Starověké římské inženýrství - Ancient Roman engineering

Rekonstrukce 10,4 m (34 ft) vysokého římského polyspastu v Německu

Tyto Staří Římané byli slavní jejich pokročilé technické úspěchy. Technologie pro přivádění tekoucí vody do měst byla vyvinuta na východě, ale Římany přeměněna na technologii v Řecku nepředstavitelnou. Architektura používaná v Římě byla silně ovlivněna řeckými a etruskými prameny.

Silnice byly v té době běžné, ale Římané vylepšili svůj design a zdokonalili stavbu do té míry, že mnoho z jejich silnic se používá dodnes. Jejich úspěchy předčily většinu ostatních civilizací své doby a po jejich době a mnoho z jejich struktur obstálo ve zkoušce času, aby inspirovalo ostatní, zvláště v období renesance . Navíc jejich příspěvky byly podrobně popsány autory, jako je Plinius starší , takže existuje tištěný záznam o jejich mnoha vynálezech a úspěších.

Akvadukty

Akvadukt ve španělské Segovii .

Každý den do Říma přivezlo 1 000 krychlových metrů (260 000 amerických gal) vody 11 různých akvaduktů . Spotřeba vody na obyvatele ve starověkém Římě odpovídala současným městům, jako je New York nebo moderní Řím. Většina vody byla pro veřejné použití, jako jsou koupele a kanalizace. De aquaeductu je definitivní dvoudílné pojednání o římských akvaduktech 1. století, které napsal Frontinus .

Akvadukty se mohly rozprostírat od 10 do 100 km (10 až 60 mil) dlouho a obvykle sestupovaly z výšky 300 m nad mořem u zdroje až do 100 m, když dosáhly nádrží kolem město. Římští inženýři používali převrácené sifony k pohybu vody přes údolí, pokud to považovali za nepraktické postavit vyvýšený akvadukt. Římské legie byly z velké části zodpovědné za stavbu akvaduktů. Údržbu často prováděli otroci.

Římané byli jednou z prvních civilizací, které využívaly sílu vody. Postavili jedny z prvních vodních mlýnů mimo Řecko na mletí mouky a technologii pro stavbu vodních mlýnů rozšířili po celém středomořském regionu. Slavný příklad se vyskytuje v Barbegalu v jižní Francii, kde bylo jediným akvaduktem zpracováno nejméně 16 přestřelených mlýnů zabudovaných do svahu kopce, vývod z jednoho napájejícího mlýn dole v kaskádě.

Byli také zruční v těžbě, stavěli akvadukty potřebné k zásobování zařízení používaného při těžbě kovových rud, např. Hydraulické těžbě , a stavbě nádrží pro zadržování vody potřebné na minové hlavě. Je známo, že byli také schopni stavět a provozovat důlní zařízení, jako jsou drtící mlýny a odvodňovací stroje. Velká vertikální kola římského vinobraní pro dobývání vody byla vytěžena z dolů Rio Tinto v jihozápadním Španělsku. Byli úzce zapojeni do těžby zlatých zdrojů, jako jsou zdroje v Dolaucothi v jihozápadním Walesu a v severozápadním Španělsku, v zemi, kde se těžba zlata ve velmi velkém měřítku rozvíjela na počátku prvního století našeho letopočtu, například v Las Medulas .

Mosty

Most Alcántara , Španělsko

Římské mosty patřily mezi první velké a trvalé mosty, které kdy byly postaveny. Byly postaveny z kamene a jako základní strukturu byly použity oblouk . Také nejpoužívanější beton. Postaven v roce 142 př. N. L. , Pons Aemilius , později pojmenovaný Ponte Rotto (rozbitý most), je nejstarším římským kamenným mostem v Římě v Itálii.

Největší římský most byl Trajanův most přes dolní Dunaj, postavený Apollodorem z Damašku , který zůstal po více než tisíciletí nejdelším mostem, který byl postaven jak z hlediska celkové, tak z hlediska délky. Normálně byli minimálně 18 metrů nad vodní hladinou.

Příkladem dočasné vojenské stavby mostů jsou dva Caesarovy rýnské mosty .

Přehrady

Římané postavili mnoho přehrad pro sběr vody, jako například přehrady Subiaco , z nichž dvě živily Anio Novus , největší akvadukt zásobující Řím. Jedna z přehrad Subiaco byla údajně nejvyšší, jaká byla kdy nalezena nebo vyvozena. Ve Španělsku postavili 72 přehrad, jako jsou ty v Méridě , a mnoho dalších je známých po celé říši. Na jednom místě, Montefurado v Haliči , se zdá, že vybudovali přehradu přes řeku Sil, aby odhalili naplavená ložiska zlata v korytě řeky. Místo se nachází v blízkosti velkolepého římského zlatého dolu Las Medulas .

Z Británie je známo několik hliněných přehrad, včetně dobře zachovaného příkladu z římského Lanchestru, Longovicium , kde mohl být použit v kovářství nebo tavení v průmyslovém měřítku , soudě podle hromádek strusky nalezených na tomto místě v severní Anglii. Nádrže na zadržování vody jsou také běžné v akvaduktových systémech a je známo mnoho příkladů pouze z jednoho místa, zlatých dolů v Dolaucothi v západním Walesu . Zděné přehrady byly v severní Africe běžné pro zajištění spolehlivého zásobování vodou z vádí za mnoha osadami.

Architektura

Koloseum v Římě .

Budovy a architektura starověkého Říma byly působivé i podle moderních standardů. Circus Maximus , například, byl dostatečně velký, aby použít jako stadionu. Colosseum také poskytuje příklad římské architektury v té nejlepší kvalitě. Jeden z mnoha stadionů postavených Římany, Koloseum vystavuje oblouky a křivky běžně spojené s římskými budovami.

Pantheon v Římě stále stojí pomník a hrob a Vany Diokleciána a caracallovy lázně jsou významné pro jejich stavu dochování, bývalý stále vlastnit neporušené dómy . Takové masivní veřejné budovy byly kopírovány v mnoha provinčních hlavních městech a městech po celé říši a obecné principy jejich návrhu a stavby popisuje Vitruvius, který na přelomu tisíciletí psal ve svém monumentálním díle De architectura .

Zvláště působivá byla technologie vyvinutá pro koupele, zejména rozšířené používání hypokaustu pro jeden z prvních typů ústředního vytápění vyvinutého kdekoli. Tento vynález nebyl použit jen ve velkých veřejných budovách, ale rozšířil se i do domácích budov, jako jsou mnohé vily postavené po celém Impériu.

Materiály

Nejčastěji používanými materiály byly cihla , kámen nebo zdivo , cement , beton a mramor . Cihla přišla v mnoha různých tvarech. Zakřivené cihly byly použity ke stavbě sloupů a trojúhelníkové cihly byly použity ke stavbě zdí.

Mramor byl hlavně dekorativní materiál. Augustus Caesar se kdysi chlubil, že proměnil Řím z města cihel na město z mramoru. Římané původně přivezli mramor z Řecka, ale později našli vlastní lomy v severní Itálii.

Cement byl vyroben z hydratovaného vápna (oxidu vápenatého) smíchaného s pískem a vodou. Římané zjistili, že nahrazením nebo doplněním písku pucolánovou přísadou , jako je sopečný popel, by vznikl velmi tvrdý cement, známý jako hydraulická malta nebo hydraulický cement . Široce ho používali ve strukturách, jako jsou budovy, veřejné lázně a akvadukty, aby zajistili jejich přežití do moderní doby.

Silnice

Schéma římské stavby silnic

Římské silnice byly postaveny tak, aby byly imunní vůči povodním a dalším ekologickým nebezpečím. Některé silnice postavené Římany se používají dodnes.

Na standardní římské silnici bylo několik variant. Většina silnic vyšší kvality byla složena z pěti vrstev. Spodní vrstva, zvaná pavimentum , byla tlustá jeden palec a vyrobena z malty. Nad tím byly čtyři vrstvy zdiva. Vrstva přímo nad pavimentem se nazývala statumen . Byla jedna stopa silná a byla vyrobena z kamenů spojených cementem nebo hlínou.

Nad tím byly rudens , které byly vyrobeny z deseti palců pěchovaného betonu. Další vrstva, jádro , byla vyrobena z dvanácti až osmnácti palců postupně kladených a válcovaných vrstev betonu. Na koruna byla položena summa crusta ze silexových nebo lávových polygonálních desek o průměru jeden až tři stopy a tloušťce osm až dvanáct palců. Konečný horní povrch byl z betonu nebo dobře vyhlazený a opatřený pazourkem.

Obecně platí, že když se silnice setkala s překážkou, Římané raději navrhli řešení překážky než přesměrování silnice kolem: Mosty byly postaveny přes všechny velikosti vodních cest; bažinatá půda byla řešena výstavbou vyvýšených hrází s pevnými základy; kopce a výchozy byly často prořezávány nebo tunelovány, než aby se jim vyhýbalo (tunely byly vyrobeny ze čtvercového tvrdého skalního bloku).

Hornictví

Odvodňovací kolo z dolů Rio Tinto.

Římané byli první, kdo využíval ložiska nerostů pomocí pokročilé technologie, zejména pomocí akvaduktů k přivádění vody z velkých vzdáleností na pomoc operacím na vršku. Jejich technologie je nejviditelnější na místech v Británii, jako je Dolaucothi, kde využívali naleziště zlata s nejméně 5 dlouhými akvadukty, které poklepávají na sousední řeky a potoky. Vodu využili k hledání rudy tím, že z nádrže vypustili vlnu vody, aby pohladili půdu a odhalili tak podloží se všemi žilkami vystavenými zraku. Použili stejnou metodu (známou jako hushing ) k odstranění odpadních hornin a poté k uhasení horkých kamenů oslabených zapálením .

Takové metody by mohly být velmi efektivní při povrchové těžbě, ale zapalování bylo velmi nebezpečné, když se používalo v podzemních podnicích. Byly propuštěny se zavedením výbušnin , ačkoli hydraulická těžba se stále používá na naplavených cínových rudách. Byly také použity k výrobě řízené dodávky k praní drcené rudy. Je vysoce pravděpodobné, že vyvinuli také razicí mlýny poháněné vodou na drcení tvrdé rudy, které bylo možné prát a sbírat těžký zlatý prach.

V naplavených dolech aplikovali své hydraulické metody těžby v obrovském měřítku, například Las Medulas v severozápadním Španělsku. Stopy tanků a akvaduktů lze nalézt v mnoha dalších raně římských dolech. Metody velmi podrobně popisuje Plinius starší ve své knize Naturalis Historia .

Popsal také hlubinnou těžbu pod zemí a zmiňuje potřebu odvodnění děl pomocí vodních kol s reverzním přestřelením a skutečné příklady byly nalezeny v mnoha římských dolech odhalených během pozdějších pokusů o těžbu. Měděné doly v Rio Tinto byly jedním zdrojem takových artefaktů, kde byla ve 20. letech 20. století nalezena sada 16 kusů. Podobným způsobem také odstraňovali vodu pomocí Archimédových šroubů .

Vojenské inženýrství

Inženýrství bylo také institucionálně zakořeněno v římské armádě, která mimo jiné stavěla pevnosti, tábory, mosty, silnice, rampy, palisády a obléhací zařízení. Jedním z nejpozoruhodnějších příkladů stavby vojenských mostů v římské republice byl most Julia Caesara přes řeku Rýn . Tento most byl dokončen za pouhých deset dní specializovaným týmem inženýrů. Jejich vykořisťování v dáckých válkách za Trajana na počátku 2. století n. L. Je zaznamenáno na Trajanově sloupu v Římě.

Armáda byla také úzce zapojena do těžby zlata a pravděpodobně postavila rozsáhlý komplex úniků a cisteren v římském zlatém dole Dolaucothi ve Walesu krátce po dobytí regionu v roce 75 n. L.

Energetická technologie

Akvadukt Arles

Mlýny pod akvaduktem

Technologie vodního kola byla vyvinuta na vysoké úrovni během římské doby, což dokládají Vitruvius (v De Architectura ) i Plinius starší (v Naturalis Historia ). Největší komplex vodních kol existoval v Barbegalu poblíž Arles , kde bylo místo napájeno kanálem z hlavního akvaduktu napájejícího město. Odhaduje se, že místo zahrnovalo 16 samostatných přestřelených vodních kol uspořádaných do dvou rovnoběžných linií dolů po svahu. Odtok z jednoho kola se stal vstupem do dalšího v pořadí.

Dvanáct kilometrů severně od Arles, v Barbegalu, poblíž Fontvieille , kde akvadukt dorazil na strmém kopci, napájel akvadukt řadu paralelních vodních kol, aby poháněl mlýn . K dispozici jsou dva akvadukty, které se spojují severně od komplexu mlýna, a stavidlo, které operátorům umožnilo řídit přívod vody do komplexu. Z vodních kanálů a základů jednotlivých mlýnů jsou značné zděné zbytky spolu se schodištěm stoupajícím do kopce, na kterém jsou mlýny postaveny. Mlýny fungovaly zřejmě od konce 1. století zhruba do konce 3. století. Kapacita mlýnů byla odhadována na 4,5 tuny mouky denně, což je dostačující pro zásobení chleba pro 12 500 obyvatel okupujících město Arelate v té době.

Schéma římské pily poháněné vodou v Hierapolisu v Malé Asii .

Hierapolis pila byl Roman vodě poháněl kámen pila na Hierapolis , Malé Asie (moderní-denní Turecku ). Datuje se do druhé poloviny 3. století našeho letopočtu, pila je nejstarší známý stroj kombinující kliku s ojnicí .

Vodní mlýn je zobrazen na vyvýšeném reliéfu na sarkofágu místního mlynáře Marka Aurelia Ammianos . Je ukázáno vodní kolo napájené mlýnským závodem pohánějícím dvě rámové pily přes ozubené soukolí řezající obdélníkové bloky.

Další mechanismy kliky a ojnice bez ozubeného soukolí jsou archeologicky doloženy pro vodní pily poháněné vodou v 6. století n. L. V Gerase v Jordánsku a v Efesu v Turecku. Literární zmínky o vodou poháněných mramorových pilách v Trevíru , nyní Německu , najdete v Ausoniově básni Mosella z konce 4. století n . L. Dokládají diverzifikované využívání vodní energie v mnoha částech římské říše .

Komplex mlýnů existoval také na Janiculum v Římě napájeném Aqua Traiana . Tyto Aurelianova hradba byla provedena do kopce zřejmě zahrnout vodní mlýny používané k mletí obilí na poskytování chlebové mouky pro město. Mlýn byl tedy pravděpodobně postaven ve stejnou dobu nebo dříve, než byly hradby postaveny císařem Aurelianem (vládl 270–275 n. L.). Mlýny byly zásobovány z akvaduktu, kde se vrhly ze strmého kopce.

Místo se tak podobá Barbegalu , i když vykopávky na konci devadesátých let naznačují, že mohly být konstrukčně spíše podkus než přestřeleny. Mlýny se používaly v roce 537 n. L., Když Gótové obléhající město přerušili dodávky vody. Byly však následně obnoveny a mohly zůstat v provozu alespoň do doby papeže Řehoře IV. (827–44).

Mnoho dalších míst je hlášeno z celé římské říše , i když mnohé zůstávají nevytěžené.

Viz také

Reference

Bibliografie

Davies, Oliver (1935). Římské doly v Evropě . Oxford.
Healy, AF (1999). Plinius starší o vědě a technologii . Oxford: Clarendon.
Hodge, T. (2001). Římské akvadukty a zásobování vodou (2. vyd.). Duckworth.
Ritti, Tullia; Grewe, Klaus; Kessener, Paul (2007), „Reliéf vodního kamenného mlýna na sarkofágu v Hierapolis a jeho důsledky“, Journal of Roman Archaeology , 20 : 138–163
Smith, Norman (1972). Historie přehrad . Citadel Press.

Další čtení

Cuomo, Serafina. 2008. „Starověké písemné zdroje pro strojírenství a technologie.“ In The Oxford handbook of engineering and technology in the classic world . Upravil John P. Oleson, 15–34. New York: Oxford Univ. Lis.
Greene, Kevine. 2003. „Archeologie a technologie“. In Společník archeologie . Editoval John L. Bintliff, 155–173. Oxford: Blackwell.
Humphrey, John W. 2006. Starověká technologie . Westport, CT: Greenwood.
McNeil, Ian, ed. 1990. Encyklopedie dějin technologie . Londýn: Routledge.
Oleson, John P., ed. 2008. Oxfordská příručka inženýrství a technologie v klasickém světě . New York: Oxford Univ. Lis.
Rihll, Tracey E. 2013. Technologie a společnost ve starověkém řeckém a římském světě . Washington, DC: Americká historická společnost.
White, Kenneth D. 1984. Řecká a římská technologie . Ithaca, NY: Cornell Univ. Lis.

Languages

In other projects