Rzymskie techniki izolacji budynków

[Furiusz]

Teoretycznie jest już tuż tuż zima astronomiczna i choć wciąż pogoda nieco jesienna ludzie już zaczynają tęsknić za ciepłem i słońcem. W tych warunkach zaczynam się zastanawiać jak radzono sobie z czymś tak dziś oczywistym jak izolacja domu. Otóż w przypadku Rzymu bardzo prosto - w domu oficera w forcie w Bałakławie odkryto taką właśnie izolacje - polegała ona na tym, że do ściany, górną stroną dołożono dachówki. Chodzi oczywiście o dachówkę typu tegula . Powstawała w ten sposób między ścianą właściwą a powierzchnią dachówki wolna przestrzeń wypełniona powietrzem, co działało izolująco. Całość była zaś otynkowana i pomalowana z dwóch stron. R. Karasiewicz-Szczypiorski, Forty i posterunki rzymskie w Scytii i Taurydzie w okresie pryncypatu, Warszawa 2015 s. 64

[jakober]

Opisana konstrukcja ściany mogła zadziałać jako izolacja termiczna tylko w takim przypadku, gdy pustka między ścianą nośną a warstwą dachówki nie była wentylowana, tzn. - gdy nie było przepływu powietrza przez ową pustkę.

Pytanie tylko, czy izolacja termiczna była potrzebna w budynku na Krymie? Jesli tak, to taka sama konstrukcja powinna występować praktycznie na całym terenie Imperium na północ od Rzymu. Czy tak było? Istnieją analogiczne znaleziska na terenie Europy?

Nie jestem historykiem ani archeologiem, ale przyznam, że podchodzę do takiej interpretacji owej konstrukcji sceptycznie. Zasadniczo, przez wieki, za doskonałą izolację, również termiczną, wystarczała ludziom sama ściana. Gruba z kamienia, cegły czy z drewna. W zależności od konstrukcji budynku, od szerokości geograficznej oraz warunków klimatycznych, tradycji budowlanej, dostępnego budulca.

Jakie są najstarsze przykłady ścian warstwowych ze świadomym i celowym wykorzystaniem przynajmniej jednej z warstw jako dodatkowej izolacji termicznej?

[Furiusz]

Pytanie tylko, czy izolacja termiczna była potrzebna w budynku na Krymie?

Czemu nie - jeśli działało np chłodząco albo miało też znaczenie w zapobieganiu dostawaniu się wilgoci do środka. Miejsce to jest dość wilgotne.

Jakie są najstarsze przykłady ścian warstwowych ze świadomym i celowym wykorzystaniem przynajmniej jednej z warstw jako dodatkowej izolacji termicznej?

Tego nie wiem, dopiero niedawno się tym zainteresowałem.

. Zasadniczo, przez wieki, za doskonałą izolację, również termiczną, wystarczała ludziom sama ściana.

Zasadniczo, przez wieki, do kąpania się ludziom wystarczała zimna woda w rzece, czasem przyniesiona do domu a jednak rzymianie sporo czasu poświęcali na budowę term publicznych i mniejszych term prywatnych dla bogatych członków elity finansowej, politycznej i militarnej. To nie jest dom zwykłego człowieka ale dowódcy (albo jednego z dowódców) stacjonujących tu sił o czym trzeba pamiętać.

[Tomasz N]

Jak ta dachówka była mocowana do ściany ?

[TyberiusClaudius]

Czemu nie - jeśli działało np chłodząco albo miało też znaczenie w zapobieganiu dostawaniu się wilgoci do środka. Miejsce to jest dość wilgotne.

Tego nie wiem, dopiero niedawno się tym zainteresowałem.

Zasadniczo, przez wieki, do kąpania się ludziom wystarczała zimna woda w rzece, czasem przyniesiona do domu a jednak rzymianie sporo czasu poświęcali na budowę term publicznych i mniejszych term prywatnych dla bogatych członków elity finansowej, politycznej i militarnej. To nie jest dom zwykłego człowieka ale dowódcy (albo jednego z dowódców) stacjonujących tu sił o czym trzeba pamiętać.

Czyli to taki rodzaj szpanu? Dzisiaj się buduje hotele na zboczach gór, a kiedyś ocieplało się domy dachówką?

[Tomasz N]

Czemu nie - jeśli działało np chłodząco albo miało też znaczenie w zapobieganiu dostawaniu się wilgoci do środka. Miejsce to jest dość wilgotne.

Myślę Furiuszu, że to właściwa droga. Z tym, że Jakober ma rację z wątpieniem w istotny wpływ warstwy powietrza (choć z wentylowaniem nie ma racji).

Dobrze dobrany mur jednolity z czegokolwiek ma faktycznie spore właściwości izolujące pod warunkiem że jest suchy. Zawilgocenie bardzo istotnie zmienia

jego parametry. Zawilgocenie muru z cegły na poziomie 4 % zmniejsza izolacyjność o połowę, 20 % - dziesięciokrotnie.

(patrz wykres:

https://www.google.pl/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=9&ved=0ahUKEwj-grb07NjJAhUCyRoKHejXBA8QFghWMAg&url=http%3A%2F%2Fwww.administrator24.info%2Fartykul%2Fid4276%2Czawilgocenie-murow-a-koszty-utrzymania-budynku&usg=AFQjCNHeElxNdoSJjK3GvF18eE1IVn8eAw&sig2=eBq0dyXvFx7qxGtF6Uk6yw )

To to samo co gacenie ściany zachodniej (po której zacina deszcz) eternitem przez górali.

Czyli izolacyjność faktycznie wzrastała, ale ta pustka miała tu znaczenie nieistotne.

Edytowane 13 Grudzień 2015 przez Tomasz N

[jakober]

Czemu nie - jeśli działało np chłodząco albo miało też znaczenie w zapobieganiu dostawaniu się wilgoci do środka. Miejsce to jest dość wilgotne.

Co do zapobiegania dostawaniu się wilgoci - tu zgoda. W Anglii czasem stosowano dachówkę do ochrony ścian w konstrukcji szachulcowej przed wpływem wilgoci. Ale to nie jest izolacja termiczna lecz przeciwwilgociowa lub przeciwwodna.

Natomiast jeśli chodzi o chłodzenie - to w tym przypadku system ten powinien być zatem powszechny przynajmniej na całym Półwyspie Apenińskim na południe od Rzymu. Stąd moje pytanie - czy był? Na północ - jako ocieplenie lub na południe - jako chłodzenie? Jeśli tak - to możemy mówić, iż tak właśnie, być może m. in., radzono sobie w starożytnym Rzymie (w domniemaniu - powszechnie) z izolacją termiczną budynków.

Jeśli natomiast nie mamy tego większej ilości przykładów, to możemy mówić o jakimś ciekawym przypadku konstrukcji ściany i jedynie domniemywać jej powodu. Wszak możliwe również, iż w szeregach stacjonującego tam legionu znalazł się błyskotliwy wynalazca-eksperymentator-inżynier-złota rączka, który wpadł na taki pomysł sciany i go zrealizował. W Polsce, na ten przykład, stoi chyba jeszcze sporo domów z czasu PRL, na których elewacji ludzie przyklejali talerze, kubki i co tam jeszcze z fajansu rodzinnego i okolicznego przykleić się dało. Pytanie - co na to archeolodzy za lat tysiąc?

Zasadniczym jest oczywiście pytanie - w jakim celu w przypadku siedziby dowódcy stworzono taką konstrukcję? Ale troszkę pochopnym może być stwierdzanie, że to izolacja termiczna i że tak radzono sobie w starożytnym Rzymie.

Pytanie Tomasza N jest tu całkiem słuszne. Jak mocowano? Do czego mocowano? Jaki odstęp (jaką szerokość w przekroju) miała owa pustka powietrzna? Czy była wentylowana czy nie? Czy rzeczywiście była pustką, czy też była przestrzenią, w której wyłożony był jakiś materiał izolujący (nietrwały, więc nie przetrwał)? Z czego wykonana była ściana zasadnicza? Czy jej grubość była inna niż powszechnie stosowana w tym rejonie grubość ścian (i dlatego została docieplona)? Czy materiał, z którego była wykonana, był inny od powszechnie stosowanego w tym rejonie (i dlatego została docieplona)? Obóz jest z II-III wieku? Jaki panował wtedy klimat?Według naukowców w trakcie instnienia Imperium Rzymskiego miały miejsce dość duże zmiany klimatyczne, które wpływały również na rozwój Imperium. Jeżeli izolacja termiczna była przedmiotem zainteresowania inżynierów starożytnych, to śladów tego typu konstrukcji - dodatkowych warstw izolacyjnych ścian, choćby z powodu owych zmian, powinno być sporo.

Zasadniczo, przez wieki, do kąpania się ludziom wystarczała zimna woda w rzece, czasem przyniesiona do domu a jednak rzymianie sporo czasu poświęcali na budowę term publicznych i mniejszych term prywatnych dla bogatych członków elity finansowej, politycznej i militarnej. To nie jest dom zwykłego człowieka ale dowódcy (albo jednego z dowódców) stacjonujących tu sił o czym trzeba pamiętać.

Okay. Zasadniczo o tym, że Rzymianie poświęcili sporo czasu na budowę term wiemy choćby stąd, że jest tego bardzo dużo śladów, dowodów, opisów, pozostałości oraz kontynuacji. Nawet, jesli robiono to wyłącznie dla bogatych, to sporo tego. Porównanie z wodą i termami uznam w tej sytuacji za trafne, jeśli taka sama ilość historycznych dowodów przemawia za stostowaniem w starożytnym Rzymie okładziny z dachówki wraz z pustką powietrzną jako izolacji termicznej.

Ponadto zgodzimy się chyba, że izolacja termiczna, jeśli ważna miała być dla egzystencji Rzymian, to i dla kolejnych cywilizacji po Imperium, zamieszkujących te same obszary klimatyczne, musiała pozostać równie istotna. Osiągnięcia techniki budowlanej Rzymu zostały zaadaptowane i przetrwały. Izolacja termiczna musiałaby być częścią tej wiedzy. Czy mamy zatem dalsze jej ślady w dziejach budownictwa?

Z powyższego płynie moje pytanie: czy rzeczywiście jest to rozwiązanie na tyle powszechne, że można mówić o "rzymskiej technice izolacji budynków"?

[Furiusz]

Kilka uwag - przyjmuje wasze uwagi. Sam mam małą wiedzę na ten temat, to nieco nowe moje zainteresowanie więc oprócz tego, że mam zamiar się douczyć. Na chwilę obecną na wiele pytań zwyczajnie nie będę w stanie odpowiedzieć. Tak jest np ze sposobem mocowania - będę musiał zajrzeć do publikacji konkretnego sezonu wykopaliskowego a to pewnie nastąpi dopiero we wtorek.

Co do powszechności tego typu metod - kojarzę dwa regiony w których odkryto takie konstrukcje - północny skraj limesu reńskiego (Holandia) i tereny dzisiejszej Bułgarii. ,

Sporo pytań i uwag jest celnych - ot choćby o kwestii masowości takich znalezisk czy przykład z domami z denkami butelek w elewacji.

[jakober]

Furiuszu, to z fajansem - było żartem Choć swoją drogą, czasem jak patrzę na niektóre twory i pomysły budowlane, to zastanawiam się rzeczywiście, do jakich kiedyś potomni nasi wniosków na temat naszej cywilizacji dojdą Mam jednak nadzieję, że nie uraziłem Cię. W każdym razie - nie miałem takiego zamiaru.

Wracając do tematu izolacji termicznej budynków - historia wykorzystywania materiałów izolacyjnych na elewacjach jest całkiem młoda. Wielu producentów materiałów izolacyjnych powołuje się czasem w broszurach czy w swych materiałach na to, iż człowiek od samego początku izolował swoje domy, czy to tym, czy tamtym, i że współczesne materiały sa tego naturalną kontynuacją, itd.. Niestety, nie spotkałem jeszcze przytoczenia w takich tekstach konkretnych przypadków. Stąd liczę, że może ktoś i mnie powie gdzie, jak i kiedy.

Przemawia teraz przeze mnie może troszkę zaangażowanie w gorącą dyskusję wewnątrz środowiska projektantów i inżynierów odnośnie zasadności podnoszenia kolejnymi przepisami unijnymi wymogów dotyczących izolacyjności przegród i energooszczędności budynków, stąd też pewien mój sceptycyzm do informacji o stosowaniu izolacji w dawnych wiekach.

Wiele krajów europejskich, o tradycjach budowlanych osiadłych w antyku, jak Włochy, Grecja czy Hiszpania, dopiero od niedawna (ok. 10 lat?) wdraża jakiekolwiek izolacje termiczne do swych przepisów budowlanych (ale i tak nie posuną się [chyba] do tego, by docieplać swoje zabytkowe budynki, kamienice i domy sprzed wieków), a w i w naszym kraju wymóg ich stosowania "wszedł" do przepisów budowlanych zaledwie w połowie lat 90-tych (w Rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych (...) z dnia 3 lipca 1980 roku nie było jeszcze mowy o izolacyjności cieplnej przegród. Przepis po raz pierwszy pojawił się w Rozporządzeniu z dnia 14 grudnia 1994r.).

Przytaczam ten krótki OT wyłącznie po to, by zobrazować swoje wcześniejsze słowa, iż przez wieki ludziom wystarczała ściana domu jako izolacja. Izolacja od wpływów warunków atmosferycznych była podstawą zaistnienia ściany, dachu, podłogi (przy czym podłoga w budynku mieszkalnym też do najstarszych nie należy), słowem: domu (przy czym słowa dom używam umownie). Dom służył jako ochrona dla człowieka, do jego "izolowania" od wpływów pogody, ale nie zaprzątano sobie zanadto głowy, by izolować dodatkowo dom. Owszem - uszczelniano ścianę przed przeciekaniem, przed wiatrem, zasadniczo - by nie kapało na głowę i by nie wiało przez dziury Doskonalono sztukę murarską, ciesielską. Wymyślano różne wątki wiązań budulca sciany, stosowano różne technologie wznoszenia ściany z różnych, często zaskakujących materiałów. Wiele z nich miało doskonałe własciwości izolacyjne, jak choćby drewno kładzione włóknami w poprzek do kierunku przenikania temperatury, czy wypełnienia szkieletów konstrukcji szachulcowych w oparciu o różne kombinacje cegły, trzciny, tynku, gliny. Podobnie wystarczał odpowiednio gruby mur z cegły czy kamienia. W różnych tradycjach przewijały się ściany warstwowe. Ale to były ściany tak pomyślane i skonstruowane - jako jednorodna całość - by były szczelne i stabilne. Z czasem wymyślono komin i kominek (swoją drogą - sprawdzał ktoś kiedy ? ) by było w środku cieplej, ale nadal nie izolowano termicznie ścian. I tak (w uogólnieniu) było do XX wieku.

Przykład domu rzymskiego dowódcy legionów na Krymie jest jednak bardzo ciekawy. Połączenie kamiennego muru z okładziną z dachówek jest intrygujące. Być może chodziło o uszczelnienie konstrukcji wzniesionej znacznie wcześniej? Własnie od wpływu wiatru czy wilgoci? Choć w przypadku kamienia, jeśli taki sam stosowano we wszystkich innych okolicznych budynkach, a nie znaleziono do tej pory na nich podobnej okładziny, kwestia wilgoci wydaje się nieco mało prawdopodobna. Może chodziło o stworzenie podłoża pod tynk? Może ów dom miał być otynkowany, a kamień, jako podłoże, w tym rejonie do tego się nie nadawał? Lub warstwa tynku musiałaby być zbyt gruba i bardziej opłacało sie wykonać podkład z dachówek? Przy okazji szukania trochę wokół tego tematu spotkałem się z informacją, iż produkcja dachówek często odbywała się pod auspicjami legionów - były one wtedy oznaczany insygniami danego legionu. Mógł to być więc produkt dla legionu tańszy od grubej warstwy tynku?

Edytowane 14 Grudzień 2015 przez jakober

[Furiusz]

Przykład domu rzymskiego dowódcy legionów na Krymie jest jednak bardzo ciekawy. Połączenie kamiennego muru z okładziną z dachówek jest intrygujące. Być może chodziło o uszczelnienie konstrukcji wzniesionej znacznie wcześniej? Własnie od wpływu wiatru czy wilgoci? Choć w przypadku kamienia, jeśli taki sam stosowano we wszystkich innych okolicznych budynkach, a nie znaleziono do tej pory na nich podobnej okładziny, kwestia wilgoci wydaje się nieco mało prawdopodobna. Może chodziło o stworzenie podłoża pod tynk? Może ów dom miał być otynkowany, a kamień, jako podłoże, w tym rejonie do tego się nie nadawał? Lub warstwa tynku musiałaby być zbyt gruba i bardziej opłacało sie wykonać podkład z dachówek? Przy okazji szukania trochę wokół tego tematu spotkałem się z informacją, iż produkcja dachówek często odbywała się pod auspicjami legionów - były one wtedy oznaczany insygniami danego legionu. Mógł to być więc produkt dla legionu tańszy od grubej warstwy tynku?

Co do samych dachówek - legion w tym względzie miał być generalnie samowystarczalny a warsztaty legionowe często gęsto zaopatrywały też instytucje cywilne. Dotyczy to nie tylko dachówek ale i np rur kanalizacyjnych.

Czy było to tańsze - wątpię. Z własnego doświadczenia, koszary żołnierzy w Bałakławie były tynkowane. Podobnie te z Sewastopola. Ściany w Bałakławie były kamienne. Różnica między tynkowaniem u dowódcy a tynkowaniem u żołnierzy była taka, ze dowódca miał kolorowe ściany (może nawet jakiś prosty wzór - albo jak w legionie był ktoś bardziej uzdolniony może i nawet bardziej skomplikowany wzór). Gdyby więc chodziło o "potanienie" samego tynkowania to byłoby ono obecne także w kwaterach żołnierzy.

Ja się nie obrażam, historia budownictwa i związana z tym wiedza szczegółowa jest dla mnie pewną nowością (no może nie zupełną ale jednak) i stąd pewnie błędy czy ewentualne niedopatrzenia.

[Tomasz N]

Akurat sezonowe docieplanie ścian zwane gaceniem znane jest od wieków. Kwestia trwałego ocieplania rozbija się o istnienie trwałych materiałów ocieplających, zna ktoś takie ?

[jakober]

Akurat sezonowe docieplanie ścian zwane gaceniem znane jest od wieków.

Pytanie: co się gaciło? Jakiego rodzaju konstrukcje, budowle, o jakich ścianach (materiałowo i jakościowo), na jakim stopniu zaawansowania technologii budowlanej, w jakich warunkach (klimatycznych, urbanistycznych), przy jakim zagęszczeniu zabudowy, przy jakiej technice ogrzewania budynku, itd... Myślę, że odpowiedzi na te pytania są istotne..

Kwestia trwałego ocieplania rozbija się o istnienie trwałych materiałów ocieplających, zna ktoś takie ?

Nie. Od wieków znane są za to trwałe technologie ścian chroniących przed deszczem, wiatrem, zimnem, potrafiących kumulować ciepło i je oddawać w stopniu wystarczającym, by nie trzeba było owej izolacji dodatkowo izolować.

Czy w historii technologii budowlanych odnotowano poszukiwania na szerszą skalę materiałów ocieplających ściany dla celów czysto mieszkalnych? Jeśli tak, to kiedy?

[jakober]

Co do samych dachówek - legion w tym względzie miał być generalnie samowystarczalny a warsztaty legionowe często gęsto zaopatrywały też instytucje cywilne. Dotyczy to nie tylko dachówek ale i np rur kanalizacyjnych.

Czy było to tańsze - wątpię. Z własnego doświadczenia, koszary żołnierzy w Bałakławie były tynkowane. Podobnie te z Sewastopola. Ściany w Bałakławie były kamienne. Różnica między tynkowaniem u dowódcy a tynkowaniem u żołnierzy była taka, ze dowódca miał kolorowe ściany (może nawet jakiś prosty wzór - albo jak w legionie był ktoś bardziej uzdolniony może i nawet bardziej skomplikowany wzór). Gdyby więc chodziło o "potanienie" samego tynkowania to byłoby ono obecne także w kwaterach żołnierzy.

Okay. To kolejna, cenna i ciekawa informacja.

Rozumiem, że na domu dowódcy nie było na kamieniu tynku a potem warstwy dachówki znów z tynkiem? Wtedy odpadałaby możliwość, iż warstwa dachówki jest wtórna i oznaczałoby, że była ona od początku wznoszenia budynku częścią przewidzianej technologii...

Ja się nie obrażam, historia budownictwa i związana z tym wiedza szczegółowa jest dla mnie pewną nowością (no może nie zupełną ale jednak) i stąd pewnie błędy czy ewentualne niedopatrzenia.

Ależ Furiuszu, ja nie nazywam niczego błędem czy niedopatrzeniem Jedynie odsuwam nieco na bok entuzjazm co do kwestii ocieplenia i szukam innej możliwości, i ostatecznie to ja, jak najbardziej, mogę się mylić

Mam takie pytanie: czy w rynsztunku legionisty, w jego zbroi - można wskazać na jakąś technologię chłodzenia ciała czy też raczej jego ochrony przed przegrzaniem?

Czy jest możliwe aby, empirycznie dopatrzywszy się analogii, ktoś przełożył taką metodę na budynek? Dachówka przypomina łuskę/płytki zbroi...

Edytowane 14 Grudzień 2015 przez jakober

[secesjonista]

Rzymianie ściany warstwowe znali i pisał już o tym Witruwiusz, a z materiałów izolacyjnych używać mieli korka, o czym wspominać miał Pliniusz Starszy.

"Hundreds of years ago, the ancient Greeks and Romans built masonry walls made of multiple vertical layers, called wythes. In some, a vertical space, or cavity, was left between the inner and outer wythes with regularly spaced stones turned crosswise to tie the layers together. Wind-driven rain that penetrated the mortar joints in the outer wythe flowed down inside the air space and out through weep holes at the bottom, rather than making it all the way into the building interior. Modern calculations assign an R-value of just 0.44 per inch to the air space in cavity walls. A dry room probably felt warmer than a damp one, but the air space did little to impede the transmission of heat through the stone".

/mniej więcej podobny opis jest w Encyklopedii Brittanica/

[Tomasz N]

Wszyscy się tym Witruwiuszem podpierają, a ja przejrzałem jego polskie wydanie, rozdział o ścianach i tam nie ma nic o ocieplaniu czy warstwówkach. Natomiast jest silny akcent na ochronę ściany przed wodami opadowymi.

Jest o cegle pływającej na wodzie, ale nie w aspekcie izolacji cieplnej.