Budowanie imperium i dziedzictwa: Roman Engineering

Overview

Inżynierowie starożytnego Rzymu zaprojektowali i zbudowali wiele projektów, aby zaspokoić potrzeby miejskiego i imperialnego narodu. Wykorzystując łuk półkolisty, sklepienie kolebkowe i cement hydrauliczny, zmienili architekturę i budownictwo w starożytnym świecie. Wyniki były imponujące w skali i praktyczności i wpływ na kształtowanie ponadczasowego stylu architektonicznego.

Tło

Rzymscy inżynierowie budowlani i architekci stworzyli szereg struktur przeznaczonych do zaspokojenia wielorakich potrzeb społeczeństwa rzymskiego. Od religijnych do świeckich, od rekreacyjnych do użytkowych, od wojskowych do domowych, angażowali się w szeroki zakres projektów. Doskonaląc techniki odziedziczone po wcześniejszych kulturach, takich jak Egipt i Grecja, dodawali własne, szczególne elementy, które nadawały konstrukcji lub projektowi rzymski charakter. Opierając się na różnych materiałów, takich jak glina, cegła i zaprawa, wapień, marmur i tufa (forma błota wulkanicznego), zajęli się potrzebami społeczeństwa skoncentrowanego na mieście, które rozszerzyło swój zasięg i wpływ na znany świat zachodni.

Wśród tych wielu potrzeb były wymagania kultury hydraulicznej, w której dostarczanie i kontrolowanie wody zdominowało działalność społeczeństw. Rzymianie odpowiedzieli akweduktami, tunelami, syfonami, tamami i kanałami. Zbudowali masywne systemy akweduktów z cegły i kamienia, które doprowadzały wodę z gór do ośrodków miejskich. Wykorzystanie zasady zasilania grawitacyjnego pozwoliło rzymskim inżynierom przenieść wodę w niektórych systemach akweduktów na odległość aż 40 do 50 mil (64 do 80 km).

Używając łuków do przecinania dolin, inżynierowie ci stworzyli eleganckie i skuteczne kanały wodne, które dostarczyły ilość wody odpowiadającą podstawowym potrzebom wielu dwudziestowiecznych miast europejskich. Na przykład Pont du Gard, na południu Francji, przecinał rzekę Gard trzypoziomowym mostem łukowym osiągającym wysokość 160 stóp (49 m) i doprowadzał wodę do miasta Nimes. Aby uzupełnić kosztowny system akweduktów, rzymscy budowniczowie używali również tuneli i syfonów do transportu wody. Uzupełnieniem systemu akweduktów były tamy zbudowane z gruzu, cegieł i kamieni oraz zbiorniki, w których gromadzono wodę do użytku domowego lub do napędzania młynów wodnych, zwłaszcza tych służących do mielenia zboża. Rzymianie wykorzystywali również swoje umiejętności w zakresie inżynierii wodnej do dostarczania wody do różnych łaźni publicznych, do zapewniania wody dla potrzeb domowych oraz do usuwania odpadów poprzez rozbudowany system kanalizacji.

Aby sprostać wielu wyzwaniom związanym z ich potrzebami miejskimi, Rzymianie polegali w dużej mierze na wodoodpornym materiale, cemencie hydraulicznym, który był dla nich dostępny, ponieważ mieli dostęp do ogromnych ilości piasku pucolanowego lub popiołu wytwarzanego przez wulkany. Ta specjalna substancja dała im materiał, który mógł być używany pod wodą do budowy filarów mostowych, był ognioodporny i mógł wytrzymać działanie czynników atmosferycznych. Zwiększała również trwałość zaprawy używanej do zabezpieczania cegieł i kamieni w wielu budowlach. Pełne wykorzystanie tego materiału pozwoliło rzymskim inżynierom skonstruować trwałe budynki i mosty oraz inne projekty na masową skalę.

Rozszerzony łuk lub sklepienie beczkowe dały Rzymianom nową technikę zamykania przestrzeni. W budynkach takich jak teatry, amfiteatry, cyrki, łaźnie publiczne i bazyliki, ten nowy element architektoniczny pojawiał się wielokrotnie. Łuk sam w sobie stał się elementem definiującym różne stadiony, takie jak Koloseum w Rzymie, funkcjonując jako wejścia i wyjścia, a także w formie warstwowej, aby zwiększyć wysokość konstrukcji. Używany jako sklepienie, zdefiniował przejścia, sufity i wdzięczne wnętrza, które stworzyły znacznie większe rozpiętości niż były obecne w świecie starożytnym. Samo Koloseum, ze swoimi licznymi łukowatymi otworami, sprawiało wrażenie rozległej, otwartej przestrzeni wewnętrznej, podczas gdy w rzeczywistości masywna, ukryta konstrukcja stanowiła podporę dla tego wnętrza, które miało pomieścić od 45 000 do 50 000 widzów. Osiemdziesiąt łuków na ścianie zewnętrznej umożliwiało łatwe wejście i wyjście oraz zapewniało dostęp do całego budynku. Ten udany projekt został również połączony ze stylem słupowo-ryglowym wielu kolumn w symetrycznym układzie, tak że łuk i sklepienie stworzyły trwały klasyczny styl architektury, który przeniknął do świata rzymskiego.

Łuk i sklepienie beczkowe zostały połączone w jednej z najbardziej imponujących bazylik w starożytnym Rzymie, Bazylice Maksencjusza. Ze swoimi 260 stopami (79 m) długości i 80 stopami (24 m) sklepienia, struktura ta zdominowała Forum Romanum. Trzy główne sklepienia z kasetonowymi sufitami, powszechną cechą dekoracyjną rzymskich wnętrz, zdominowały budynek. W rezultacie powstała największa sala zbudowana w starożytności.

Pracując nad łukiem i sklepieniem, rzymscy architekci byli również pionierami w stosowaniu okrągłej kopuły. W przeciwieństwie do Greków, Rzymianie budowali zamknięte przestrzenie i skupiali się na wnętrzach. Najbardziej spektakularnym rezultatem budowy kopuły był Panteon w Rzymie, świątynia, której kopuła, z szerokim na 25 stóp (7,6 m) oculusem, miała 142 stopy (43 m) średnicy i wysokości, była największą kopułą na Zachodzie do czasu wybudowania w Rzymie w XVI wieku Św. Podobnie jak wiele innych rzymskich wnętrz, kopuła miała kasetonowy sufit z prostą geometrią zagnieżdżonych kwadratów; wynikające z tego wnętrze rotundy stworzyło przytłaczające poczucie nieprzerwanej przestrzeni, kopuły, która unosiła się w przestrzeni, w prostym projekcie niezrównanym w świecie starożytnym.

Wynikiem rzymskiego doświadczenia z łukiem, kopuła Panteonu została zbudowana jako seria połączonych łuków odcinkowych lub sklepień, technika szeroko stosowana przez rzymskich inżynierów. Pierścienie schodkowe, solidny fundament i sam budynek podtrzymują tę bardzo dużą, ciężką kopułę, która przetrwała wieki i jako jeden z kilku zachowanych oryginalnych rzymskich budynków pozostaje świadectwem rzymskiej pomysłowości inżynierskiej i przykładem najlepszej rzymskiej architektury o betonowym sklepieniu.

Rzymianie wykorzystali swoje umiejętności inżynierów cywilnych zarówno na drogach, jak i na budynkach. Traktując nawierzchnię drogi jak ścianę zakopaną w ziemi, stworzyli serię dróg głównych i drugorzędnych, które razem obejmowały prawie 200 000 mil (321 900 km). Zbudowane, by przetrwać stulecie, drogi te charakteryzowały się prostą drogą, stopniowym nachyleniem, zakrzywionymi powierzchniami dla odpływu wody, krawężnikami i rynsztokami. Często o grubości 1,8 m (6 stóp), pierwotne drogi składały się z serii warstw skalnych, kamiennych i żwirowych pokrytych kostką brukową. Ponieważ były one środkiem przemieszczania ludzi i materiałów, jak również skutecznym środkiem komunikacji, były one tak istotne dla pomyślnego funkcjonowania narodu i imperium, jak metody kontroli i dystrybucji wody tak charakterystyczne dla rzymskich osiągnięć.

Ten rozległy system drogowy korzystał z rzymskich technik budowania mostów. Półokrągły łuk był podstawowym motywem rzymskich mostów, z zakresem wdzięcznych przęseł od pojedynczego kamiennego łuku do wielu łuków obejmujących większe obszary. Zastosowanie cementu hydraulicznego pozwoliło budowniczym na wznoszenie trwałych kamiennych mostów, które stały i były używane przez wieki. Rozproszone w całym świecie rzymskim, te mosty stały się znakami rozpoznawczymi klasycznego stylu architektonicznego jako eleganckie sposoby przecinania przestrzeni.

Jako główna siła w świecie klasycznym, Rzym wymagał budynków i struktur, aby służyć swoim potrzebom wojskowym. Masywne kamienne mury, forty i wieże strażnicze pojawiły się w ciągu kilku lat, aby chronić i rozszerzać Imperium Rzymskie. W czasach, gdy kamienne mury otaczały miasta i miasteczka, by chronić je przed atakami, Rzymianie budowali imponujące kamienne bariery, często z kilkoma bramami i wieżami, by kontrolować dostęp do ośrodków miejskich. Te perymetry obronne ewoluowały w rozbudowany system murów, wież strażniczych, fortów, zamków i wieżyczek, które w niektórych przypadkach z powodzeniem służyły jako perymetry obronne przez ponad 1000 lat.

Innym rzymskim dziedzictwem architektonicznym jest łuk triumfalny. Różniące się stylem od jednego do czterech łuków, pomniki te sławiły przywódców imperium, postacie wojskowe lub zwycięstwa, miasta i różne postacie religijne. Jako elementy dekoracyjne w środowisku miejskim, te łuki często służyły jako punkt centralny w centrum miasta lub w definiowaniu głównej bramy.

Rzymska architektura domowa wyprodukowała spektrum mieszkań od luksusowych willi do domów mieszkalnych w miastach. Zazwyczaj zbudowane z cegły lub kamienia, domy często były zbudowane wokół atrium i, jeśli było dostępne miejsce, zawierały ogród. Pomieszczenia były rozmieszczone tak, aby mieszkańcy mogli przemieszczać się z miejsca na miejsce w celu poszukiwania lub unikania słońca, w zależności od klimatu lub pory roku. Różne mieszkania zawierały również sposób radzenia sobie z niesprzyjającymi temperaturami. Podczas chłodnych lub zimnych dni, hipokaust lub system centralnego ogrzewania zapewniał ciepło w domach i innych budynkach, takich jak łaźnie publiczne. Podłogi z grubych płytek ceramicznych wsparte były na regularnie rozmieszczonych filarach; powstałe w ten sposób podziemne komory utworzone przez te filary pozwalały na przenikanie ciepła z ognia na węgiel drzewny lub drewno i promieniowanie z grubych płytek podłogowych do pomieszczeń powyżej. Dla klimatu śródziemnomorskiego i innych klimatów umiarkowanych, system ten działał dobrze w dostarczaniu ciepła dla mieszkańców świata rzymskiego.

Rozległe projekty budowlane i konstrukcyjne Rzymu doprowadziły do planowania urbanistycznego. Ich starannie zaplanowane miasta składały się z regularnej siatki ulic przecinających się pod kątem prostym. Główne drogi były otoczone chodnikami wzdłuż budynków mieszkalnych i handlowych, z otwartymi placami często pokrytymi dekoracyjnymi mozaikami. Centra handlowe, takie jak forum, usytuowane w pobliżu lub przy mieście i umieszczone w pobliżu skrzyżowania dwóch głównych ulic, służyły jako punkty centralne, a szereg budynków mieszkalnych, rządowych, religijnych i rekreacyjnych wypełniało krajobraz miasta. Budynki te zazwyczaj dzieliły jakiś wspólny element architektoniczny lub projekt, więc istniała jednorodność różnych dzielnic, która wzmacniała wizualny przekaz, że były to zaplanowane społeczności.

Wpływ

Wpływy rzymskiej architektury i budownictwa były zarówno natychmiastowe, jak i trwałe. Bez zorientowanej na miasto technologii, która zdominowała większość rzymskiej inżynierii, kultura znana jako starożytny Rzym nie rozkwitłaby. Wiele dróg, mostów, stadionów, budynków użyteczności publicznej i systemów zaopatrzenia w wodę wyprodukowanych w tej epoce pomogło w funkcjonowaniu i przetrwaniu rzymskiego świata. Co więcej, te sukcesy inżynieryjne pozwoliły Imperium Rzymskiemu na ekspansję i zdominowanie znacznej części znanego świata w latach od 200 p.n.e. do 400 n.e.

Rzymscy inżynierowie zademonstrowali potencjał prostej technologii dopasowanej do zręcznego zarządzania pracownikami, niewolnikami lub wolnymi. Opierając się na zaangażowaniu społeczeństwa, ci starożytni inżynierowie budowali projekty, które miały przetrwać. Na przykład, większość głównych dróg rzymskich została zaprojektowana tak, by służyć przez sto lat, w porównaniu z celem współczesnego świata, jakim jest 20-40 lat. Do dziś wiele amfiteatrów, łaźni publicznych, akweduktów i mostów pozostaje nienaruszonych i jest w użyciu w całej Europie i na innych obszarach, które wcześniej były częścią Imperium Rzymskiego, od Brytanii po Azję Mniejszą. Rzymska instalacja w Bath w Anglii i rozległe ruiny w Efezie w Turcji świadczą o trwałości rzymskiej inżynierii. Ponieważ ci wykwalifikowani inżynierowie odnosili takie sukcesy w realizacji ogromnych projektów, termin „rzymski projekt” zaczął oznaczać opłacalne przedsięwzięcie inżynieryjne na dużą skalę.

Ponieważ byli pragmatycznymi ludźmi, Rzymianie korzystali z technologii dyfuzji i bodźców. Zapożyczając się mocno od wcześniejszych cywilizacji, zwłaszcza starożytnego Egiptu i Grecji, rzymscy inżynierowie byli w stanie udoskonalić znane techniki. W ten sposób powielili styl i udoskonalili klasyczny motyw budynków z kolumnadami, rozszerzyli planowanie miast i wprowadzili własną odmianę stylu z wykorzystaniem łuku. Bez silnych podstaw teoretycznych w swojej pracy, inżynierowie ci czasami tworzyli „przeinżynierowane” konstrukcje. Te produkty empirii z ich wysokimi marginesami bezpieczeństwa zwykle zawierały o wiele więcej materiału niż było to konieczne dla integralności strukturalnej i czasami skutkowały zbyt ciężką i kłopotliwą konstrukcją. Choć trwałe, projekty te pozostawiły spuściznę, że sam empiryzm nie zawsze daje najbardziej eleganckie rezultaty.

Praktyczne skrzywienie rzymskich inżynierów przejawiało się również w inny sposób. Mając świadomość, że produkty ich inżynierskiej pomysłowości będą wymagały utrzymania i ciągłej uwagi, rzymscy projektanci zapewnili środki dla technologii konserwacji w wielu swoich strukturach. Wystające kamienie i wnęki w ścianach jako stały element w takich rzeczach jak budynki i mosty ułatwiały instalację rusztowań do naprawy i konserwacji tych elementów. Podobnie drogi były uważnie monitorowane pod kątem wszelkich problemów, które mogą powodować słabości strukturalne lub pogorszenie stanu, aby można je było naprawić w odpowiednim czasie. To podejście do technologii konserwacji przeniesiony do epoki średniowiecza, kiedy budowniczowie katedr włączone funkcje, takie jak ukryte schody, chodniki zewnętrzne, i przejścia do wszystkich sekcji budynku od fundamentu do iglicy, aby pomóc w monitorowaniu i konserwacji tych kamiennych kościołów.

Rzymian sukces z technologii budynku i konstrukcji wpłynęły na styl architektoniczny kilku późniejszych epok. Podstawowy projekt bazyliki, prostokątny budynek z ostrożnie umieszczonymi kolumnami, był prototypem dla wielu renesansowych kościołów i budynków publicznych. Styl romański, zawierający półkoliste łuki i sklepienia kolebkowe, również stał się ulubionym stylem dla kościołów śródziemnomorskich w tej epoce. Sukces romańskiego projektu, wraz z wprowadzeniem rzymskiej kopuły, pozwolił stylowi klasycznemu zdominować większość architektury w renesansowej Europie i w rodzącej się republice amerykańskiej. Z ich uporządkowanymi kolumnami, łukami, sklepieniami i kopułami, wiele budynków publicznych, takich jak biblioteki, muzea, ratusze, kapituły państwowe, stadiony i pomniki były kopiami rzymskich projektów. Pełne wdzięku linie typowego rzymskiego półokrągłego mostu łukowego sprawiły, że styl ten stał się ulubionym dla wielu społeczności, w tym dla stolicy Ameryki, Waszyngtonu, D.C., z jej wieloma mostami na rzece Potomac. Rzeczywiście, nowy naród amerykański szukał w klasycznym Rzymie wielu swoich symboli i stylów, od orła po Sąd Najwyższy Stanów Zjednoczonych i budynki Kapitolu. Ponadto Thomas Jefferson, projektując bibliotekę na Uniwersytecie Wirginii, inspirował się Panteonem w Rzymie. Rzymski styl klasyczny jest tak głęboko zakorzeniony w kulturze zachodniej, że przez wieki wiele budynków publicznych w całym zachodnim świecie było budowanych według tego projektu architektonicznego.

Nowocześni architekci również przyjęli łuk i sklepienie kolebkowe jako motywy swoich budynków. H. Richardson, znany architekt z końca XIX wieku, przekształcił amerykańską architekturę swoim neoromańskim stylem, który w dużej mierze opierał się na łukach, kamiennych ścianach zewnętrznych, wieżyczkach i sklepieniach. Wpływ Richardsona dotyczył szerokiej gamy projektów, od magazynów po dworce kolejowe, biblioteki i kościoły w całej Ameryce. W XX wieku Louis Kahn włączył półkole i sklepienie do wielu swoich projektów, w tym do wdzięcznego Kimball Art Museum w Fort Worth w Teksasie, który jest uważany za jeden z najbardziej eleganckich budynków tego rodzaju.

Poza konkretnymi zastosowaniami, rzymski zapis w technologii pozostawił spuściznę skuteczności metod empirycznych. Posiadając zarówno zasoby materialne, jak i ludzkie, determinację, pomysłowość i zdolność uczenia się poprzez wykorzystanie technologii, Rzymianie osiągnęli wspaniałe rezultaty. Polegając na wysoko wykwalifikowanych rzemieślnikach i artystach, Rzymianie, podobnie jak wiele społeczeństw preindustrialnych, byli w stanie tworzyć masywne, trwałe projekty przy użyciu stosunkowo prostych narzędzi. Ich zdolność do organizowania i zarządzania dużą liczbą pracowników pomogła im w ich dążeniu do zapewnienia technologii służącej zarówno miejskiemu, jak i imperialnemu światu rzymskiemu.

Te talenty były pielęgnowane przez naród, który wykorzystywał swoją architekturę i inżynierię do rozszerzenia imperium i złożenia oświadczenia o potędze tego imperium. Imponująca skala wielu rzymskich monumentalnych budowli była namacalnym przypomnieniem siły i ambicji starożytnego Rzymu. W ten sposób inżynieria służyła państwu zarówno w sposób funkcjonalny, jak i symboliczny. Pax Romana, era, w której Rzym dominował nad większością zachodniego świata, w dużej mierze zawdzięczał starożytnej technologii, którą Rzymianie zapożyczyli i udoskonalili. Rozległe systemy dróg i mostów, areny i stadiony, łaźnie publiczne i inne budynki użyteczności publicznej, akwedukty, fortyfikacje i pomniki służyły do zjednoczenia różnych elementów rzymskiego świata. W procesie tym Rzymianie rozpowszechnili i przyjęli różne metody technologiczne, tak że nawet odległe krańce imperium odzwierciedlały styl życia i fizyczne artefakty społeczeństwa, podobnie jak wpływ amerykańskiej dominacji w ostatniej połowie dwudziestego wieku rozprzestrzenił się na cały świat.

Spuścizna rzymskiej architektury i inżynierii jest trwała. Zaczynając od dziedzictwa wcześniejszych greckich klasycznych wzorów i metod, rzymscy inżynierowie stopniowo modyfikowali, udoskonalali i poprawiali te odziedziczone style. Szczególnie w ich użyciu łuku i betonu, Rzymianie stworzyli swoją własną, unikalną architekturę, która odegrała kluczową rolę w zaspokajaniu potrzeb kultury miejskiej i imperium. Ogrom ich projektów, od akweduktów po areny, oraz pomysłowość ich metod przyniosły im imponującą reputację bardzo udanych inżynierów. Trwałość tej technologii i stopień, w jakim rozprzestrzeniła się ona w Imperium Rzymskim, świadczą o jej użyteczności i funkcjonalnym projekcie. Ponieważ rzymscy inżynierowie stosowali metody empiryczne, zademonstrowali wartość tego rodzaju technologii; każdy, kto zetknął się z oryginalną rzymską konstrukcją, jest pod głębokim wrażeniem kunsztu, artyzmu i architektonicznej przenikliwości, które to umożliwiły. Cechy charakterystyczne rzymskiej architektury i inżynierii wywarły wrażenie na ludziach epoki klasycznej i wielu późniejszych okresów, w tym renesansowej Europy i nowego narodu amerykańskiego. Osiągnięcia Rzymu przypominają nam, że dzięki determinacji, poświęceniu, umiejętnościom, prostej technologii i rozważnemu zarządzaniu dużymi siłami roboczymi, społeczeństwo to stworzyło wspaniałe rezultaty. Zapewniły one również podstawę dla przyszłego planowania urbanistycznego, dla technologii miejskiej, dla tworzenia projektów na wielką skalę oraz dla charakterystycznego i szeroko kopiowanego stylu architektonicznego. Osiągnięcia te nadal budzą respekt i podziw i stoją jako jedne z najbardziej znaczących triumfów inżynieryjnych świata preindustrialnego.

H. J. EISENMAN

Further Reading

Barton, Ian M., ed. Roman Domestic Buildings. Exeter: University of Exeter Press, 1996.

Sear, Frank. Roman Architecture. Ithaca, NY: Cornell University Press, 1982.

MacDonald, William. The Architecture of the Roman Empire. Vol. 1, rev. ed. New Haven, CT: Yale University Press, 1982; Vol. II, 1986.

Ward-Perkins, John B. Roman Architecture. New York: Harry N. Abrams, Inc, 1977.

White, K. D. Greek and Roman Technology. Ithaca, NY: Cornell University Press, 1984.

.