Unusual Examples of Sophisticated Iron Technology in the Heating Systems of Roman Imperial Baths

Abstract

In Roman imperial times, metallurgy reached a high degree of specialization and complexity. The use of iron extended even to building technology, leading to some very particular results, achieving a sophisticated mastery of the technology with a complete understanding of metal properties, in a social and economic context characterized by large financial resources and a high level of creativity applied to architectural projects. A still unpublished device was found in the construction of several floors in the Villa of Giulia, Augustus' daughter, in Ventotene (Italy). In the thermal area, the concrete floors of the bath tubs are supported by an iron grid held in place by vertical iron posts strongly fixed in the underfloor, allowing both widespread hot air circulation and support for superimposed loads. A curvilinear metal grid supported by metal hooks was also used to obtain a tile-line vault, creating an interspace for the circulation of hot air in calidaria; a careful analysis of the remains of two vaulted systems in Villa Adriana, Tivoli (Italy), allows a clear reconstruction of this device. The building process was difficult and complex, requiring careful planning and great accuracy in execution. However, after nearly a century of experimentation, it is possible to propose the hanging ceiling built over the calidarium of the Baths of Caracalla in Rome as the most imposing example of the grid system ever realized.

Durant l'époque impériale romaine, la métallurgie avait atteint un haut degré de spécialisation et de complexité. Le fer était utilisé même jusque dans la construction, ce qui conduisait à quelques résultats très particuliers. On avait atteint une maîtrise avancée de la technologie avec une compréhension totale des propriétés du métal; ceci dans un contexte social et économique caractérisé par des ressources financières abondantes et un niveau élevé de créativité appliqué aux projets architecturaux. Un dispositif encore jamais publié fût découvert dans la construction de plusieurs sols de la villa de Giulia, la fille d'Auguste, à Ventotene (Italie). Dans la zone thermale, les sols en béton des baignoires sont soutenus par une grille en fer maintenue en place par des barres verticaux en fer bien ancrées sous le plancher, autorisant ainsi la large diffusion d'air chaud et fournissant en même temps le support pour les charges superposées. Une grille métallique curvilinéaire soutenue par des crochets en métal était utilisée afin d'obtenir une voûte carrelée, créant un espace pour la circulation d'air chaud dans les calidaria. L'analyse approfondie des restes de deux systèmes voûtés dans la villa Adriana à Tivoli (Italie) permettent une reconstruction précise de ce dispositif. Le processus de construction était difficile et complexe, exigeant une planification minutieuse et une exécution d'une grande précision. Toutefois, après presqu'un siècle d'expérimentation, nous pouvons soumettre le plafond suspendu construit au-dessus du calidarium des Bains de Caracalla à Rome comme le plus impressionant exemple de la méthode à grilles jamais réalisé.

Während der römischen Kaiserzeit erreichte die Metallurgie ein hohes Maß an Spezialisierung und Komplexität. Die Nutzung von Eisen dehnte sich sogar bis in die Bautechnik aus, was zu einigen sehr bemerkenswerten Ergebnissen führte, die eine fortgeschrittene Meisterschaft der Technologie mit einem umfassenden Verständnis der metallischen Eigenschaften erreichten und in sozialem und ökonomischen Kontext durch umfassende finanzielle Ressourcen und ein hohes Maß an Kreativität bei architektonischen Projekten geprägt waren. Eine bislang unpublizierte technische Einrichtung wurde in verschiedenen Böden der Villa von Iulia, der Tochter des Augustus, in Ventotene (Italien) entdeckt. Im Bereich der Thermen waren die Kalkbetonböden der Badebecken mit einem eisernen Gitter unterzogen, das Eisenstangen, die fest mit dem Boden verankert wurden fixiert wurde und eine umfassende Heißluftzirkulation wie auch eine Stützung darüber befindlicher Lasten erlaubte. Ein von Metallhaken gehaltenes gebogenes Metallgitter wurde genutzt, um unter den Bodenplatten einen überwölbten Kanal für die Zirkulation von heißer Luft in den calidaria zu bilden. Eine sorgfältige Analyse der Überreste zweier überwölbter Systeme in der Villa Adriana in Tivoli (Italien) erlaubt eine eindeutige Rekonstruktion dieser Anlage. Der Bauprozess war schwierig und komplex und erforderte eine sorgfältige Planung und äußerst akkurate Ausführung. Jedoch war es – nach einem Jahrhundert des Experimentierens – die hängende Decke über dem calidarium der Caracalla-Thermen in Rom, die als das beeindruckendste jemals ausgeführte Beispiel eines solchen Gittersystems bezeichnet werden kann.