Hypocaustum

Fragment krytego posadzką hypocaustum w Termach Konstantyna we francuskim Arles

Hypocaustum w caldarium term w angielskim Bath (podłogę usunięto dla odsłonięcia przestrzeni przepływu gorącego powietrza)

Hypocaustum (łac. hypocaustum z gr. ὑποκαυστός) – rzymski system centralnego ogrzewania / ogrzewania podłogowego. Stosowany od IV w. p.n.e. w starożytnej Grecji i od I w. p.n.e. w starożytnym Rzymie, a w średniowieczu między innymi w zamku w Malborku i prawdopodobnie w zamku w Szydłowie.

System hypocaustum wykorzystywano do ogrzewania domów, term publicznych i prywatnych gorącym powietrzem. Termin ten dosłownie oznacza „podogień”, od greckiego słowa hypo – poniżej lub pod spodem, i kaiein – spalić lub rozpalić ogień. W centralnym pomieszczeniu pod posadzką ustawiony był piec (praefurnium), który ogrzewał powietrze. Posadzkę (suspensura) układano na kamiennych lub ceglanych słupkach (pilae) o wysokości ok. 80 cm. Przestrzeń między nimi tworzyła układ kanałów wypełnianych gorącym powietrzem. Dodatkowo pomieszczenia były niekiedy ogrzewane przez kanały (tubuli) utworzone w ścianach wykonanych ze specjalnych pustaków.

Działanie

Hypocausta były wykorzystywane do ogrzewania term oraz zamożnych domów prywatnych. Wzniesiona wysoko podłoga opierała się na słupkach, na których układano stropy wyłożone warstwą płytek zalanych warstwą betonu, z kolejną warstwą płytek na powierzchni. Przestrzenie pozostawione w ścianach służyły temu, by gorące powietrze i dym z pieca mogły przejść przez nie i zostać wyprowadzone na zewnątrz przez ujścia przewodów w dachu; dzięki temu nie przenikały one do wnętrza pomieszczeń. Płytki ceramiczne umieszczano dla ogrzewania ścian. Pokoje wymagające największego ocieplenia położone były najbliżej pieca, którego ciepło można było zwiększać poprzez zwiększenie ilości paliwa. Uruchomienie hypocaustu było czynnością pracochłonną, wymagało stałego nadzoru. Ponieważ system był kosztowny w budowie i w użytkowaniu, wykorzystywano go głównie w prywatnych willach i w łaźniach publicznych.

Witruwiusz (De architectura V 10,1-2) opisuje jego budowę i eksploatację:

Nad paleniskiem należy umieścić trzy naczynia z brązu; jedno - caldarium na wodę gorącą, drugie - tepidarium na letnią, trzecie - frigidarium na zimną. Należy je tak umieścić, aby z tepidarium do caldarium wpływało tyle wody, ile stamtąd ciepłej wody ubyło; podobnie powinna przepływać woda z frigidarium do tepidarium. Dno basenu powinno być ogrzane przez wspólne palenisko. Wiszące podłogi w gorących łaźniach należy wykonać w następujący sposób. Przede wszystkim trzeba ułożyć na ziemi dachówki wielkości półtorej stopy, z takim nachyleniem ku palenisku, żeby piłka rzucona na podłogę nie mogła się zatrzymać, lecz sama staczała się w stronę paleniska; w ten sposób płomień będzie pod wiszącą podłogą łatwiej krążył. Na tej podłodze z dachówek trzeba ustawić słupki z ośmiocalowych cegieł i tak je rozmieścić, żeby można było na nich ułożyć dwustopowe dachówki. Słupki te, wykonane z gliny przerobionej z sierścią, powinny być wysokie na dwie stopy; na nich układa się dwu- stopowe dachówki, na których leży podłoga. (tłum. Kazimierz Kumaniecki)

z dodatkiem szczegółowych informacji dotyczących paliwa. Opisuje także urządzenie do regulacji ciepła – wentylator z brązu w kopule sufitu:

W środku sklepienia należy pozostawić otwór świetlny. Z otworu tego powinna zwisać na łańcuchach tarcza z brązu; podnosząc ją lub spuszczając reguluje się temperaturę pomieszczenia. Sam otwór powinien być okrągły, aby siła płomienia i pary równomiernie ze środka wokół się rozchodziła.

Komory systemu ogrzewania wielkich term w greckim Dion

Ścienne kanały dla dopływu gorącego powietrza (termy w Histrii)

Za wynalazcę urządzenia uchodził Rzymianin Gajusz Sergiusz Orata w początkach I wieku p.n.e. Jako pierwszego, który zastosował hypocaustum do ogrzewania basenu przeznaczonego do hodowli ryb i ostryg, wymieniają go Waleriusz Maksymus i Pliniusz Starszy. W istocie udoskonalił on jedynie wynalazek znany wcześniej Grekom. Stosowano go głównie w gimnazjonach dla podgrzewania wody w basenach, choć tradycja przypisuje wprowadzenie takiego ogrzewania już w VI wieku p.n.e. Teodorosowi z Samos w sławnej świątyni Artemidy w Efezie. Łaźnię z ogrzewaniem z II/I wieku p.n.e. odkryto też koło gimnazjonu w Olimpii. W okresie hellenistycznym wzrost zamożności obywateli spowodował wprowadzenie tego systemu w domach prywatnych.

Wiele pozostałości hypocaustów przetrwało wśród ruin architektury rzymskiej w całej Europie, w zachodniej Azji i północnej Afryce. Hypocaust uważany jest za wynalazek, który poprawił higienę i warunki życia ludności, będąc zarazem poprzednikiem współczesnego centralnego ogrzewania.

Wykopaliska w Mohendżo-Daro (w obecnym Pakistanie) odkryły konstrukcję hypocaustu wyłożonego cegłami i powlekanego asfaltem, co świadczy o jego istnieniu 2000 lat wcześniej od znanego najstarszego rzymskiego.

W czasach późniejszych

Hypocaustum średniowieczne różniło się od antycznego przede wszystkim dodaniem akumulatora ciepła, zazwyczaj w postaci kamieni. Na obszarze Polski korzystano z niego od XIII nawet do XVI w. – przejętego z zachodu i przyniesionego przez osadników germańskich oraz cystersów. Używano go początkowo w klasztorach, potem w zamkach (zamek krzyżacki w Malborku). Około XIV w. system ten zaczęły wypierać tańsze w budowie i eksploatacji piece kaflowe.

Podobny do hypocaustu ondol niekiedy używany jest w tradycyjnych domach koreańskich.

Zobacz też

• Przegląd zagadnień z zakresu architektury.