Тепло Древнего Рима

Особенности европейского климата издавна заставляли жителей региона искать как можно более эффективные способы обогрева жилищ. Весьма оригинальная — возможно, первая на территории Западной Европы — бездымная отопительная система под названием гипокауст, или гипокаустерий (лат. hypocaustum, hypocausterium, буквально — «обогреваемое снизу помещение»), использовалась в Древнем Риме. Считается, что классическую конструкцию гипокауста в Риме разработал видный торговец устрицами и талантливый инженер Сергий Ората, живший в начале I века до н. э.

В древнеримском гипокаусте пол нагревался подземной печью, а затем излучал тепло по всему помещению. Похожим образом действуют современные системы отопления, использующие полы с электрическим или водяным подогревом. В античных гипокаустах под полами располагались воздуховоды, образованные небольшими столбами, на которые опирались плиты каменного пола. Иногда нагретый воздух, прежде чем покинуть помещение, попадал также в полости в стенах, создавая дополнительный источник тепла.

Сооружение и содержание гипокаустов было довольно затратным делом, так что эти конструкции использовались преимущественно в общественных зданиях, в частности — в банях, строившихся за счёт государства.

Через века и континенты

До недавнего времени историки полагали, что после падения Римской империи технология строительства гипокаустов была утеряна. На самом деле она не только продолжала в течение долгих веков использоваться во многих частях Европы, но и получила дальнейшее развитие. Появившиеся позже гипокаусты с возможностью сохранения тепла представляют собой подземные печи, на которые накладываются сверху куски гранита. Нагретый ими воздух через отдушины в полу поступает в комнаты. Такая система позволяет, всего один раз протопив печь, сохранять тепло в течение нескольких дней.

Римляне не были пионерами подпольных систем обогрева: подобным образом функционировали системы отопления в Китае, Корее и государствах Центральной Азии. Более того, свою технологию римляне, вероятно, позаимствовали у греков (в пользу этого предположения говорит и то, что само слово гипокауст — греческого происхождения). Но именно в Риме эта технология была очень существенно усовершенствована и оттуда попала в другие регионы Европы. С падением Западной Римской империи технология строительства гипокаустов в Риме пришла в упадок, но до этого она успела распространиться в ряде римских колоний. Кроме того, в Восточной Римской империи, то есть в Византии, она сохранилась, её переняли арабы, применив, в частности, при создании знаменитой Альгамбры в XIII веке.

Плюс аккумулятор

Для Северной Европы с её более суровым климатом римский вариант конструкции гипокауста оказался недостаточно эффективным, поскольку не позволял накапливать тепло и для долговременного обогрева требовалось постоянно поддерживать огонь в печи. В результате конструкцию усовершенствовали, дополнив системой накопления тепла. Поверх подземной печи размещалась специальная камера, стены которой представляли собой многослойную кирпичную кладку. В камеру насыпали слой камней — обычно это были куски гранита с наибольшим размером 40-50 см, которые прогревались снизу и затем долго отдавали тепло.

Помимо теплового излучения системы нового типа обеспечивали ещё и конвекцию нагретого воздуха. В полу над гипокаустом имелись отверстия диаметром 10-12 см, закрывавшиеся во время топки печи, чтобы предотвратить попадание дыма в комнаты. После прогорания топлива в печи дымоходы перекрывались, печь чистилась, а отверстия в полу открывались, позволяя горячему воздуху от нагретых камней проникать в помещение. Описывая своё путешествие по Европе в 1438 г., испанец Перо Тафур отметил, что в некоторых зданиях «над отверстиями в полу ставили кресла, чтобы горячий воздух прогревал ноги сидящих».

Размеры печей в гипокаустах варьировались в зависимости от характера отапливаемого помещения. В частных домах, где обогревалась только спальня, печь могла иметь длину 1-2 м, ширину порядка 1 м и высоту 50-60 см. В общественных и монастырских зданиях с большими залами габариты могли быть в несколько раз больше.

Гипокаусты с накоплением тепла во множестве сооружались в Северной Германии, Польше, странах Скандинавии и в Прибалтике. На юге Германии, а также в Чехии, Венгрии и России такие сооружения также встречались, хотя и реже. Пик строительства гипокаустов с накоплением тепла пришёлся на XV и XVI века.

Энергоэффективно

Для оценки эффективности системы накопления тепла в североевропейских гипокаустах археологи провели в апреле 1822 г. ряд экспериментов в средневековом польском замке Мальборк (Мариенбург). В ходе одного из экспериментов печь гипокауста, расположенную под банкетным залом, топили в течение трёх с половиной часов, истратив 0,7 м 3 дров. В последующие шесть дней печь больше не топилась. Площадь зала составляла 800 м 2 . По окончании топки отверстия в полу были откупорены и в банкетный зал снизу хлынул воздух, нагретый до 200 °C. Уже через 20 мин. температура в помещении поднялась с 6 °C до 22,5 °C, после чего отверстия снова заткнули заглушками. К утру следующего дня температура в зале опустилась до 14 °C, но когда отверстия опять открыли, свежая порция горячего воздуха за час прогрела воздух до 19 °C.

На третий день эксперимента подкачку тепла из накопительной камеры повторили — температура поступавшего на этот раз воздуха была 94 °C, и воздух в зале за полчаса прогрелся с 10 °C до 16 °C. На четвёртый день аналогичная процедура позволила прогреть зал с 10 °C до 12 °C. И даже спустя шесть дней температура поднимавшегося из отверстий воздуха составляла 46 °C, что позволило поднять температуру в зале с 8 °C до 10 °C.

В опубликованном в 1998 г. труде учёный-исследователь Клаус Бингенхаймер оценил общее число гипокаустов в средневековой Европе примерно в 500, из них, как утверждалось, почти треть составляли конструкции с накоплением тепла. Но авторы более поздних работ называют гораздо большие числа — сейчас считается, что общее количество гипокаустов в странах одного только Балтийского региона составляло порядка 1000, из них около 500 имели систему накопления тепла.

Гипокаустами оснащались ратуши, медицинские учреждения, приюты для бедных и т. п. В Ливонии данная технология находила применение и в частных домах. Более полусотни гипокаустов с накоплением тепла имелось, в частности, в Таллине. Подробно описывается устройство таллинского гипокауста в работе историка Андерса Тваури. Печь находилась под бочкообразным кирпичным сводом, поверх которого располагался толстый слой камней. Для перекрытия отверстий в полу использовались металлические, каменные или керамические заглушки. На камнях под отверстиями размещались небольшие керамические сосуды, в которые, предположительно, наливали воду для повышения влажности воздуха.

Второй расцвет строительства гипокаустов был сравнительно недолгим. С XVI века всё большее распространение в Северной Европе получают изразцовые печи, стены которых быстро прогреваются благодаря извилистым дымоходам. В отличие от гипокаустов, которые располагались в нижней части дома, печь можно было построить в любом месте. Впрочем, в ряде стран гипокаусты продолжали использовать вплоть до XIX века.

Первое центральное отопление, изобретенное римлянами 2000 лет назад

Древние римляне придумали много устройств, которые мы до сих пор используем сегодня. Более 2000 лет назад они изобрели гипокауст, систему отопления, используемую в домах и банях. Только богатые дома могли позволить себе гипокауст, на то время он был самым близким к центральному отоплению.

Философ-стоик и государственный деятель Сенека писал, что в нескольких домах патрициев были «трубки, встроенные в стены для направления и равномерного распределения по всему дому мягкого и равномерного тепла».

Теплый воздух перемещался по зданию через пространства под полом и между стенами. Пол был поднят над землей колоннами из кирпича, строительного раствора или бетона, обычно высотой около 50-60 см, чтобы под ним мог циркулировать горячий воздух. В одном углу комнаты была построена печь, состоящая из постоянно горящего огня, поэтому горячий воздух циркулировал под полом и внутри дымоходов, встроенных в стены, и обогревать комнату.

Гипокауст продолжал поддерживаться рабами, которые держали огонь, пылающий в печи, чтобы нагреть теплый воздух.

С упадком Римской империи большинство общественных бань закрылось, а центральная система отопления была отменена. Однако система отопления продолжала строиться и использоваться в раннем средневековье, но не в Европе, а в арабских странах. Она была принята для отопления хаммамов, исламского варианта римских бань.

Археологические остатки систем гипокауста были обнаружены во всех частях Европы, где когда-то процветала римская культура.

Что бы мы делали без центрального отопления? К сожалению, многим людям во многих, преимущественно слаборазвитых странах мира все еще не хватает этого блага цивилизации, но большинству из нас трудно представить, как мы могли бы справиться с холодом без центрального отопления, и это во многом благодаря древним римлянам.

Читайте также:

Не потеряйте «Главную тему» в огромном информационном вале, если хотите получать оперативные комментарии и новости:

Также будем рады вам в наших сообществах во ВКонтакте, Фейсбуке, Одноклассниках.

История теплых полов. Их использовали еще Древнем Риме!

Считается, что теплые полы – это одно из современных изобретений. Однако на самом деле идея обустройства обогреваемого пола появилась и была реализована еще в античности. Древнеримские архитекторы и знатоки гидравлики сумели разработать достаточно эффективную систему отопления помещений домов с помощью теплых полов.

Где появились теплые полы?

Проведенные раскопки и изученные письменные источники позволили ученым выяснить, что в Древнем Риме теплые полы были достаточно распространенным явлением. Как и в наше время, сначала эти системы обогрева были доступны только богатым и знатным гражданам. Постепенно теплые полы стали появляться и в общественных местах. Конечно же, в первую очередь их начали устанавливать в знаменитых римских банях. Со временем новинка дошла и до домов менее зажиточных римлян. Больше всего новая система отопления ценилась в холодных местностях Римской империи. Впрочем, в теплых уголках нагревательные системы тоже не являлись исключительной редкостью: комфорт любят все.

Гипокауст: как работали теплые полы у греков и римлян?

В те далекие времена люди еще не были знакомы с электричеством, поэтому греющая система работала на дровах. Римские теплые полы – это одна из вариаций гипокауста, традиционной системы отопления. Изначально гипокаусты применялись в Древней Греции, а затем были освоены римлянами. Известно, что в I веке до н. э. такие системы были уже не новшеством. Улучшить их конструкцию сумел известный изобретатель Луций Сергий Ората.

Итак, что представлял из себя древнеримский теплый пол?

• За пределами дома были расположены большие дровяные печи.
• В доме под полом было обустроено свободное пространство.
• Горячий воздух от печей по канальным системам перемещался в пространство под полом.

Как правило, таким образом обогревался не весь дом, а только некоторые комнаты. Одна печь обеспечивала полноценный обогрев нескольких помещений.

А что же произошло дальше? Как известно, Римская империя пала под натиском варварских племен извне и множества общественно-политических проблем изнутри. После распада империи технический прогресс пошел на спад. В том числе постепенно стали выходить из строя старые системы обогрева пола, а сама традиция канула в небытие.

Римские системы обогрева были только в Риме?

Пристальное внимание историков, археологов и других ученых к Древнему Риму позволило обнаружить остатки теплых полов на территории бывшей античной империи: во Франции, Великобритании и Болгарии.

Кроме того, отопительные системы, схожие по конструкции с древнеримским гипокаустом, применялись в XIII — XV вв. на территориях, далеких от Рима. К примеру, в России археологи находили остатки греющих полов в южных и центральных регионах. Похожие системы использовались и в Крыму. Не редкостью такой способ обогрева был и в разных областях Украины, Румынии и Молдавии.

Гипокауст. Древний Рим

Гипокауст (по-латински hypocaustum) — древнеримская система напольного отопления. Слово происходит от древнегреческого «гипо» означает «под» и «кауст», что означает «сожженный». Гипокауст является одной из самых древних известных нам форм систем напольного отопления. Считается, что она была создана римлянами более 2,5 тысяч лет назад и доведена ими до возможного для того времени совершенства.

Древнеримский архитектор и механик Марк Витрувий, живший в конце 1-ого столетия до н.э., приписывает изобретение этой системы некому человеку по имени Сергиус Ората. Витрувий описывает строительство и эксплуатацию Гипокауста в своем трактате «De Architectura libri decem», который является единственной сохранившейся античной работой об архитектуре, появившейся в 15 году до н.э. Кроме описания самой системы он добавил подробности о том, как можно сократить расход топлива путем смежного расположения отапливаемых помещений. Он также описывает устройство для регулирования тепла с помощью бронзового вентилятора направляющего поток нагретого воздуха в куполообразный потолок помещения.

Система обогрева пола «по-древнеримски» состояла из большой печи, толстого напольного перекрытия толщиной до 70 сантиметров и более, опиравшегося на каменные или кирпичные столбы, и дымоходов, расположенных в стенах. Перекрытие состояло из слоя каменных плит, слоя бетона и еще одного слоя каменных плит. Пространство между опорами оставлялось открытым. Печь, в которой непрерывно горел огонь, вырабатывала горячие газы, которые затем равномерно распространялись по пространству между столбами под напольным перекрытием отдавая последнему свое тепло. Таким образом, пол нагревался и отапливал своей поверхностью все помещение, под которыми этот пол находился. Остывшие дымовые газы поднимались через дымоходы в стенах и выходили на улицу над крышей. Дымоходы, располагавшиеся непосредственно в стенах, не занимали полезное пространство домов. Печь обычно была довольно большой, поэтому она, как правило, находилась в отдельном помещении. Одна печь могла служить для обогрева нескольких помещений. Регулирование количества тепла осуществлялось путем добавления в огонь большего или меньшего количества дров. Запуск и эксплуатация системы Гипокауст были трудоемким, и требовали постоянного внимания.

В ранние годы Римской империи только богатые римляне могли позволить себе иметь напольное отопление в своем доме. Во-первых, Гипокауст был очень дорог и требовал привлечения для строительства высококвалифицированных мастеров. Во-вторых, эксплуатация такой системы отопления требовала использования рабского труда в качестве истопников и постоянного наблюдения за пламенем печи, которая работала непрерывно. В-третьих, затраты на техническое обслуживание и ремонт, вероятно, также были очень дорогостоящими. И наконец, печь для своей работы требовала огромного количества дров. Тем не менее, постепенно эта система распространилась повсеместно, сначала в общественных учреждениях (прежде всего, банях), а затем и в домах менее состоятельных граждан, особенно в холодных регионах Римской империи. Стоит отметить, что при этом, большинство даже совсем не богатых римлян могли получить удовольствие от такой системы отопления, посетив термы или римские горячие ванны, где прогревались и полы, и стены. Античные «Общественные Ванны» в Помпеях являются типичным примером таких бань.

Остатки римских Гипокаустов сохранились по всей Европе, во многих районах западной Азии и северной Африки. Гипокауст был изобретением, которое улучшило условия гигиены и жизни граждан Рима, и послужил античным предшественником современного центрального отопления. С падением Римской империи обычай обогрева пола постепенно исчез, и эта замечательная для своего времени система отопления в западно-европейских странах была полностью забыта.