Инженерная мысль в истории: Римский гипокауст как прообраз современных тёплых полов и вентиляции»

По циклу «Инженерная мысль в истории» предлагаем материал о римском гипокаусте — прототипе современных систем тёплых полов и вентиляции.

Краткое введение

Гипокауст (от греч. hypo «под» и kaustós «горящий») — древнеримская система центрального отопления и вентиляции, при которой горячий воздух из печи подогревал полы и прогревал стены помещений Wikipedia.

Происхождение и изобретение

Первые упоминания о подогреве зданий «снизу» относятся к храму Артемиды в Эфесе (ок. 350 г. до н. э.), однако собственно римскую конструкцию приписывают Сергию Орате (I в. до н. э.), о чём пишет Витрувий в «De architectura» Wikipedia.

Конструкция и принцип работы

1. Печь (praefurnium). Располагалась вне основного помещения или в специальном помещении, где сжигалось топливо для нагрева воздуха Wikipedia.

2. Подпольное пространство. Пол поднимали на невысокие колонны (pilae stacks), создавая канал для циркуляции горячего воздуха под плитами перекрытия Wikipedia.

3. Керамические каналы (tubuli). По стенам помещений сваривали вертикальные глиняные трубы, по которым нагретый воздух и дым уходили вверх и выходили через вытяжные отверстия в крыше Wikipedia.

4. Регулирование тепла. Интенсивность обогрева контролировали количеством подаваемого топлива и расположением помещений относительно печи: самые тёплые (caldarium) располагались ближе всех к источнику тепла Encyclopedia Britannica.

Знаменитые примеры

• Термы Каракаллы (Рим). Одна из крупнейших бань Древнего Рима с разветвлённым гипокаустом, обеспечивавшим равномерный нагрев залов площадью свыше 100 000 м² WikipediaEncyclopedia Britannica.

• Римские бани в Бат (Великобритания). Полы и стены Caldarium приподняты над фундаментом, что ясно видно по сохранившимся пилae и остаткам tubuli Encyclopedia Britannica.

• Вилла Ла Ольмеда (Испания). В одном из помещений позднеримской виллы в провинции Паленсия обнаружены ряды колонн под полом и керамические каналы, аналогичные банным системам Wikipedia.

Гипокауст и современные технологии

Прямые потомки гипокауста — системы тёплых полов ("тёплый пол"), где теплоноситель (вода или электрокабель) проходит в каналах под покрытием пола, а также радиантные панели в стенах и потолках LOW←TECH MAGAZINEUnderfloor Heating Trade Supplies.
Эффект равномерного теплового комфорта и снижения конвективных потоков до сих пор ценят в эко-строительстве и «умных» домах.

Заключение

Гипокауст — ярчайший пример инженерной мысли Античности, опередившей своё время и заложившей основу для современных систем отопления и вентиляции. Изучение этих древних решений помогает создавать энергоэффективные и комфортные пространства сегодня.