Римская инженерия - Википедия - Roman engineering

Реконструкция римского храма высотой 10,4 м (34 фута). Полиспастос в Германия

В древние римляне были известны своими передовыми инженерное дело достижения. Технология водоснабжения городов была разработана на востоке, но римляне преобразовали ее в технологию, которую невозможно представить себе в Греции. Архитектура, используемая в Риме, находилась под сильным влиянием Греческий и Этрусский источники.

Дороги были обычным явлением в то время, но римляне улучшили свой дизайн и усовершенствовали конструкцию до такой степени, что многие их дороги используются до сих пор. Их достижения превзошли большинство других цивилизаций своего времени и после своего времени, и многие из их структур выдержали испытание временем, чтобы вдохновлять других, особенно в те времена. эпоха Возрождения. Более того, их вклад был довольно подробно описан такими авторами, как и Плиний Старший, так что есть печатные записи об их многочисленных изобретениях и достижениях.

Акведуки

Основная статья: Римский акведук
Акведук Сеговии, Испания.

1000 кубометров (260 000 галлонов США) воды были доставлены в Рим 11 различными акведуки каждый день. Потребление воды на душу населения в Древнем Риме соответствовало показателям современных городов, таких как Нью-Йорк или современный Рим. Большая часть воды предназначалась для общественного пользования, например ванны и канализация. De aquaeductu является окончательным двухтомным трактатом по акведукам Рима I века, написанным Frontinus.

Акведуки могут простираться от 10–100 км (10–60 миль) в длину и обычно спускаются с высоты 300 м (1000 футов) над уровнем моря у источника до 100 м (330 футов), когда они достигают водохранилищ вокруг город. Римские инженеры использовали перевернутый сифоны перемещать воду через долину, если они сочли непрактичным строительство водопровода. Римские легионы несли большую ответственность за строительство акведуков. Обслуживание часто выполняли рабы.[1]

Римляне были одними из первых цивилизаций, которые использовали силу воды. Они построили одни из первых водяные мельницы за пределами Греции для помола муки и распространения технологии строительства водяных мельниц по всему Средиземноморскому региону. Известный пример происходит в Barbegal на юге Франции, где не менее 16 мельниц, построенных на склоне холма, работали с помощью одного акведука, выход из которого питал мельницу внизу каскадом.

Они также обладали навыками горного дела, строительства акведуков, необходимых для поставки оборудования, используемого для добычи металлических руд, например гидравлическая добыча, а также строительство резервуаров для хранения воды, необходимой на руднике. Известно, что они также могли строить и эксплуатировать горное оборудование, такое как дробильные мельницы и машины для обезвоживания. Вертикальные колеса большого диаметра римского образца для подъема воды были выкопаны из Рио Тинто шахты на юго-западе Испании. Они активно участвовали в эксплуатации золото ресурсы, такие как Dolaucothi на юго-западе Уэльс и на северо-западе Испании, стране, где золотодобыча в очень широком масштабе в начале I века нашей эры, например, в Лас Медулас.

Мосты

Мост Алькантара, Испания
Основная статья: Римский мост

Римские мосты были одними из первых когда-либо построенных больших и долговечных мостов. Они были построены из камня с использованием арка как основная структура. Наиболее часто используемый бетон. Построенный в 142 г. до н.э. Понс Эмилий, позже названный Понте Ротто (сломанный мост) - старейший римский каменный мост в Риме, Италия.

Самый большой римский мост был Мост Траяна над нижним Дунаем, построенный Аполлодор Дамаскин, который сохранился более тысячелетия; самый длинный из построенных мостов как по габаритной длине, так и по длине пролета. Обычно они находились на высоте не менее 18 метров над водоемом.

Примером строительства временного военного моста являются два Мосты Цезаря через Рейн.

Плотины

Римляне построили много плотины для сбора воды, например Плотины Субиако, двое из которых накормили Анио Новус, крупнейший акведук, снабжающий Рим. Одна из плотин Субиако считается самой высокой из когда-либо обнаруженных или предполагаемых. Они построили 72 дамбы в Испании, например, на Мерида, и многие другие известны по всей империи. На одном сайте, Монтефурадо в Галиция, они, похоже, построили плотину через реку Сил, чтобы обнажить россыпные месторождения золота в русле реки. Это место находится недалеко от впечатляющего римского золотого рудника Лас Медулас.

Несколько земляных плотин известны из Британии, в том числе хорошо сохранившийся образец из римского Ланчестера, Longovicium, где он мог использоваться в промышленных масштабах кузнечное дело или же плавка судя по грудам шлака, найденным на этом полигоне в северной Англии. Резервуары для хранения воды также распространены вдоль систем акведуков, и многочисленные примеры известны только из одного места, золотых рудников в Dolaucothi на западе Уэльс. Каменные дамбы были обычным явлением в Северной Африке для обеспечения надежного водоснабжения из вади за многими населенными пунктами.

Архитектура

В Колизей в Рим.
Основная статья: Римская архитектура

Здания и архитектура Древний Рим был впечатляющим даже по современным меркам. В Большой цирк например, был достаточно большим, чтобы использовать его как стадион. В Колизей также представляет собой образец римской архитектуры в ее лучшем виде. Один из многих стадионов, построенных римлянами, Колизей демонстрирует арки и изгибы, обычно связанные с римскими зданиями.

В Пантеон в Риме до сих пор стоит памятник и гробница, а Термы Диоклетиана и Термы Каракаллы примечательны своей сохранностью, первые до сих пор сохранились в целости и сохранности. купола. Такие массивные общественные здания были скопированы во многих провинциальных столицах и городах по всей империи, и общие принципы их проектирования и строительства описаны Витрувий письмо на рубеже тысячелетий в его монументальном произведении De Architectura.

Особенно впечатляла технология, разработанная для ванн, особенно широкое использование гипокауст для одного из первых видов центральное отопление разработано где угодно. Это изобретение использовалось не только в больших общественных зданиях, но и в жилых домах, таких как многие виллы которые были построены по всей Империи.

Материалы

Наиболее часто используемые материалы: кирпич, камень или же кирпичная кладка, цемент, конкретный и мрамор. Кирпич бывает разных форм. Изогнутые кирпичи использовались для строительства колонн, а треугольные кирпичи использовались для строительства стен.

Мрамор был в основном декоративным материалом. Август Цезарь однажды хвастался, что превратил Рим из кирпичного города в город из мрамора. Первоначально римляне привезли мрамор из Греции, но позже нашли свои карьеры в северной Италии.

Цемент был сделан из гашеной извести (оксида кальция), смешанной с песком и водой. Римляне обнаружили, что замена или добавление песка пуццолановая добавка, например, вулканический пепел, образует очень твердый цемент, известный как гидравлический раствор или гидравлический цемент. Они широко использовали его в таких сооружениях, как здания, общественные бани и акведуки, обеспечивая их выживание в современную эпоху.

Дороги

Схема строительства римской дороги [2]
Основная статья: Римские дороги

Римские дороги были построены таким образом, чтобы не подвергаться наводнениям и другим опасностям окружающей среды. Некоторые дороги, построенные римлянами, используются до сих пор.

Существовало несколько вариантов стандартной римской дороги. Большинство дорог более высокого качества состояли из пяти слоев. Нижний слой, называемый pavimentum, был толщиной в один дюйм и сделан из раствора. Выше были четыре слоя кладки. Слой непосредственно над pavimentum был назван статуя. Он был толщиной в один фут и был сделан из камней, связанных между собой цементом или глиной.

Выше были грубые, которые были сделаны из десяти дюймов утрамбованного бетона. Следующий слой, ядро, был сделан из от двенадцати до восемнадцати дюймов последовательно уложенных и прокатанных слоев бетона. Summa crusta Поверх руденов кладут многоугольные плиты из силекса или лавы, диаметром от одного до трех футов и толщиной от восьми до двенадцати дюймов. Окончательная верхняя поверхность была сделана из бетона или хорошо выглаженной и подогнанной кремня.

Обычно, когда дорога встречает препятствие, римляне предпочитают спроектировать решение препятствия, а не перенаправлять дорогу вокруг него: мосты строились через водные пути всех размеров; заболоченная земля была обработана путем строительства эстакад с прочным фундаментом; холмы и выходы на поверхность часто прорезались или проходили через них, а не избегали их (туннели были сделаны из квадратного блока твердых пород).

Добыча полезных ископаемых

Колесо дренажное с шахт Rio Tinto.

Римляне были первыми, кто начал разработку месторождений полезных ископаемых с использованием передовых технологий, особенно с использованием акведуки доставлять воду с больших расстояний для облегчения работы на устье карьера. Их технологии наиболее заметны на сайтах в Великобритании, таких как Dolaucothi где они разрабатывали месторождения золота с по меньшей мере 5 длинными акведуками, выходящими на прилегающие реки и ручьи. Они использовали воду для поиска руды, выпустив волну воды из резервуара, чтобы очистить почву и таким образом обнажить коренную породу с любыми прожилками, открытыми для обзора. Они использовали тот же метод (известный как замолчать ) для удаления пустой породы, а затем для закалки горячих пород, ослабленных поджигание.

Такие методы могли быть очень эффективными при открытых горных работах, но поджигание было очень опасным при использовании в подземных выработках. Они были сокращены с введением взрывчатка, несмотря на то что гидравлическая добыча все еще используется на аллювиальных банка руды. Они также использовались для производства контролируемой подачи для промывки дробленой руды. Весьма вероятно, что они также разработали водные штамповочные мельницы для измельчения твердой руды, которую можно было промыть для сбора тяжелой золотой пыли.

На аллювиальных рудниках применяли гидравлическая добыча методы в широком масштабе, такие как Лас Медулас на северо-западе Испании. Следы танков и акведуков можно найти на многих других древнеримских рудниках. Методы подробно описаны в Плиний Старший в его Naturalis Historia.

Он также описал глубокую добычу под землей и упомянул о необходимости обезвоживания выработок с помощью Гидравлические колеса с обратным перерегулированием, и реальные примеры были найдены во многих римских рудниках, обнаруженных во время более поздних попыток добычи. Медные рудники на Рио Тинто были одним из источников таких артефактов, набор из 16 был обнаружен в 1920-х годах. Они также использовали Архимедовы винты удалить воду аналогичным образом.

Военная инженерия

Основная статья: Римская военная инженерия

Инженерное дело также укоренилось в римских вооруженных силах, которые, среди прочего, строили форты, лагеря, мосты, дороги, пандусы, частоколы и осадное оборудование. Одним из самых ярких примеров строительства военных мостов в Римской республике был мост Юлия Цезаря через Река Рейн. Этот мост был построен всего за десять дней специальной командой инженеров. Их подвиги в Дакийские войны под Траян в начале 2 века нашей эры записаны на Колонна Траяна в Риме.

Армия также принимала активное участие в золотодобыча и, вероятно, построил обширный комплекс ноги и цистерны на римском золотом руднике Dolaucothi в Уэльс вскоре после завоевания региона в 75 г. н.э.

Энергетическая техника

Акведук Арля
Мельницы под акведуком

Технология водяного колеса была развита до высокого уровня в римский период, что подтверждается как Витрувий (в De Architectura ) и Плиний Старший (в Naturalis Historia ). Самый большой комплекс водяные колеса существовал в Barbegal возле Арль, где участок питался от основного водопровода, питающего город. Предполагается, что сайт состоял из 16 отдельных пролет водяных колес расположены двумя параллельными линиями вниз по склону холма. Отток из одного колеса стал входом в следующее колесо последовательности.

В двенадцати километрах к северу от Арля, в Барбегале, недалеко от Фонвьей, где акведук достигал крутого холма, акведук питал серию параллельных водяные колеса приводить в действие мельница. К северу от мельничного комплекса соединяются два акведука и шлюз, позволяющий операторам контролировать подачу воды в комплекс. Сохранились значительные остатки каменной кладки водоводов и фундаментов отдельных мельниц, а также лестница, поднимающаяся на холм, на которой построены мельницы. Мельницы, по-видимому, работали с конца 1-го века примерно до конца 3-го века.[3] Мощность заводов оценивается в 4,5 тонны мука в день, этого достаточно, чтобы обеспечить хлебом 12 500 жителей, населявших в то время город Арелате.[4]

Схема римская лесопилка с водяным приводом в Иераполис, Малая Азия.

В Лесопилка Иераполиса был Римская водяная каменная пила в Иераполис, Малая Азия (современный индюк ). Датируется второй половиной III века нашей эры,[5] то лесопилка это самая ранняя из известных машин, объединяющая заводить с шатун.[6]

В водяная мельница показан на возвышении облегчение на саркофаг Марка Аврелия Аммиана, местного мельник. А водяное колесо питается мельница гонка показан питающий два рамные пилы через зубчатая передача резка прямоугольных блоков.[7]

Другие кривошипно-шатунные механизмы без зубчатой ​​передачи археологически засвидетельствованы для каменных лесопилок с водным приводом в VI веке нашей эры Гераса, Иордания, и Эфес, Индюк.[8] Литературные ссылки на водные мрамор пила в Трир, сейчас же Германия, можно найти в Авзоний Поэма конца IV века н.э. Mosella. Они свидетельствуют о разнообразном использовании гидроэнергии во многих частях Римская империя.[9]

Комплекс мельниц также существовал на Яникул в Рим питается Aqua Traiana. В Стены Аврелиана поднялись на холм, по-видимому, включая водяные мельницы используется для измельчения зерна для обеспечения хлеб мука для города. Таким образом, мельница, вероятно, была построена одновременно или до того, как стены были построены императором. Аврелиан (годы правления 270–275 гг.). Мельницы питались от акведука, где он спускался с крутого холма.[10]

Таким образом, сайт напоминает Barbegal, хотя раскопки в конце 1990-х годов предполагают, что они, возможно, были недооценены, а не промахнуты. Мельницы использовались в 537 году нашей эры, когда Готы осада города перекрыла им водоснабжение. Однако впоследствии они были восстановлены и могли оставаться в эксплуатации, по крайней мере, до Папа Григорий IV (827–44).[11]

Сообщается о многих других сайтах со всего Римская империя, хотя многие из них еще не раскопаны.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Винати, Симона и Пьяджи, Марко де. «Римские акведуки, акведуки в Риме». Rome.info. Интернет. 01.05.2012
  2. ^ Дуруи, Виктор и Дж. П. Махаффи. История Рима и римского народа: от его происхождения до основания христианской империи. Лондон: К. Пол, Trench & Co, 1883. Стр.17
  3. ^ Ville d'Histoire et de Patrimonie В архиве 2013-12-06 в Wayback Machine
  4. ^ La meunerie de Barbegal
  5. ^ Ритти, Греве и Кессенер 2007, п. 140
  6. ^ Ритти, Греве и Кессенер 2007, п. 161
  7. ^ Ритти, Греве и Кессенер 2007, стр. 139–141
  8. ^ Ритти, Греве и Кессенер 2007, стр. 149–153
  9. ^ Уилсон 2002, п. 16
  10. ^ Örjan Wikander, 'Водяные мельницы в Древнем Риме' Opuscula Romana XII (1979), 13–36.
  11. ^ Орджан Викандер, «Водяные мельницы в Древнем Риме» Opuscula Romana XII (1979), 13–36.

Библиография

  • Дэвис, Оливер (1935). Римские рудники в Европе. Оксфорд.
  • Хили, А.Ф. (1999). Плиний Старший о науке и технике. Оксфорд: Кларендон.
  • Ходж, Т. (2001). Римские акведуки и водоснабжение (2-е изд.). Дакворт.
  • Ритти, Туллия; Греве, Клаус; Кессенер, Пол (2007), «Рельеф водяной каменной пилы на саркофаге в Иераполисе и его последствия», Журнал римской археологии, 20: 138–163
  • Смит, Норман (1972). История плотин. Цитадель Пресс.

дальнейшее чтение

Библиотечные ресурсы о
Римская инженерия
  • Куомо, Серафина. 2008. «Древние письменные источники по технике и технике». В Оксфордский справочник техники и технологий в классическом мире. Под редакцией Джона П. Олесона, 15–34. Нью-Йорк: Oxford Univ. Нажмите.
  • Грин, Кевин. 2003. «Археология и технологии». В Спутник археологии. Под редакцией Джона Л. Бинтлиффа, 155–173. Оксфорд: Блэквелл.
  • Хамфри, Джон В. 2006. Древняя технология. Вестпорт, Коннектикут: Гринвуд.
  • Макнил, Ян, изд. 1990 г. Энциклопедия истории техники. Лондон: Рутледж.
  • Олесон, Джон П., изд. 2008 г. Оксфордский справочник техники и технологий в классическом мире. Нью-Йорк: Oxford Univ. Нажмите.
  • Рилл, Трейси Э. 2013. Технологии и общество в древнегреческом и римском мирах. Вашингтон, округ Колумбия: Американское историческое общество.
  • Уайт, Кеннет Д. 1984. Греческая и римская техника. Итака, Нью-Йорк: Cornell Univ. Нажмите.