Это был второй акведук времен правления Августа и явился блестящим подтверждением гениального проекта Агриппы. Источники воды акведука Вирго находились в районе нынешнего городка Salone, что на восьмой миле дороги Collatina. Длина акведука почти 20 км, он весь пролегает под землей, благодаря этому остался невредим в веках и действует по нынешний день. Не случайно и название акведука Virgo (Vergine — ит.), что в переводе означает «Девственная». Легенда рассказывает о том, что одна местная девушка показала Агриппе и его солдатам место источника девственно чистой воды. Этому событию посвящен один из рельефов прекрасного Фонтана Треви, который является конечным пунктом акведука.

Акведук Aqua Alsietina (или Augusta) был построен императором Августом во 2 году до н.э. и берет свое начало из маленького озера Martignano, в античности носившего имя Lacus Alsietinus. Длина акведука составляла 33 км и вода его не была особенно чистой. Поэтому вода акведука была использована в основном для наполнения специального сооружения — Наумахии. Сооружение служило местом необычайно популярного в древнем Риме спектакля — корабельных баталий или морских боев и требовалось более 15 дней, чтобы наполнить его водой.

Справка. Из древних источников известно, что император Август особенно гордился прекрасным сооружением Наумахии на правом берегу Тибра в районе Трастевере. Однако точное местонахождение этого сооружения до сих пор остается загадкой для археологов всего мира.

Восьмой акведук древнего Рима Aqua Claudia (длина -60 км, высота — 27 м) и девятый Anio Novus были построены в одинаковые исторические периоды: строительство начато императором Калигулой в 37−38 годах и закончено императором Клавдием в 52 году. Их общая длина составляла 158 км. Оба акведука идут из верховий реки Аниене, источники воды находились в районе между населенными пунктами Arsoli и Agosta. Акведук Клавдия пролегал параллельно акведуку Марча и на территории Парка акведуков (Capanelle) выходит на поверхность, где оба канала располагались один над другим, используя те же арки. Вода акведука Aqua Claudia считалась лучшей в Риме наравне с водой акведука Aqua Marcia. Видный римский ученый писал об акведуке Клавдия: «Ничего более удивительного не было на всём земном шаре».

Справка. В зоне Тор Фискале, возле башни XII века, можно наблюдать перекрестие акведуков в двух местах. Они образуют площадь в виде трапеции, которая носит имя Campo barbarico (Поле Варваров). Случилось так, что в VI веке во время гото-византийских столкновений готы осаждали Рим и обосновались в этом месте. Они замуровали арки и устроили своего рода крепость. Такого рода расположение позволило им контролировать поступление грузов, что обеспечило полную блокаду Рима.

В Рим акведуки входят отдельно и заканчиваются на традиционном месте Porta Maggiore, откуда еода поступала в цистерны. Была построена ветка акведука Aqua Claudia, которая называлась Celimontano и служила для обеспечения водой знаменитого Золотого Дома Нерона (Domus Aurea).

Десятый акведук Рима Aqua Traiana был построен императором Траяном в 109 году на средства от военных трофеев с Дакии. Инженеры императора определили подходящие источники воды для акведука в районе Lacus Sabatinus у подножия гор. Длина акведука 58 км, он следовал вдоль дороги Кассии и заканчивался на горе Джаниколо, где и была цистерна. Оттуда снабжали водой район Рима Трастевере. Водопровод Траяна на протяжении долгого времени служил жителям Трастевере как единственный источник чистой питьевой воды. В XVII веке Папа Павел V Боргезе реконструировал акведук, который получил новое имя Aqua Paola.

Одиннадцатый и последний акведук Aqua Alessandrina (Приложение 9) был построен последним представителем династии Северов — Александром Севером в 226 году. Источники воды были найдены в трех километрах от местечка Колонна. Длина акведука 22 километра. Он представляет собой «лебединую песню» инженерного мастерства древних римлян. На всей своей протяженности акведук идет по поверхности в виде стройных арок. Он доставлял воду исключительно на Марсовое Поле, чтобы обеспечить Термы Александрины (реставрированные Александром Севером термы Нерона).

Римляне никогда не останавливались на полпути. Для них естественные преграды и рельеф местности были всего лишь поводом для создания очередного технического чуда. Деньги и человеческие жертвы не имели значения. Инвестиции Империи в смелые проекты всегда окупались сторицей. Постепенно Рим превратился в гигантский кладезь пресной воды, которую можно было направить куда угодно и в каком угодно количестве. Воды Тибра перестали быть жизненно важным источником влаги, а империя приобрела независимость, которая не сравнится ни с чем.

Позднее смелые проекты акведуков будут повторены на всех просторах римской державы. Появятся акведуки в римских колониях: Пон-дю-Гар во Франции, Акведук в испанской Сеговии, Акведук Айфель в Германии, Акведук Гадары в Сирии, Акведук Диоклетиана в Хорватии и многие другие.

Глава 3.

Многокилометровый водопровод проходил по пересеченной местности. Для его прокладки через ущелье римляне применяли два различных способа: либо строили через ущелье мост с небольшим уклоном в сторону стока, либо использовали принцип сифона, согласно которому вода в трубе должна всегда возвращаться к своему первоначальному уровню. Для этого сооружали систему труб, которые круто спускались по одному склону ущелья и поднимались по другому. В тех случаях, когда глубина ущелья была относительно небольшой, строили мосты. Там же, где ущелье было слишком глубоким, сооружали сифон.

Как известно, сифон представляет собой трубу, по которой жидкость переливается с одного уровня на другой через промежуточное возвышение, т. е. по траектории в форме буквы «П». Другими словами, жидкость сначала течет вверх по трубе, и это движение должно быть первоначально сообщено ей насосом или другой внешней силой. Затем жидкость перетекает по сифону самостоятельно благодаря атмосферному давлению, действующему на поверхность открытого бассейна на подающем конце сифона. Принцип сифона знаком автолюбителям: один конец шланга опускают в бензобак автомобиля, затем нужно засосать бензин на другом конце шланга и быстро опустить его в канистру. Бензин будет сам стекать из бака в канистру до тех пор, пока его уровень в баке остается выше уровня в канистре.

Конструкцию сифона, применявшегося в Древнем Риме, правильнее называть обратным сифоном, или дюкером. В нем жидкость движется по U-образной траектории, и сифон начинает работать, как только жидкость вводится в одно из его плеч. В простом U-образном сифоне жидкость, введенная на одном конце, поднимется до того же уровня на другом. Римские сифоны имели значительную длину, поэтому потери на трение становились заметными и приемный конец приходилось устраивать на уровне несколько ниже подающего конца.

Хотя известно более двадцати сифонных сооружений, относящихся ко времени Римской империи, роль сифонов в римских гидравлических системах обычно недооценивается. В отличие от впечатляющих развалин древних мостов до нас сохранилось очень мало остатков сифонов. Их прокладывали по поверхности земли, поэтому они могли быть легко разрушены. Кроме того, они играли лишь второстепенную роль в системе римских водопроводов, которую современные ученые изучили наиболее тщательно. (Сифоны, очевидно, сооружали главным образом на территории современной Франции, в частности, вокруг Лиона, где в четырех водопроводах, снабжавших город водой, было девять сифонов.) Таковы две основных причины, по которым роль сифона оказалась недооцененной.

Вследствие этой недооценки многочисленные приверженцы ошибочных представлений (все еше бытующих в учебниках по римской гидравлике) утверждают, что римляне предпочитали строить мосты, а не сифоны потому, что не умели изготавливать трубы, способные выдерживать высокое давление воды в обратном сифоне. В действительности же перемещение воды по трубам в римских сифонах осуществлялось под значительным давлением. В 1875 г. французский инженер Эжен Бельгран изготовил копии римских труб и подверг их испытаниям на разрушение, которое происходило только тогда, когда давление в трубах достигало 18 ат. Такие трубы могли успешно работать в сифоне, опускающемся на 180 м ниже исходного уровня. Этот сифон не смогли бы заменить и три моста Pont du Gard (Пон-дю-Гар), поставленные друг на друга. Мост-акведук Пон-дю-Гар — впечатляющее древнеримское сооружение высотой 50 м — находится близ Нима на юге Франции.

Трубы изготавливали из свинцовых листов, которые сначала изгибали на деревянном сердечнике, после чего продольные края образованной трубы спаивали, а сердечник вынимали. Труба получалась овального или грушевидного поперечного сечения с непрерывным продольным швом. (Интересно, что шов, очевидно, не был самым слабым местом трубы; в испытаниях, проведенных Бельграном, разрушение происходило не по шву, а по боковой стенке.) Таким способом было трудно изготовлять трубы большого сечения, поэтому римские сифоны состояли из нескольких тонких труб. Обычно они имели наружный диаметр 25−27 см и толщину стенки от 3 до 5 см. Судя по сохранившимся остаткам, трубы изготавливались длиной около 3 м.

Подсоединенные к напорному резервуару, трубы опускались по короткому откосу до земли и проходили по склону ущелья с заглублением примерно на 1 м. Подземная прокладка труб, использованная, по-видимому, для их защиты от повреждения человеком, предотвращала также чрезмерное расширение труб в жаркие дни.

Сифонные трубы могли прокладываться до самого дна ущелья, следуя его профилю, однако на дне часто строился невысокий мост («вентер» — лат. venter), с тем чтобы нижняя часть U-образного сифона была более плоской для уменьшения перепада высот. Вентер создавал два резких перегиба («геникулус» — лат. geniculus) на концах моста, вследствие чего могли возникать напряжения в стыках труб при ударе водяной струи. Однако он сокращал расстояние от верха до низа U-образного сифона.

Обычно сифон начинался в точке, где водопровод, проложенный в виде открытого канала из каменной кладки, достигал края ущелья, которое нужно было пересечь. В этом месте вода стекала в напорный резервуар, выложенный из кирпича и установленный поперек канала. По существу, этот резервуар был распределительным, так как сифон состоял не из одной (как в современной гидротехнике), а из нескольких (до девяти) тонких труб, уложенных параллельно друг другу. Их входные концы располагались в ряд в нижней части резервуара.

Давление воды было особенно высоким в месте перегиба труб (геникулусе) по концам моста (вентера), поэтому римляне обычно укрепляли здесь трубы массивной каменной кладкой. Вентер устраивался для того, чтобы несколько уменьшить перепад высот. Приемный резервуар устанавливали несколько ниже уровня напорного резервуара ввиду замедленного движения воды в трубах вследствие трения; разность высот установки резервуаров составляла гидравлический градиент.

Глава 4.

Канализация Древнего Рима жива до сих пор и даже используется муниципалитетом (Приложение 11). Знаменитая Cloaca maxima, вдохновившая императора Веспасиана на хрестоматийный девиз современных циников «деньги не пахнут», была построена в VII—VI вв. до н.э. этрусским правителем Луцием Тарквинием Гордым.

Этот водосток, предположительно проложенный на месте природного ручья, сначала был открытой канавой, а потом стал закрытым подземным каналом. Он достигал в ширину 5 метров, а в высоту 4,2 м («обслуживающий персонал» мог свободно перемещаться по нему на лодках) и служил для осушения болотистой почвы, на которой был построен Вечный Город. Cloaca maxima (Приложение 12) тянулась между Капитолийским и Палатинским холмами от главного городского форума к Тибру и даже имела свою покровительницу, коей считалась богиня Клоакина.

Позднее к главному коллектору были пристроены другие более мелкие коллекторы и каналы, и система канализации стала служить еще и для отвода нечистот. С ними соединялась система труб, уносивших сточные воды от терм, от домов патрициев и зажиточных граждан, от цирков и амфитеатров, где устраивались водные представления и где зрителей освежали фонтаны воды с благовониями. С поверхностью земли клоаки соединялись вертикальными колодцами, служившими для приема нечистот, очистки и вентиляции подземной сети.

Римский водопровод также поражает своими масштабами. Да и как может быть иначе — ведь речь шла о водоснабжении огромного города, жители которого знали истинную цену воде и породили актуальную ныне концепцию SPA — Sanus per Aqua (с лат. — «здоровье через воду»). Цифры говорят сами за себя.

Плюс система осадочных бассейнов, которая была расположена в самом городе и служила для снижения жесткости воды. Иногда бассейны делались двухъярусными. Сначала вода поступала под напором в нижний бассейн, а затем вытекали в верхний и подавалась в город. Агрессивная внешняя политика Рима обещала принести торжество просвещения и санитарии и в провинции. И принесла, просто потом плоды цивилизации были дематериализованы варварскими племенами. Римляне стремились обустроить любое пространство, где собирались жить. Раскопки римских поселений, обнаруженные на территориях бывших провинций (Сусита в Израиле, Аквинкум в Венгрии), дают красноречивое представление о Риме в миниатюре — с канализацией, водопроводом, прочими благами цивилизации.

Заключение

В заключении можно прийти к выводу, что Древнеримская цивилизация носила доминирующий характер по отношению к другим цивилизациям того времени в сфере создания инженерных коммуникаций.

Нельзя не согласиться с автором цитаты Юлием Фронтиным, который гордо заявляет, что «нельзя сравнивать их каменные громады с бесполезными пирамидами Египта или с самыми прославленными, но праздными сооружениями греков».

В уме не укладывается, каких высот достигали знания того времени. Конечно же мы понимаем, что на этих строительствах погибло очень много людей (рабов) и надо им отдать должное. Ведь если бы не они мы бы вряд ли узнали например о конструкции U — образного сифона.

Следует также отметить, что и водопровод, и канализация Древнего Рима являются совершенными системами не только для своей эпохи, но и для грядущих веков. Очевидно, что после падения Рима, история развития других цивилизаций в области инженерии напоминают птенца не умеющего летать.

Список используемой литературы

• 1. Н65 Величайшие чудеса света. Энциклопедический справочник/ А. Ю. Низовский. — М.: Вече, 2007 — 512 с.: ил.
• 2. Б79 Большая иллюстрированная энциклопедия истории — М.: Махаон, 2009 — 491 с.: ил.
• 3. Б 79 Большая оксфордская энциклопедия / Пер. с англ. У. В. Сапциной, А. И Кима, Т. В. Сафроновой — М.: ЗАО «РОСМЭН — ПРЕСС», 2007. — 664 с.: ил.
• 4. В27 Величайшие загадки истории. Энциклопедический справочник/ Н. Н. Непомнящий.- М.: Вече, 2008. — 512 с.: ил.
• 5. А86 Большая энциклопедия открытий и изобретений/ Научно-популярное издание. — М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2007. — 224 с.: ил.

• 6. www.phototravelguide.ru/most /10 -drevnih-akvedukov/
• 7. www.rivitalia.com/content/vodoprovody-v-drevnem-rime-zolotoi-zapas-i/