РЕФЕРАТ НА ТЕМУ: Особенности инженерного искусства античного мира

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ: Особенности инженерного искусства античного мира СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ     1. ВОДООТВЕДЕНИЕ И ВОДОСНАБЖЕНИЕ АНТИЧНОГО МИРА     2. КАНАЛИЗАЦИЯ ДРЕВНЕГО РИМА     3. ВОДОСНАБЖЕНИЕ ДРЕВНЕГО РИМА     4. ТЕРМЫ ­ ДРЕВНЕРИМСКИЕ БАНИ     ЗАКЛЮЧЕНИЕ     СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ВВЕДЕНИЕ Согласно   историческим   свидетельствам   развитие   водоснабжения   и водоотведения началось еще в древности. Причем следует отметить довольно   применяемых   древними высокий   уровень   инженерных   технологий, цивилизациями.   Наши   предки   умели   строить   различные   каналы,   обширные системы   водоснабжения   и   канализации. водоотведения позволило повысить уровень жизни людей.   Развитие   водоснабжения   и В императорскую эпоху в Риме уже имелось несколько водопроводов, по которым вода самотеком поступала в город. На пересечении оврагов или долин каналы   проводили   по   акведукам   (специальным   мостам).   Частично   акведуки сохранились до наших дней. Первые канализационные системы сложились еще в глубокой древности. В VII­VI веке до н.э. в Древнем Риме был построен знаменитый водосток сloaka maxima (шириной около 5 метров), который долгие века оставался самой совершенной канализационной системой в мире. Воду закачивали и сливали при помощи   помп,   или   при   помощи   свинцовых   труб,   разного   диаметра.   Стоки направлялись в водоемы. Таким образом, в Древнем Риме, уже использовались и примитивные канализационные насосные станции, и почвенная очистка воды. На их примере можно увидеть развитие водоснабжения, водоотведения и изучить особенности инженерного искусства того времени. 1. ВОДООТВЕДЕНИЕ И ВОДОСНАБЖЕНИЕ АНТИЧНОГО МИРА Самая   древняя   система   водоснабжения   и   канализации   обнаружена   в Мохенджо­Даро   ­   город   цивилизации   долины   Инда   2600   лет   до   нашей   эры, находится на территории современного Пакистана. Обнаружен большой бассейн для   ритуальных   омовений,   общественные   туалеты   и   система   городской канализации с отстойниками и стоками для воды. Рисунок 1 ­ "Великие Ванны" в Мохенджо­Даро Во всех кварталах были колодцы. Вода подавалась в дома из небольших  скважин. Сточные воды выводились по крытым стокам, которые располагались  вдоль главных улиц. В некоторых домах, видимо принадлежавших богатым  горожанам, найдены отдельные комнаты для купания и подземные печи для  подогрева воды. Вопреки устоявшемуся мнению, водопровод изобрели не в Древнем Риме.  Системы для подвода (водопровод) и отвода (канализация) воды были в Древнем Египте, Вавилоне, Впрочем, тут нужно определиться, что именно считать  водопроводом. Специалисты относят к системам, проводящим воду, не только  акведуки и трубы, но и колодцы с оросительными каналами, которые  общественное мнение относит, скорее, к системам ирригации. Тем не менее, вся  система транспортировки воды к потребителю формально относится к водопроводной, и поэтому мы вынуждены отказать Риму в этом великом  изобретении. Но римляне в изобретенную не ими систему внесли массу  усовершенствований. Именно в Риме была создана самая мощная индустрия  производства воды для питьевых и бытовых целей. Впрочем, в миллионном  городе иначе и быть не могло. Любопытно, что на одного римского жителя эпохи императора Августа приходилось до тонны воды в сутки, что втрое превышает  водопотребление в современном Риме. Римский водопровод представлял из себя систему многокилометровых  акведуков, огромных очистных сооружений и глиняных трубопроводов,  доставлявших воду по всему городу ­ в термы, частные виллы, фонтаны,  искусственные пруды для разведения рыбы… Если что и считать чисто римским  "изобретением" в этой области, то исключительно масштабность решенной  римлянами задачи. Римляне строили многочисленные акведуки (водостоки) для доставки  воды к городам. Непрерывная подача проточных вод требовалась в  общественные бани, как, например, Термы Диоклетиана и бани Траяна,  общественные туалеты, фонтаны и императорские дворцы и дома горожан. Вода  направлялась из семи водопроводов. По мере развития города развивалась и  система канализации, сооружались новые водостоки. В городе была фактически  конструкция дренажной системы. На протяжении 500 лет в Риме было построено 11 акведуков общей протяженностью 350 км. Из них только 47 км были  наземными. Возможно, самый ранний общеизвестный пример использования напора  воды был найден на острове Крит в Минойском дворце (1400 лет до нашей эры),  а в Новом Свете давление воды начали применять с приходом испанцев. По  последним исследованиям ученых, у жителей Майя вполне могли быть фонтаны  и туалеты. Несмотря на простую конструкцию их жилищ, поражают их познания  в области канализации и водоснабжения. В центре Майя в Поленке в штате  Чьяпас в Мексике найдена наиболее сложная и запутанная система управления  водными ресурсами. Система водоснабжения   включала многочисленные подземные акведуки, чтобы справиться с весенними  потоками воды и защитить ландшафт от наводнения и эрозии. 2. КАНАЛИЗАЦИЯ ДРЕВНЕГО РИМА Рим   зачастую   так   и   называли  ­   Город  ("urbs"),  этого   было   достаточно, чтобы понять, что речь идет именно о нем. "Чужестранцы, побывавшие в этой столице   мира,   с   восторгом   рассказывали   своим   землякам   о   великолепных зданиях,   поражавших   и   обдуманной   смелостью   замысла   и   несравненной роскошью   отделки,   о   величавых   форумах,   о   триумфальных   арках,   которые спокойно   и   неопровержимо   повествовали   о   победах   и   завоеваниях   Рима. Отголосок   этого   восторженного   изумления   слышится   в   эпитетах, сопровождающих   его   имя:   "золотой",   "вечный".   Однако,   не   только   арки   и форумы прославили Рим. Было и кое ­ что ещё. Рим   невозможно   представить   себе   без   Тибра.   И   естественно, первопоселенцы, современники Ромула и Рэма поначалу с удовольствием пили воду своей реки, славя своих италийских богов за ее чистоту и животворную силу. Но город быстро рос, людей в нём становилось всё больше, и Рим начал тонуть в собственных нечистотах. Несчастная, загаженная до предела, река уже не успевала выносить отходы жизнедеятельности в море и в какой­то момент стала представлять собой угрозу, порой смертельную, для римлян. Тогда­то и появилось древнейшее законоположение римлян, относящееся к середине V века до н.э., вошедшее в историю как "Закон двенадцати таблиц”. Знаменательно то, что он содержит постановления санитарного характера: запрещение производить захоронения   внутри   города,   предписание   пользоваться   питьевой   водой   не   из Тибра, берега которого загажены горожанами, а ключевой водой с Сабинских гор (не   ищите   этого   названия   на   современных   географических   картах,   лучше вспомните полную драматизма легенду о похищении римлянами пленительных сабинянок). Поскольку   был   принят   Закон,   для   его   неукоснительного   соблюдения учреждается специальная должность эдилов, или попечителей. То были не врачи (с   врачами   в   те   годы   в   Риме,   и   не   только   в   Риме,   ­   "напряженка”,   их катастрофически   не   хватало)   ­   то   были   городские   чиновники,  в   обязанности которых входило наблюдать за постройкой новых зданий, следить за порядком на рынках, за состоянием улиц, храмов ­ за чистотой берегов Тибра в пределах города. То есть на эдилов частично возлагались функции, как мы сказали бы сегодня, санитарно­эпидемиологического надзора. Наконец,   как   венец   всех   усилий   по   обеспечению   чистоты,   появился настоящий   шедевр   той   эпохи,   а   именно   ­   Её   Величество   Большая   Клоака! Большая Клоака (Великая Клоака, Клоака Максима, лат. Cloaca Maxima (от лат. cluere ­ чистить) ­ часть античной системы канализации в Древнем Риме, она вполне оправдала свое название техническим совершенством и разветвленностью рукавов. В несколько измененном виде эта система функционирует до сих пор, её длина 1 км, средняя ширина 3 м, в устье у Тибра ­ 6,5 м, высота сводов ­ до 4 м). Первоначально  это   был   открытый   канал, сооруженный  в VI  в. до  н.э.  во времена  правления   трех   римских   царей,  занимавшихся   в  широких   масштабах градостроительными   вопросами   (Л.   Тарквиний   Приск,   Сервий   Туллий   и   Л. Тарквиний Гордый). Играла   роль   главного   коллектора   общесплавной   системы.   Многие   века Cloaca   Maxima   оставалась   самой   совершенной   канализационной   системой   в мире. К I веку новой эры население города достигло миллиона, а потому во времена   Марка   Агриппы   (63­12   годы   до   н.э.)   клоаку   пришлось   расширить, местами до семи метров: работники, следившие за ее состоянием, плавали по ней в лодке.  канализация водоснабжение древний античный Но самое удивительное то, что она существует и по сей день и находится во вполне работоспособном состоянии. Рисунок 2 ­ Выход из Клоака Максима в наши дни Рисунок 3 ­ Клоака Максима По легенде обширная система канализации для осушения низины между  холмами Палатин и Капитолий, где позднее возник Римский форум, была  создана при пятом царе Древнего Рима Луции Тарквинии Приске. Самым  главным из каналов в этой системе была Клоака Максима, считающаяся  прототипом античной канализации, она была проведена от форума в Тибр между Капиталийским и Палатинским холмами. Другие каналы, на строительство  которых в 184 г. до н.э. была затрачена огромная сумма в 24 млн сестерциев, так  же служили для отвода сточных вод. Канал имеет до 3 м в ширину и более 4 м в  высоту. В последствии, к этому подземному каналу вывели и стоки жилых домов. Правда, римляне считали, что канал этот недостаточно промывался,  поскольку имел незначительный уклон. Но, тем не менее, он смог продержаться  без капитального ремонта несколько столетий. Много позже, уже во времена  императора Августа, в Риме вводится регулярная промывка каналов. Для этого  использовали воду специально подаваемую из водопроводов. 3. ВОДОСНАБЖЕНИЕ ДРЕВНЕГО РИМА Водопроводов   в   Риме   было   много,   они   снабжали   водой   частные   и общественные   постройки   (в   I   в.   н.э.   ­   9,   к   концу   III   в.   н.э.   ­   13).   Первый водопровод был построен в 312 г. до н.э. цензором Аппием Клавдием (вода по трубам под землей текла более 2 км, а затем по акведуку на территории самого города).   Акведуки   представляли   собой   арочные   конструкции,   иногда многоярусные (Анио Новус имел в высоту аж 33,5 м.). Вода подводилась по акведукам по деревянным, глиняным или свинцовым трубам со специальными отверстиями в верхней части, чтобы вода не задыхалась. У Садового холма при акведуке Агриппы, который он специально провел для снабжения своих терм водой, был   устроен  водоочистительный   резервуар   Вирго (4 камеры, где  вода отстаивалась и очищалась перед дальнейшей подачей в водопровод). В 272 г. до н.э. цензор Маний Курий Дентат начал второй водопровод ­ Anio Vetus, который был закончен через два года М. Фульвием Флакком. Длина его была 70 км. Третий водопровод построил в 144 г. до н.э. претор Кв. Марций Рекс. Он начинался за 61­м километром от Рима и последние 10 км шел по массивным аркадам, значительная часть которых сохранилась и до сих пор, заканчивался он у Капенских ворот. Это был Марциев водопровод (aqua Marcia); действует этот водопровод и поныне. Четвертый   водопровод,   Тепловатый   (aqua   Tepula),   был   сооружен цензорами   Гн.   Сервилием   Цепионом   и   Л.   Кассием   Лонгином.   Он   начинался километрах в 15 от Рима, а название свое получил потому, что вода из него шла действительно тепловатая. Его постройкой завершено было число водопроводов республиканского Рима. Агриппа в 33 г. до н.э. провел Юлиев водопровод (aqua Iulia) и водопровод Девы (aqua Virgo, ­ назван так потому, что, по преданию, источник воды указала строителям какая­то девушка), снабжавший водой его термы и пруд при них (этот водопровод и в настоящее время дает Риму лучшую воду). Водопроводы строили: Август (aqua Alsietina, питавший огромный пруд ­ 536x357   м,   выкопанный   для   потешных   морских   сражений,   которые   Август устраивал в связи с освящением храма Марсу Мстителю во 2 г. до н.э., вода из этого водопровода была, по словам Фронтина, плохой), Клавдий (aqua Claudia, длиной 68 км и Anio Novus, длиной 87 км), Траян (aqua Traiana, действующий и посейчас) и Александр Север (aqua Alexandrina). Эти одиннадцать водопроводов давали городу 1.5 миллиона кубометров воды в день. Количество воды, даваемой разными водопроводами: Аппиев   ­   73   000   м3   Anio   Vetus   ­   175   920   м3   Марциев   ­   187   600   м3 "Тепловатый" ­ 17 800 м3 Юлиев ­ 48 240 м3 "Девы" ­ 100 160 м3 Альсиетинский ­ 15 680 м3 Клавдиев ­ 184 280 м3 Anio Novus ­ 189 520 м3 Римляне всегда прилагали   большие   усилия,   чтобы   добиться   хорошего   водоснабжения. Водопроводы Рима и Кампаньи даже сегодня демонстрируют это стремление. Вот что писал по этому поводу Плиний Старший: "Кто ценит изобилие вод в банях,   в   рыбных   бассейнах,   домах,   садах,   городских   виллах,   декоративных прудах;   кто   может   оценить   все   совершенство   этих   приподнятых   дуг водопровода, пробуравленные горы, перекинутые арки акведуков через долины и реки,   тот   должен   признать,   что   на   всей   земле   не   существует   ничего   более достойного восхищения”. В области строительства водопроводов многое сделал консул Секст Юлий Фронтин (30­100 г. н.э.), занимавший должность куратора вод, известный также своими многочисленными работами в различных сферах знаний, которые он в первую очередь старался применить на практике. Приняв должность куратора вод,   он   посчитал   необходимым   провести   полную   инвентаризацию   водного хозяйства столицы империи и получить исчерпывающую информацию по этому поводу, которую изложил в своей работе "О водопроводе города Рима”. После исторического обзора всех водопроводов Рима, их мощностей, функций, пути следования,   права   пользования   и   проблем   ремонта   он   разработал   целую стратегию   совершенствования   водопроводов.   Как   энергичный   и   безупречный куратор Фронтин, не желавший зависеть от подчиненных ему специалистов, сам вникал в суть дела и стал первоклассным техническим экспертом. Он был горд тем, что благодаря его усилиям значительно улучшится "здоровье этого вечного города…   потому   что   число   распределителей,   хозяйственных   сооружений, колодцев   и   бассейнов   будет   повышено,   а   это   позволит   расширить   права пользования   водой   частными   лицами…   Даже   сточные   воды   не   бесполезны: причины нездорового климата будут смыты; улицы станут чистыми, чище станет воздух, исчезнет атмосфера, которая при наших предках принесла плохую славу городу”. Лучше других сохранился Гардский мост, построенный в I веке в римской провинции   Галлии   и   снабжавший   питьевой   водой   город   Ним.   Общая   длина водопровода составляла 50 км, но от него осталась лишь трехъярусная аркада, проходящая над долиной реки Гар, она имеет 273 м в длину и 49 м в высоту. Смелый   замысел   сооружения   потребовал   высокой   строительной   техники. Гардский мост ­ идеальный образец кладки из тесаного камня. Блоки известняка тщательно   пригнаны   один   к   другому   без   связующего   раствора.   Их   пролеты достигают 20 м, а центральная арка, соединяющая берега реки, имеет пролет 24,4   м.   Величественный   акведук   составляет   единое   целое   с   окружающим пейзажем.   В   нем   заключена   присущая   римскому   зодчеству   целесообразная красота   инженерной   конструкции,   четкая   и   строгая   логика   архитектурной мысли, воплощенная в мощном ритме повторяющихся аркад. И глядя на это творение рук человеческих, нельзя не согласиться с Фронтином, утверждавшим, что "акведуки ­ главное свидетельство  величия Римской империи”. Невольно думаешь: а вот римляне знали толк в радостях жизни. И, между прочим, термы (бани то есть) были у них самым посещаемым местом в городе. 4. ТЕРМЫ ­ ДРЕВНЕРИМСКИЕ БАНИ Памятником   городского   благоустройства   Древнего   Рима,   начиная   с   III века до н.э., не могут не являться крупные бани. К IV веку в Риме насчитывалось двенадцать больших императорских терм и сотни частных бань. Они служили местом   отдыха,   развлечений   и,   разумеется,   имели   огромное   оздоровительное значение.   Посещение   их   входило   в   повседневную   жизнь   римлян,   немало способствуя прогрессу в области гигиены и санитарии. Рисунок 4 ­ Древнеримские термы До наших дней сохранились грандиозные руины терм, построенных в 206­ 216 гг. н.э., в правление императора Каракаллы. Они занимали площадь в одиннадцать гектаров. Главное здание стояло на обширной искусственной  террасе. Со всех сторон его окружал тенистый парк с аллеями и цветниками, в  нем был устроен стадион с трибунами для зрителей и отдельные здания для  библиотек, музыкальных и литературных концертов. В главном здании терм по  центральной оси располагались открытый бассейн с холодной водой,  величественный парадный зал площадью в 2700 кв. м, теплая баня и круглая  парильня. Справа и слева от оси главных помещений находились вестибюли, залы для раздевания, глубокие бассейны и открытые, окруженные колоннами дворы,  где занимались гимнастическими упражнениями. Для перекрытия больших  помещений строители использовали своды. Парадный зал, богато украшенный  мозаиками, позолотой и мраморными статуями, был перекрыт тремя мощными  крестовыми сводами, опорой которым служили восемь огромных столбов.  Обширные залы, покрытые сводами, сменялись один за другим, образуя единое  внутреннее пространство. Решение этой проблемы с помощью сводчатых  покрытий ­ одно из выдающихся проявлений инженерного таланта римлян. Рисунок 5 ­ План терм Каракаллы Парадный зал терм был залит солнцем и светом, который падал сквозь  круглые проемы и высоко расположенные застекленные окна. Стены залов  украшали плиты разноцветного мрамора. В термах могло одновременно  находиться до 1600 человек. С замечательным искусством спланирована система водоснабжения и отопления в термах. Вода поступала из специального  водопровода и отстаивалась в больших цистернах. Канализация позволяла в  несколько минут менять воду в любых бассейнах. Горячий воздух от подземных  печей распространялся по трубам и отопительным ходам, устроенным в полах,  стенах и сводах банных помещений: от него согревалась вода в бассейнах. Термы Каракаллы справедливо считались одним из чудес Рима. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И водопровод, и канализация Древнего Рима ­ системы совершенные не только для своей эпохи, но, как покажет история, и для веков грядущих. К сожалению, в средние века с пришествием варваров, культура водопровода и канализации была утрачена. Но как показало время человеческое общество не может нормально существовать без систем водоснабжения и водоотведение. И это дало очередной толчок в развитие этой специальности до сегодняшних дней. В   результате   высокий   уровень   обеспечения   санитарными   и   гигиеническими удобствами,   доступный   в   древние   века   только   избранным,   стал   в   наши   дни стандартом для многих людей. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. С.В. Яковлев, Я. А Карелин, Ю.М. Ласков, В.И. Калицун. Водоотведение и очистка сточных вод. ­ Учебник для ВУЗов ­ Москва: Стройиздат, 1996. ­ 591с. .   Штрумпф,   Г.   CLOAKA   MAXIMA.   Из   истории   канализации   Москвы   и Петербурга / Г. Штрумпф // Независимая газета. ­ 2000. ­ № 4. ­ С.8. . Яковлев, С.В. Водоотведение и очистка сточных вод: учеб. для вузов / С.В. Яковлев, Ю.В. Воронов. ­ М.: АСВ, 2002. ­ 704 с. .  И.С.   Зайцева,   Н.А.  Зайцева   ИСТОРИЯ   РАЗВИТИЯ   ВОДОСНАБЖЕНИЯ   И ВОДООТВЕДЕНИЯ /учебное пособие/