Римляне были гениальными инженерами, достойными огромной Империи. Будем двигаться от простого достижения к сложному, тем более что все они взаимосвязаны между собой.
Римский бетон
Бетон был известен уже давно, ещё в Древней Месопотамии, его производство было простым и недорогим, применение широчайшим, сроки стройки короткие. Для быстро разраставшейся империи - самое оно. Но были и минусы, по сравнению с камнем, например, он намного менее долговечен и прочен.
Римские инженеры нашли решение. Вместо песка использовали "пуццолан" - смесь вулканического пепла, пемзы и проч. Уж этого добра на полуострове было предостаточно. А вместо воды зачастую добавляли в раствор морскую воду. В результате получался бетон повышенной прочности, водонепроницаемый, мог схватываться даже в воде. Конструкции из такого бетона стоят по сей день!!!
Архитектурные формы: арки, своды, купола и проч.
Все перечисленные формы были придуманы не римлянами, но самое широкое применение им нашли опять же в Риме: акведуки, храмы, пантеоны, амфитеатры, триумфальные арки, бани. Важно понимать, что достижением является не декоративная ценность этих форм (хотя и про это не стоит забывать), а практическая.
Например, арка могла нести горизонтальную нагрузку, выполняла опорную функцию, экономя таким образом материал. Посмотрите чертёж.
Последним в конструкцию арки вставлялся замковый камень, после чего временные опоры можно было убирать, камни из арки не выпадут, они держат друг друга (хотя конечно без связующего раствора не обходится), а сверху на арку можно оказывать нагрузку, она выдержит.
Посмотрите следующий пример
Акведук Сеговии (Испания)
Это вовсе не декоративные арки, они здесь не столько для красоты, сколько для функционала. Это опорная конструкция, которая держит на себе (на самом верху) трубу, по которой течёт вода - вся конструкция называется "акведук" (про него позже). Т.о. по сравнению со сплошной стеной арочная конструкция позволяет значительно экономить средства во время строительства.
Купола активно использовали до римлян греки. Но римляне научились строить по истине огромные купола. Если совсем просто, то купол - это полукруглый потолок, который опирается на стены и не требует дополнительных опор для поддержания себя. Получаем помещение с пространством, не разделённым колоннами - красиво и удобно. Знаменитый Пантеон (храм всех богов в Риме) был увенчан огромным куполом, который перекрывал круглое здание 43,5 м в диаметре!
Водопровод
Для огромного города Рима с населением около миллиона человек, вопрос водоснабжения стоял остро, колодцами в такой жаркой местности, не решаемый. Откуда брать питьевую воду? Судя по сохранившимся свидетельствам, вода в городе была просто везде - била фонтанами, наполняла купальни и бани, персонально доставлялась в дома богатых людей.
Оказывается воду доставляли (не только в Рим, но и по всей римской империи) прямо с гор по рукотворным каналам, называемым акведуками. По сути строили наклонную трассу (с применением арок), устанавливали на неё огромную трубу из уже известного нам водостойкого римского бетона, и вода самотёком неслась с гор в место назначения. Акведуки были не только открытые, бОльшая часть их проходила внутри холмов, сквозь которые копали тоннели (уже тогда умели). Вода конечно проходила через очистные резервуары и чистенькой доставлялась в город.
Акведук Пон-дю-Гар (Франция)
Рим, например, обслуживали 11 акведуков, вода с которых стекалась в 3 резервуара, далее потребителям: коммунальный водопровод, бани и частные дома.
Понять как всё это работает поможет чертёж.
О, да, фонтанам не нужен был насос (ведь его ещё не изобрели). Коллектор с водой находился уровнем выше, чем потребители (в т.ч. и фонтан), по закону сообщающихся сосудов, вода из коллектора будет стремиться в ёмкость уровень воды, в которой ниже. Высокое давление в системе образуется за счёт большого кол-во воды в коллекторе, чем больше воды, тем с большей силой она давит.
Как Вы уже догадались, и акведук, и закон сообщающихся сосудов, и фонтаны не были изобретением римлян, но они смогли обеспечить водой всю империю, а общая длина всех акведуков составляла 420км!!! Масштаб стройки поражал, но был возможен только благодаря инновации инженерной мысли, которая смогла усовершенствовать материалы (римский бетон), удешевить процесс строительства (система арок), доработать существующую технологию (над системой акведуков трудились целые армии инженеров гидротехников).
Это ли не чудо?
Ещё несколько фактов о водопроводе:
1. Как нерадивые дачники присоединяются к линиям электропередач своих соседей и потребляют дормовую энергию, так и нерадивые древние римляне воровали воду из водопровода. Так называемые "сверлильщики" ночью вскрывали мостовые, в которых были уложены трубы, присоединялись к сетям и заводили воду в дом заказчика. За это конечно грозил нехилый штраф, но красиво и главное удобно жить не запретишь;
2. Договор на заведение сетей водоснабжения в дом заключался с конкретным владельцем дома, если этот человек умирал, воду этому дому "отрезали". Новый хозяин, например старший сын, должен был заключать договор заново;
3. Римляне уже знали о существовании запорного вентиля, иными словами крана, но редко им пользовались, вода просто утекала в канализацию, потому что водосчётчиков ещё не изобрели;
4. Широко распространенная теория о том, что Римскую империю сгубили свинцовые водопроводные трубы, которые отравляли знать свинцом, последнее время отвергается учёными. Исследования показали, что внутри труб образовывалось устойчивое соединение кальция (содержащегося в воде), обволакивающее трубу изнутри, которое не давало свинцу контактировать с водой. Да и вода проносилась с большой скоростью и имела непродолжительный контакт с трубой, чтобы успеть напитаться большим кол-вом ядовитого элемента. Скорее всего причина свинцового отравления кроется в посуде и сосудах с вином, ведь вино даже приобретало специфический привкус от свинцовой посуды, в которой хранилось.
