Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 621-80-48 Секретарь (тел./факс) ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"
(495) 107-91-50

АВОК ассоциированный
член

Термы в Помпеях – первый спа-курорт

Древнеримские термальные системы – первый дошедший до нас из древности пример использования принципов ресурсосбережения. Наблюдая за природными явлениями на Флегрейских полях, где с незапамятных времен в силу вулканической деятельности дымили фумаролы и били горячие источники, римляне поняли, как можно организовать инженерные системы отопления и водоснабжения при помощи хитроумной системы, использующей принципы энергосбережения. Подобные технологии с успехом применяются в современности.

Эволюция термальных систем

Примерно с III века до н. э. по примеру Греции в домах богатых римлян стали появляться первые туалетные комнаты – lavatrinae, или latrinae (лат. «отхожее место, уборная»). Это были, как правило, тесные помещения, плохо проветриваемые и освещенные, где стояла лавка и лохань, в которой обитатели ежедневно обмывали руки и ноги, а каждые девять дней в базарный день мылись целиком. Помещение располагалось близ кухни, где имелась печь, на которой грели воду и откуда сливали в канализацию грязную воду. Со временем термином latrinae стали называть совокупность туалета со сливом воды, а затем, с развитием широкой сети общественных бань, он закрепился только за сливом. В богатых домах под туалеты стали отводить просторные отапливаемые помещения. Первые общественные бани появились на стыке III и II веков до н. э., когда желание уединиться сменилось стремлением к чистоте и гигиене. Первое время это были небольшие, неудобные помещения, отапливаемые угольными жаровнями, с мужским и женским отделениями. Однако общественные бани довольно быстро эволюционировали. Иногда бани строились за счет частных благотворителей, рассчитывавших этим завоевать популярность народа. В других случаях бани возводились в рамках предпринимательской деятельности для получения прибыли. В таких банях имелись три типа помещений: калдарий (лат. «горячая баня»), тепидарий (лат. «теплая баня») и фригидарий (лат. «прохладная баня»).

В 33 году до н. э., как свидетельствует Плиний, в Риме было 170 общественных бань. Агриппа, зять Августа, которому по должности полагалось надзирать за ними и обеспечивать их обслуживание, лично оплачивал входную плату, так что весь тот год мыться в Риме везде можно было бесплатно.

В период между 25 и 19 годами до н. э. Агриппа на свои собственные средства построил бани на Марсовом поле, названные его именем, куда по его распоряжению вход был бесплатным круглогодично. Эти бани были инновационными для своего времени, поскольку впервые в римских термах появляется лаконик – небольшой горячий зал сауны. Бани Агриппы, от которых до нас дошли лишь жалкие развалины, первыми получили название терм (греч. «горячие источники»). Термы представляли собой комбинацию помывочной со спортивным залом в греческом понимании.

После 19 года до н. э. общественные бани получили окончательное название «термы», а их структура постоянно расширялась за счет появления новых элементов, повышающих комфорт пользователей. В термальном комплексе имелись не только собственно помывочные, но и бассейн, залы отдыха, магазины, салоны, залы для физических упражнений, торговые лавки, закусочные, распивочные, массажные кабинеты и прогулочная галерея.

Термы стали местом социализации, приятного времяпровождения, физической культуры, плавания, где также можно поговорить о политике и культуре, – словом, настоящие народные собрания. В термах времен Империи можно было участвовать в собрании, послушать концерт, посмотреть театральную постановку, посетить библиотеку или прогуляться по парку. Строительство терм приобретало нередко очевидный политический, пропагандистский характер. Частные лица охотно соглашались оказать помощь городским властям в строительстве терм. Благотворительность помимо строительства нередко принимала и другие формы, такие как бесплатный вход в заведения или бесплатная поставка материалов, необходимых для обеспечения работы терм (например, дров для водогрейных котлов, ароматических эссенций, мазей, масел, утвари и предметов обстановки). Размеры терм росли, их структура усложнялась, обстановка становилась все более изящной и дорогостоящей.

Плиний свидетельствует, что в женском отделении Палатинских терм стояла серебряная мебель. Сенека не без иронии напоминает, что герой Карфагена Сципион мылся в простой помывочной, а поколения, пришедшие вслед, пользуются роскошными термами. Следует также напомнить, что многие дошедшие до нас шедевры романского искусства располагались как раз в термах, где служили обычным декором: достаточно вспомнить Фарнезского быка в термах Каракаллы в Риме или скульптуру Лаокоона из римских терм Траяна.

Помещения римских бань:
аподитерий – неотапливаемый предбанник, каменные или деревянные скамьи, в стенах ниши, где можно оставить вещи и одежду;
фригидарий – холодное помещение, бассейн с холодной водой для купания;
тепидарий – умеренно теплый зал, главное его назначение – минимизировать тепловой перепад при переходе из холодного зала в горячий (калдарий и фригидарий);
калдарий – горячий зал, бассейн с горячей водой для плавания и купель для погружения (алвеус), а также фонтаны для принятия ванн и душа;
лаконик – встречается нечасто, представляет собой сухую парную типа сауны;
судаторий – также встречается нечасто, по сути является влажной парной: в помещение подавался влажный пар, но каким именно образом, до сих пор до конца не выяснено (исключая бани Байя, где использовался эндогенный пар).

Термы Кампании

В итальянском регионе Кампания влияние культуры эллинизма и эллинских обычаев, оказываемое в первую очередь колониями в Куме и Неаполе, обусловило более чем где-либо широкое распространение бань в комплексе со спортивными сооружениями. Со временем значение физкультуры и спорта здесь упало, в том числе потому, что в отличие от Греции в Риме спорт всегда рассматривался исключительно как развлечение.

Так, на Флегрейских полях, где до сих пор не затихает вулканическая деятельность в виде пепловых и паровых выбросов, уже во II веке фумаролы использовались для отопления гротов в вулканической породе, оборудованных под жилье.

В начале I века бани становились все более популярными. Особенно после того, как медики проследили благотворное влияние на организм чередования горячей и холодной бань. К гротам в горе стали пристраивать помещения снаружи, и в результате довольно скоро здесь появились целые банные комплексы, примером которым служат императорские бани во дворце Байя (рис. 1). Их помещения отапливались эндогенным паром, который забирали непосредственно из вулканических фумарол и пропускали по коробам в стенах и под полом. Широко использовались источники минеральных вод, действие которых также было признано чрезвычайно полезным. Первые термы в Помпеях относятся к V – началу IV века до н. э. Их построили в часто посещаемом районе близ театрального квартала. Поначалу довольно примитивное сооружение – несколько небольших комнат с ванной и уборной, куда вода подавалась из колодца, рядом физкультурный зал в форме трапеции. Но уже во II веке до н. э. бани расширились и превратились в настоящие термы – Стабианские. Тогда помещения здесь отапливались жаровнями с бездымным углем. Примерно в 80 году до н. э. Лучо Серджо Ората, флегрейский предприниматель, на волне успеха бань у себя на родине привозит в Помпеи новую технологию отопления на основе тепловой энергии и печных дымовых газов, использовавшихся одновременно для приготовления горячей санитарной воды и отопления помещений.

Система отопления помещений. Конструкция пола

Под полом устраивалась специальная полость – гипокауст (лат. «горячий короб»), куда подводился горячий газ из дымоотвода дровяной печи. Таким способом отапливались термы во Флегрее – печной дымовой газ нагревал полы, от них за счет конвекции нагревался воздух в помещении.

Система полов предусматривала два перекрытия, нижнее и верхнее. Верхнее – suspensura – покоилось на кирпичных опорах – pilae, установленных на нижнем, черном полу (рис. 3).

Опоры имели размер примерно 60 х 80 см, по свидетельству Витрувия. Кирпич, из которого они сложены, имел габариты 19,7 х 19,7 см. В качестве связывающего раствора применялся специальный жаропрочный цемент. Археологи обнаруживали такие опоры самых разных форм и из разных материалов, иногда в виде пустотелых перфорированных колонн, иногда верхнее перекрытие просто крепилось к стенам, а в некоторых случаях, например в Республиканских термах Помпеи, опоры заменялись внутренними перегородками или заглубленными газоподводящими каналами. По мнению некоторых ученых, двойные полы придумали греки не позднее II века до н. э., а Ората якобы лишь использовал их идею в системе парового отопления. Другие утверждают, что Ората ее и изобрел, и предложил для терм Помпеи.

Первый нижний слой suspensura составляли двухформатные кирпичи, на них укладывали слой глины, затем толстый слой цемента с битым кирпичом мелкой фракции. И, наконец, бетонная стяжка, а сверху по ней мраморная мозаика. В силу немалой толщины (25–30 см) такое перекрытие обладало высокой теплоемкостью. Между перекрытием suspensura и опорами pilae иногда прокладывали металлические плиты, свинцовые или медные, иногда даже серебряные, имевшие целью улавливать токсичные вещества, содержащиеся в дымовых газах.

Конструкция вертикальной стены

Изначально вертикальная стена представляла собой обычную стеновую перегородку. К концу I века до н. э. в конструкции появляется внутренняя камера – concameratio, представляющая собой полость между капитальной стеной и отстоящей от нее на несколько сантиметров внутренней стенкой. Такие полости устраивались во всех вертикальных стенах, как правило, от пола до определенной высоты. В некоторых случаях они поднимались до самого потолка, и тогда помещение приобретало абсолютную теплоизоляцию. Изнутри вторая стена покрывалась слоем штукатурки толщиной от 2 до 6 см.

Для устройства полости использовались кирпичные блоки с упорами. На рис. 4 представлен один из видов tegula mammata – облицовочной плитки с четырьмя упорами, служащими проставочным элементом, через который вводился Т-образный или обычный крепеж. Система, однако, не отличалась надежностью именно в плане крепления к капитальной стене, и к первой половине I века до н. э. ее сменили tubuli – полый кирпич прямоугольного сечения. Его укладывали один на один, нижний опирался одной половиной на опорную плиту, второй – на выступ в стене, как показано на рис. 5. К капитальной стене tubuli крепили цементом, иногда для надежности еще и Т-образными гвоздями. Получалась батарея параллельных дымоходов, поднимавшихся до линии свода. В некоторых случаях tubuli перфорировали, чтобы дымовые газы могли циркулировать, в том числе из одного в другой.

Полость, внутри которой пропускался горячий воздух, отдавала тепловую энергию внутрь и согревала наружные стены, что предотвращало образование конденсата, что в свою очередь поднимало среднюю излучающую температуру.

Путь движения дымовых газов

Изначально нагревательную печь hypocausis ставили внизу, под помещением, которое надлежало отапливать. Главное неудобство – отапливать таким образом можно было только это помещение и никакое другое. В каморке перед топкой (praefurnium, «котельная») работал печник, который должен был следить за огнем и подкладывать дрова (Gallo, 1991; Thedenat, 1896).

Печь hypocausis, куда вел специальный коридор, имела сводчатый или прямоугольный топочный проем, скорее широкий, нежели высокий, с каменной перемычкой, часто выступающей наружу. Печь имела форму круга или прямоугольника. Стены были из огнеупорного материала. С появлением технологии горячих полов hypocaustum печи стали ставить встык к отапливаемой комнате. Одна печь, таким образом, могла обслуживать одну или несколько комнат, обеспечивая при необходимости приготовление горячей санитарной воды. В некоторых случаях отопительный контур и контур горячей воды обслуживались каждый своей печью, а иногда одно помещение отапливалось несколькими печами.

Горячие газы, получаемые от сгорания топлива, отводились из котельной praefurnium через один или несколько прямоугольных проемов, каждый из которых вел в сводчатые каналы, имевшие ширину примерно в четверть (в диапазоне от трети до пятой части), а длину примерно в полторы топки. Пройдя через hypocaustum калдария, частично газы уходили в камеру калдария, частично через стенные проемы между двумя помещениями в hypocaustum тепидария. Затем через специальные дымники отводились наружу.

Если в банях предусматривались мужское и женское отделения, чаще всего они располагались симметрично относительно котельной, что позволяло и тем, и другим пользоваться одной топкой.

Регулирование системы

Простейшая система регулирования заключалась в том, чтобы открывать по принципу «больше/меньше» проем в своде калдария, показанный на рис. 5. В качестве альтернативного, хотя и несколько более сложного, решения применялось вентилирование посредством вертикального воздуховода в стене, как правило, у дверей, которые вели из тепидария в калдарий. Воздуховод, соединявший гипокауст с внешней средой, можно было открывать или закрывать кирпичной задвижкой, открывая или закрывая канал между гипокаустом и стенной полостью. Когда кирпич перекрывал дымник, он перекрывал течение горячего газа, выходящего из гипокауста, открывая калдарий для доступа наружного воздуха через открытую часть всасывающего воздуховода. В еще более простых системах регулирование осуществлялось простым прикрыванием дверцы котельной. В некоторых случаях в термах можно было регулировать температуру воздуха в тепидарии. Например, в термах Помпеи в стене, отделяющей гипокауст от калдария, а также в стене тепидария археологи обнаружили два отверстия для горячего воздуха, одно прямоугольное, второе треугольное. Соответственно, регулированием площади сечения проема для прохода воздуха, вероятно, при помощи задвижек, регулировалась температура в тепидарии.

Наружный воздух в гипокаусте, даже при потушенной печи, быстро нагревался благодаря теплу, накопленному каменной конструкцией, и в свою очередь нагревал полы помещения.

Приготовление горячей санитарной воды

Котел для приготовления горячей санитарной воды – ahena – имел цилиндрическую форму, верхняя часть из бронзы, иногда свинца, и располагался над топкой на специальном ложе.

Котлов, как правило, в термах было два или даже три. Они соединялись между собой так, что когда ближайший к топке котел, где была самая горячая вода, опорожнялся, в него поступала более холодная вода из соседнего котла. Такая система давала существенную экономию топлива и времени на нагрев воды. Котлы со-единялись свинцовыми трубами. Оригинальные смесительные краны позволяли получать желаемую температуру воды.

Часто, чтобы горячая вода в купели калдария не остывала, вокруг купели оставляли полость, соединявшуюся с гипокаустом. Или в полу под купелью ставили полуцилиндрический чан в форме черепахи – alvei, соединявшийся с купелью. Вода в чане доходила до середины высоты купели, но оставалась ниже уровня воды в купели. Чан подогревался, и разница в плотности нагретой воды в чане и более холодной воды в купели давала конвективный эффект, когда горячая вода переходила из чана в алвеус, а остывшая вода возвращалась из алвеуса в чан.

Пригородные термы Помпеи

Пригородные термы Помпеи увидели свет лишь в конце 1990-х годов. Термы состояли всего из одного отделения. Купальные комнаты имели осевое расположение вдоль единого источника. Служебные помещения разместились отдельно от банных и параллельно им.

На плане, приведенном на рис. 6, можно увидеть помещения, относящиеся к первоначальной постройке. Это зал № 7 – аподитерий-фригидарий, закрытый со всех сторон зал № 6, служивший тепидарием, смежный с ним зал № 5 – калдарий, за ним зал № 11 – префурний.

Когда город накрыло извержение вулкана, здесь велись восстановительные работы после землетрясения 62 года. В частности, зал № 6 переделали под фригидарий. Зал № 9, задуманный как галерея, служащая для освещения всего комплекса, переоборудуется под холодный бассейн. Аподитерий, естественно, потерял функцию фригидария.

Служебная зона и отопительные системы располагаются за термальными залами. Доступ туда осуществляется через узкий коридор из точки, где сходятся все внутренние пути: главный коридор, лестница, ведущая на верхний этаж, и боковой вход в аподитерий.

Пройдя уборную № 14, имеющую треугольную форму, попадаем в зал № 11, в центре которого имеется колодец, откуда бралась вода для огромных цистерн в юго-восточном углу здания. Собственно префурний состоит из двух частей. В первой два котла, облицованные кирпичом, с каменными лестницами по бокам. На юго-западной стороне располагается небольшая печь, обслуживающая лаконик. В ходе раскопок обнаружено, что топка была плотно прикрыта плиткой tegula mammata и для верности еще прижата кочергой.

Аномалия пригородных терм Помпеи

При входе из тепидария в калдарий слева у ниши на юго-восточной стене помещения – пробный раскоп, показанный на рис. 7, хорошо освещенный тремя огромными окнами, который был выполнен для контроля состояния черного пола гипокауста. Раскоп выполнен на площади примерно 4 м2 на глубину около 1 м до уровня первого настила гипокауста, сделанного из больших толстых плит размером 60 на 60 см, уложенных под легким уклоном. На рис. 8 представлены напластования раскопа, где, если присмотреться, можно увидеть три слоя, различающихся по использованному материалу, общей толщиной примерно 80 см. По мнению профессора Якобелли, руководившей раскопками, первый слой сверху, общий для всего помещения, представляет собой пепел и камни, два слоя под ним, собственно, и есть то, что должно было быть в древности верхним перекрытием suspensura. На северной стороне раскопа видны небольшие стойки, не выше 16 см, на которых укладывался кирпич, остатки которого также можно различить (рис. 9). Хорошо различается опора с цилиндрической колонной на ней, высотой 39 см и диаметром 11 см, частично разрушенная, как показано на рис. 10.

У ниши рядом с раскопом (на заднем плане рис. 9) просматривается под обрушившейся конструкцией пола одна опора высотой примерно до нынешнего уровня пола, т. е. явно выше опор, выявленных при раскопе, и вторая, поменьше, с колонной цилиндрической формы сверху (рис. 10).

Другими словами, гипокауст калдария пригородных терм Помпеи имеет непонятную структуру. Не внесли ясности и продолжительные беседы с профессором археологии, руководившей раскопками: опоры разной высоты на расстоянии метра одна от другой не могли служить для одного перекрытия, и факт наличия опор высотой 16 см, покрытых толстым слоем описанного выше материала, дает основания сомневаться в том, что такая система отопления могла корректно работать. Каким образом горячий газ мог отдавать перекрытию suspensura достаточное количество тепла, чтобы отапливать все помещение при таком небольшом по сравнению с толщиной suspensura гипокаусте? И зачем было ставить тубул на кирпичную опору?

Вразумительные ответы на эти вопросы дать пока невозможно. Для этого требуется как минимум расширить площадь раскопа, но сегодня это влечет за собой целый ряд проблем, не последняя из которых – отсутствие необходимого финансирования.

Заключение

Использовавшиеся римлянами в термах технологии следует считать весьма передовыми. По сути, нынешние системы теплых полов есть усовершенствованная идея, предложенная и реализованная в свое время Серджо Оратой.

Чрезвычайно интересно было бы продолжить исследования в поисках ответов на вопросы, которые ставят, в частности, пригородные термы Помпеи, в том числе исследования термальных комплексов, таких как Каракалла, чтобы лучше понять их гидродинамику. Пока в силу хронического недофинансирования сделать это, к сожалению, не представляется возможным.

Литература

Adam J.P. 1984. La construction romaine. Materiaux et techniques. Paris: Grands Manuels Picard.
Breton E., 1855. Thermes. In: Pompeia, 137-151. Parigi: Gide et J. Baudry Editeurs.
Curti P.A. 1873. Le Terme. In: Pompei e le sue rovine, cap XV, 183-230. Milano: F. Sanvito Editore, Napoli: Detken e Rocholl.
Jacobelli L., 1988. Terme Suburbane: stato attuale delle conoscenze. RSt Pomp II 202-8.
Jorio A., 1981. Sistema di riscaldamento nelle antiche terme pompeiane. Bullettino della Commissione Archeologica Comunale di Roma, 86, 167-189. Roma: «L’ERMA» di Bretschneider.
Sgobbo I., 1928.Terme flegree ed origine delle terme romane. Atti del I congresso di Studi Romani, 186-194.
Thedenat H. 1896b. Hypocausis, hypocaustum. In: Dictionnaire des Antiquites grecques et romaines (Daremberg Ch., Saglio E. eds.). 345-350. Paris: Librarie Hachette et Cie.

купить online журнал подписаться на журнал
Поделиться статьей в социальных сетях:

Статья опубликована в журнале “Сантехника” за №4'2013

распечатать статью распечатать статью


Реклама
Реклама на нашем сайте
Rambler's Top100 Rambler's Top100 Яндекс цитирования



Кондиционирование, отопление, вентиляция

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Онлайн-словарь АВОК!


Реклама на нашем сайте