Pokročilé technologie starověkého Říma

Pokročilé technologie starověkého Říma
Pokročilé technologie starověkého Říma
Anonim

Historie zásobování vodou ve starověké římské říši je dlouhá. Transport a hydraulická kontrola velkého množství sladké vody byla jedním z faktorů, které stály za obrovským, nebývalým úspěchem římské říše. Hlavní římská města se nacházela částečně v bezprostřední blízkosti dobrého zásobování vodou. Hojnost vody zlepšila zdraví obyvatelstva a umožnila městskému životu poskytovat pracovní a obchodní podporu při budování římské ekonomiky.

Několik technologických pokroků římských inženýrů zpřístupnilo vodu městským centrům. Mezi tyto pokroky patřil návrh akvaduktu, geodézie, stavba tunelů, olověné potrubí, obrácené sifony, skladovací nádrže olova a ventily. Přestože bylo vody dost, římští komisaři pro vodu zavedli kontrolní opatření k omezení nezákonných instalatérských prací a kontroly toku pro uživatele.

Ano. Starověcí Římané byli známí instalatérskými a vodovodními systémy. Pokud jste byli bohatý Říman, pak jste s největší pravděpodobností žili v domusu - rodinném domě. A pokud jste byli dostatečně bohatí na to, abyste vlastnili dům, pak je pravděpodobné, že byste si mohli dovolit zaplatit za městskou nebo městskou vodovodní přípojku.

Image
Image

Římané používali olověné potrubí k distribuci vody do měst po celé římské říši. Použití olověných potrubí bylo rozšířené v 1. století před naším letopočtem a v následujících několika stoletích. V říši bylo také rozšířeno používání ventilů k řízení toku vody v těchto potrubních systémech. Toto všestranné použití ventilů a potrubí vyžadovalo úroveň standardizace, kterou znají moderní inženýři.

Tato voda byla extrahována, často na dlouhé vzdálenosti, akvadukty, které ji přivedly do velkých centralizovaných cisteren. Odtud je potrubní komunikace dodávala do různých oblastí olověnými trubkami az nich do soukromých domů.

Image
Image

Průtok vody z městského vodovodu do vašeho domu byl regulován faucetem a velikost tohoto faucetu, a tedy jeho potenciální maximální průtok, určovala, kolik jste městu za tento luxus zaplatili.

Domy s instalatérskými zařízeními, jako jsou fontány, vany a bazény, byly také vybaveny dalšími ventily k uzavření nebo regulaci toku vody.

Ale ty faucety, vyrobené z mosazi a někdy dokonce ze zlata, vypadají nápadně podobně jako ty naše dnešní. Naší „vyspělé“civilizaci trvalo více než tisíc let, než „vymyslela“to, co již bylo vynalezeno ve starověkém Římě.

obraz
obraz

Kromě obecního potrubí měla většina římských domů během republikánské a rané imperiální éry velmi podobné konstrukce. Jeho součástí bylo centrální nádvoří zvané atrium, ze kterého se otevíralo mnoho ložnic (cubiculae). Atrium mělo ve střeše otvor zvaný compluvium, který umožňoval shromažďování dešťové vody v mělkém dekorativním bazénu v atriálním patře zvaném impluvium. Z impluviové vody bylo možné sbírat vodu do cisteren, kde doplňovala zásobování vodou domu.

obraz
obraz

Ale pokud jste byli jako většina Římanů, nebydleli jste v domě, ale ve výškové budově zvané ostrov. V tomto případě váš byt s největší pravděpodobností neměl městský vodovod.

Zatímco luxusnější byty v některých ostrovech mohly mít vlastní tekoucí vodu, většina chudých Římanů z dělnické třídy čerpala vodu z veřejných fontán, které se nacházely téměř na každém rohu ulice. Odtud jste naplnili nádobu a nesli pitnou vodu po schodech do svého bytu, často několikrát denně.

Image
Image

Konstrukce starověkých římských vodních ventilů je nápadně podobná naší moderní konstrukci pístových ventilů. Na obrázcích jsou znázorněny typické pompejské vodní ventily. Tělesa ventilů byla vyrobena z bronzu s typickou vestavěnou konfigurací, jak je znázorněno na obrázku 1, ačkoli Římané také vyráběli úhlové ventily s velmi podobným designem. Těleso ventilu má válcovou komoru, do které byla vložena válcová zátka.

Tělo ventilu bylo na obou koncích přivařeno k přívodní trubce, přičemž strana ventilového spojení byla zasunuta do pouzdra olověné trubky. Roztavená olověná pájka byla poté použita ke svařování vložky na každé straně ventilu. Ačkoli Římané věděli o závitových trubkách, nebyl na spoje trubek nebo ventilů použit žádný známý závitový spoj. Průměr potrubí tělesa ventilu se zužuje do zátkové komory, což by mělo za následek zvýšení rychlosti vody a přesnější regulaci průtoku vody.

Vložka kuželky ventilu byla také vyrobena z bronzu a byla dutou válcovou vložkou s oválným otvorem na každé straně válce pro průchod vody. Stejně jako u moderních ventilů se vložka zátky otáčela uvnitř tělesa ventilu, aby řídila průtok nebo zajišťovala uzavření.

Zásuvná zástrčka měla také štěrbinu, která byla odlita nebo vyříznuta do vnějšího povrchu základny válce.

Image
Image

Wright Paleohydrological Institute (WPI) studoval využití vody ve starověkém městě Pompeje. Tato studie zahrnovala použití vodních ventilů k řízení toku vody v domácnostech a podnicích ve městě.

Těleso ventilu mělo malý otvor poblíž základny tělesa, který se shodoval s šibeničním otvorem obklopujícím vložku zátky. Poté, co byla zátka zasunuta do tělesa ventilu, byl použit náraz, aby se na vnitřní straně tělesa vytvořila vyboulení, které umožnilo otáčení vložkové zátky, ale zabránilo jejímu vyjmutí shora. Tato konstrukce také zabránila vypadnutí zásuvné zástrčky z tělesa ventilu v důsledku kolísavého tlaku vody.

Je pozoruhodné, že tyto 2 000 let staré ventily jsou velmi podobné vodním ventilům, které si dnes můžete koupit v místním železářství!

Image
Image

Hodně z toho, co víme o římském vodním inženýrství, nám bylo sděleno ve dvou nádherných knihách od Sextus Julius Frontinus, De Acis Urbin Romae nebo Vodní zásobování města Řím, které byly napsány kolem roku 97 n. L. Frontin byl kurátorem akvária nebo komisařem pro vodu v Římě. De Aquis Frontinus standardizuje 15 velikostí trubek, pokud jde o průměr, obvod a kapacitu. Tyto standardy potrubí byly používány v celé římské říši a standardy byly také aplikovány na ventily.

Nezávislé studie ukázaly, že ventily a potrubí vyrobené Římany byly v relativních rozměrech stejné; byly standardizovány. Ukazuje se, že De Aquis byl předchůdcem našich standardů ASTM a ASA.

Ventily byly také velmi podobné v materiálovém složení. Měď, olovo a cín byly v římském hutním průmyslu velmi důležitými materiály. Poskytovaly odolnost proti korozi a oděru a také tažnost potřebnou pro snadnou výrobu.

Na základě metalurgického výzkumu byly materiály pro lití římských ventilů:

73% mědi

19% olovo

8% cínu

Image
Image

Několik starověkých ventilů, které byly testovány, má výsledky, které jsou velmi konzistentní s materiály a procenty používanými při jejich výrobě. Římané měli standardní směs kovových slitin pro ventily a byly vyráběny s vysokým standardem kontroly kvality. Složení kovu zobrazené výše u starodávných ventilů je velmi blízké současné normě ASTM B67 pro kluzná ložiska používaná v automobilech a železničních vozech.

Image
Image

Konstrukce římského vodního ventilu dobře odpovídá návrhu tlakové vody olověného potrubí. Olověné potrubí bylo navrženo pro aplikace s nízkým tlakem vody (se vzácnou výjimkou, že olověné potrubí bylo použito jako obrácený sifon). WPI studoval systém distribuce vody v Pompejích. Voda byla dodávána prostřednictvím systému vodní věže, který udržoval tlak vody přibližně na 8-9 psi (18-20 stop). Přestože je tento tlak vody mnohem menší, než jaký dnes očekáváme, stačilo k distribuci vody v římských městech.

Průtok vody v distribučním systému byl řízen omezením potrubí (calix) nebo ventilů. To byl klíč k uchování a správnému používání zásob.

V Pompejích byla voda dodávána olověným potrubím do veřejných fontán, veřejných lázní, podniků a soukromých domů. Doručení vody domů bylo považováno za luxus a znak sociálního postavení majitelů domů; vodu do domu dostalo pouze malé procento soukromých domů v Pompejích. V domácnostech byla voda plně vystavena pomocí výrazných a uměleckých vodních prvků.

Image
Image

Ventily v každém jednotlivém domě řídily průtok vody do každého z vodních útvarů. Většina sestav ventilů byla uvedena na obrázku 5. WPI studovalo využití vody v konkrétním domě v Pompejích zvaném Závěsný balkonový dům. Vodním prvkem v tomto domě byla mramorová socha malého chlapce s vodou, která mu vytékala z ruky do ulity škeble a voda stékala ze skořápky škeble do základny. Vodní stavba měla také dva vodní trysky, které spadaly do stejného mramorového bazénu. Nízký tlak vody byl pro vodní prvek v tomto domě ideální.

Ventily, které řídily průtok do těchto míst, byly vyrobeny na sběrač olověných trubek. Celá sestava ukázaná na obrázku 5 byla umístěna na úpatí vodní stavby. Je to skvělý příklad know-how inženýrů té doby.

Může být překvapivé, že design římských ventilů před více než 2000 lety se nápadně podobá našemu „modernímu“designu, ale je fakt, že tato technologie byla vynalezena dlouho před naším.

Doporučuje: