Fortschrittliche Technologien des antiken Roms
Fortschrittliche Technologien des antiken Roms
Anonim

Die Geschichte der Wasserversorgung im antiken Römischen Reich ist lang. Der Transport und die hydraulische Steuerung großer Süßwassermengen waren einer der Faktoren für den immensen, beispiellosen Erfolg des Römischen Reiches. Die wichtigsten römischen Städte lagen zum Teil in unmittelbarer Nähe einer guten Wasserversorgung. Der Wasserreichtum verbesserte die Gesundheit der Bevölkerung und ermöglichte es dem städtischen Leben, Arbeitskräfte und Unternehmen beim Aufbau der römischen Wirtschaft zu unterstützen.

Mehrere technologische Fortschritte römischer Ingenieure machten Wasser für städtische Zentren verfügbar. Zu diesen Fortschritten gehörten das Design von Aquädukten, Vermessungen, Tunnelbau, Bleileitungen, umgekehrte Siphons, Bleispeichertanks und Ventile. Obwohl es viel Wasser gab, setzten römische Wasserkommissare Kontrollmaßnahmen ein, um illegale Rohrleitungen und den Kontrollfluss für die Benutzer einzuschränken.

Jawohl. Die alten Römer waren berühmt für ihre Sanitär- und Wasserverteilungssysteme. Wenn Sie ein wohlhabender Römer waren, lebten Sie höchstwahrscheinlich in einem Domus - einem Einfamilienhaus. Und wenn Sie reich genug waren, um ein Eigenheim zu besitzen, könnten Sie es sich wahrscheinlich leisten, für einen Stadt- oder Stadtwasseranschluss zu bezahlen.

Die Römer verwendeten eine Bleipipeline, um Wasser an Städte und Gemeinden im gesamten Römischen Reich zu verteilen. Die Verwendung von Bleipipelines war im 1. Jahrhundert v. Chr. und in den folgenden Jahrhunderten weit verbreitet. Auch die Verwendung von Ventilen zur Steuerung des Wasserflusses in diesen Rohrleitungssystemen war im Reich weit verbreitet. Dieser vielseitige Einsatz von Ventilen und Rohrleitungen erforderte einen Standardisierungsgrad, der modernen Ingenieuren vertraut ist.

Dieses Wasser wurde, oft über weite Strecken, über Aquädukte entnommen, die es zu großen, zentralisierten Zisternen führten. Von hier aus lieferte die Pipeline-Kommunikation es über Bleirohre in verschiedene Gebiete und von dort zu Privathäusern.

Der Wasserfluss von der städtischen Wasserversorgung zu Ihrem Haus wurde durch einen Wasserhahn reguliert, und die Größe dieses Wasserhahns und damit seine potenzielle maximale Durchflussmenge bestimmten, wie viel Sie der Stadt für diesen Luxus bezahlten.

Häuser mit Sanitäranlagen wie Springbrunnen, Badewannen und Schwimmbädern wurden auch mit zusätzlichen Ventilen zum Absperren oder Regulieren des Wasserflusses ausgestattet.

Aber diese Wasserhähne aus Messing und manchmal sogar Gold sehen unseren heute bemerkenswert ähnlich. Unsere "fortgeschrittene" Zivilisation brauchte mehr als tausend Jahre, um das zu "erfinden", was bereits im antiken Rom erfunden wurde.

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Abgesehen von den städtischen Sanitäranlagen hatten die meisten römischen Häuser während der republikanischen und frühen Kaiserzeit sehr ähnliche Designs. Es umfasste einen zentralen Innenhof, der Atrium genannt wurde, von dem aus sich zahlreiche Schlafzimmer (Cubiculae) öffneten. Das Atrium hatte eine Öffnung im Dach namens Compluvium, die es ermöglichte, Regenwasser in einem flachen Zierbecken im Atriumboden namens Impluvium zu sammeln. Aus Impluviumwasser konnte Wasser in Zisternen gesammelt werden, wo es die Wasserversorgung des Hauses ergänzte.

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Aber wenn Sie wie die meisten Römer waren, lebten Sie nicht in einem Haus, sondern in einem Hochhaus namens Insula. In diesem Fall hatte Ihre Wohnung höchstwahrscheinlich keine städtische Wasserversorgung.

Während die luxuriöseren Wohnungen in einigen Insuln möglicherweise über ein eigenes fließendes Wasser verfügten, bezogen die meisten armen Römer aus der Arbeiterklasse ihr Wasser aus öffentlichen Brunnen, die an fast jeder Straßenecke zu finden waren. Von hier aus füllten Sie Ihr Gefäß und trugen, oft mehrmals täglich, Trinkwasser die Treppe hinauf in Ihre Wohnung.

Das Design der alten römischen Wasserventile ist unserem modernen Kolbenventildesign bemerkenswert ähnlich. Auf den Bildern sind typische pompejanische Wasserventile zu sehen. Die Ventilkörper bestanden aus Bronze mit einer typischen Einbaukonfiguration, wie in Bild 1 dargestellt, obwohl die Römer auch Eckventile mit sehr ähnlicher Konstruktion herstellten. Der Ventilkörper hat eine zylindrische Kammer, in die ein zylindrischer Stopfen eingesetzt wurde.

Der Ventilkörper wurde an jedem Ende mit dem Bleirohr verschweißt, wobei die Seite der Ventilverschraubung in die Bleirohrbuchse eingeführt wurde. Das geschmolzene Bleilot wurde dann verwendet, um den Einsatz auf jeder Seite des Ventils zu schweißen. Obwohl die Römer von Gewinderohren wussten, wurde keine bekannte Gewindeverbindung an Rohr- oder Ventilverbindungen verwendet. Der Durchmesser des Ventilkörperrohrs verjüngt sich in die Stopfenkammer, was zu einer erhöhten Wassergeschwindigkeit und einer genaueren Wasserflusssteuerung führen würde.

Der Ventilkegeleinsatz bestand ebenfalls aus Bronze und war ein hohlzylindrischer Einsatz mit einem ovalen Loch auf jeder Seite des Zylinders für den Wasserdurchgang. Wie bei modernen Ventilen drehte sich der Kegeleinsatz im Ventilkörper, um entweder den Durchfluss zu steuern oder eine Absperrung bereitzustellen.

Der Einsteckstopfen hatte auch einen Schlitz, der in die Außenfläche des Zylinderbodens gegossen oder geschnitten war.

Das Wright Paleohydrological Institute (WPI) untersuchte die Wassernutzung in der antiken Stadt Pompeji. Diese Studie umfasste die Verwendung von Wasserventilen zur Steuerung des Wasserflusses in Haushalten und Unternehmen in der Stadt.

Der Ventilkörper hatte ein kleines Loch nahe der Basis des Körpers, das mit dem den Stopfeneinsatz umgebenden Galgenloch zusammenfiel. Nachdem der Stopfen in den Ventilkörper eingeführt wurde, wurde ein Schlag ausgeübt, um eine Ausbuchtung an der Innenseite des Körpers zu erzeugen, die es dem Einsatzstopfen ermöglichte, sich zu drehen, aber verhinderte, dass er von oben entfernt wurde. Durch diese Konstruktion wurde auch verhindert, dass der Einsteckstopfen bei schwankendem Wasserdruck aus dem Ventilkörper herausfällt.

Bemerkenswert ist, dass diese 2.000 Jahre alten Ventile den Wasserventilen, die Sie heute in Ihrem örtlichen Baumarkt kaufen können, sehr ähnlich sind!

Vieles von dem, was wir über die römische Wassertechnik wissen, wurde uns in zwei wunderbaren Büchern von Sextus Julius Frontinus, De Acis Urbin Romae oder The Water Supply of the City of Rome vermittelt, die um 97 n. Chr. geschrieben wurden. Frontin war Kurator des Aquariums oder Kommissar für Wasser in Rom. De Aquis Frontinus standardisiert 15 Rohrgrößen in Bezug auf Durchmesser, Umfang und Kapazität. Diese Rohrnormen wurden im gesamten Römischen Reich verwendet und die Normen wurden auch auf Ventile angewendet.

Unabhängige Studien haben gezeigt, dass die von den Römern hergestellten Ventile und Rohre tatsächlich die gleichen relativen Abmessungen hatten; sie wurden standardisiert. Es stellt sich heraus, dass De Aquis der Vorgänger unserer ASTM- und ASA-Standards war.

Auch in der Materialzusammensetzung waren die Ventile sehr ähnlich. Kupfer, Blei und Zinn waren sehr wichtige Materialien in der römischen Hüttenindustrie. Sie boten Korrosions- und Abriebfestigkeit sowie die für eine einfache Verarbeitung erforderliche Duktilität.

Basierend auf metallurgischen Untersuchungen wurden zum Gießen von römischen Ventilen folgende Materialien verwendet:

73% Kupfer

19% Vorsprung

8% Zinn

Mehrere getestete antike Ventile haben Ergebnisse, die sehr gut mit den Materialien und Prozentsätzen übereinstimmen, die bei ihrer Herstellung verwendet wurden. Die Römer hatten eine Standardmischung von Metalllegierungen für Ventile, und sie wurden mit einem hohen Standard an Qualitätskontrolle hergestellt. Die oben gezeigte Metallzusammensetzung für antike Ventile ist der aktuellen ASTM B67-Norm für Gleitlager in Automobilen und Eisenbahnwaggons sehr nahe.

Das Design des römischen Wasserventils passt gut zum Druckwasserdesign der Bleileitung Die Bleileitung wurde für Anwendungen mit niedrigem Wasserdruck entwickelt (mit der seltenen Ausnahme, dass die Bleileitung als umgekehrter Siphon verwendet wurde). WPI untersuchte das Wasserverteilungssystem in Pompeji. Das Wasser wurde durch ein Wasserturmsystem geliefert, das den Wasserdruck bei ungefähr 8–9 psi (18–20 Fuß) hielt. Obwohl dieser Wasserdruck viel geringer ist, als wir heute erwarten, reichte er aus, um Wasser in römischen Städten und Gemeinden zu verteilen.

Der Wasserfluss im Verteilungssystem wurde durch Drosseln des Rohres (Calix) oder Ventile gesteuert. Dies war der Schlüssel zum Erhalt und zur richtigen Verwendung der Vorräte.

In Pompeji wurde Wasser über Bleileitungen zu öffentlichen Brunnen, öffentlichen Bädern, Unternehmen und Privathaushalten geliefert. Wasser ins Haus zu liefern galt als Luxus und als Zeichen des sozialen Status der Hausbesitzer; nur ein kleiner Prozentsatz der Privathäuser in Pompeji erhielt Wasser ins Haus. In den Häusern wurde das Wasser mit markanten und kunstvollen Wasserspielen voll zur Geltung gebracht.

Ventile in jedem einzelnen Haus steuerten den Wasserfluss zu jedem der Gewässer. Die meisten Ventilbaugruppen waren wie in Abbildung 5 dargestellt. Das WPI untersuchte den Wasserverbrauch in einem bestimmten Haus in Pompeji, dem sogenannten Hanging Balcony House. Das Wasserspiel in diesem Haus war eine Marmorstatue eines kleinen Jungen mit Wasser, das aus seiner Hand in eine Muschel kam, wobei Wasser von der Muschel in den Sockel floss. Die Wasserstruktur hatte auch zwei Wasserstrahlen, die in das gleiche Marmorbecken fielen. Der niedrige Wasserdruck war ideal für das Wasserspiel in diesem Haus.

Die Ventile, die den Fluss zu diesen Stellen steuerten, wurden auf einem Bleirohrkopfstück hergestellt. Die gesamte in Abbildung 5 gezeigte Baugruppe wurde am Fuße des Wasserbauwerks platziert. Dies ist ein großartiges Beispiel für das Know-how der Ingenieure dieser Zeit.

Es mag überraschen, dass das römische Ventildesign vor über 2000 Jahren unserem "modernen" Design auffallend ähnlich ist, aber es ist eine Tatsache, dass diese Technologie lange vor unserer erfunden wurde.

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