Costruire un sistema di riscaldamento a pavimento ipocausto — Riscaldamento centrale romano

Scavare l'area del pavimento fino a una profondità di circa 60 a 80 cm al di sotto del livello finito previsto del pavimento. Questa profondità deve accogliere la soletta di base in calcestruzzo, i pilae in mattoni (tipicamente alti da 40 a 60 cm) e le piastrelle del pavimento sospeso. Livellare e compattare accuratamente il terreno. Stendere una base di pietrame battuto (statumen) di circa 15 cm di spessore, quindi applicare uno strato di opus signinum (malta di calce mescolata con ceramica frantumata) di circa 10 cm di spessore sopra il pietrame per formare un sottofondo solido e impermeabile. Questa base deve avere una pendenza molto leggera (circa 1 su 100) verso l'apertura del praefurnium, in modo che eventuale condensa defluisca verso l'esterno anziché ristagnare sotto il pavimento.

Impilare piccoli mattoni quadrati (bessales, di circa 20 cm di lato) formando colonne, usando malta di calce tra un corso e l'altro. Ogni pila dovrebbe elevarsi da 40 a 60 cm sopra il sottofondo, a seconda dell'altezza desiderata per l'intercapedine d'aria. Distanziare le pilae secondo una griglia regolare, con interassi di circa 40-60 cm, abbastanza ravvicinate da evitare che le grandi piastrelle di copertura si spacchino sotto il peso del pavimento sovrastante. Usare una livella e un filo a piombo per assicurarsi che tutte le pilae abbiano esattamente la stessa altezza, poiché il pavimento sospeso deve essere perfettamente piano. Le pilae tipiche sono composte da 8 a 12 bessales impilati con sottili giunti di malta. Lasciare che la malta faccia presa per almeno 48 ore prima di caricare sopra le piastrelle del pavimento sospeso.

Posizionare grandi piastrelle bipedalis (circa 60 cm per lato, spessore 5 cm) sulla sommità delle pilae per formare il pavimento sospeso. Ogni piastrella deve poggiare su almeno quattro pilae. Allettare le piastrelle sulle sommità delle pilae con un sottile strato di malta di calce per sigillare i giunti e impedire la fuoriuscita verso l'alto dell'aria calda attraverso le fessure. Sopra lo strato di piastrelle, applicare uno strato di 5-8 cm di opus signinum o calcestruzzo di calce per aggiungere massa termica e creare una superficie di calpestio liscia e resistente. La massa termica di questo strato di calcestruzzo è fondamentale: assorbe il calore dell'aria calda sottostante e lo rilascia lentamente e uniformemente nella stanza soprastante, evitando punti caldi direttamente sopra le pilae.

Montare i tubuli, ovvero le scatole rettangolari cave in laterizio, in verticale contro le pareti interne, con le estremità inferiori aperte collegate all'intercapedine sotto il pavimento e le estremità superiori che sfociano attraverso la parete in un camino esterno. Ciascun tubulus è alto circa 30 cm, largo 15 cm e profondo 10 cm, con estremità superiore e inferiore aperte. Impilarli in verticale e fissarli con malta alla superficie della parete e tra di loro, formando canali verticali continui. Distanziare le colonne di tubuli di 30-50 cm lungo il perimetro della stanza. L'aria calda in salita crea un tiraggio convettivo naturale che richiama aria di combustione fresca nel praefurnium, attraverso l'intercapedine sotto il pavimento e su per i tubuli, riscaldando sia le pareti sia il pavimento.

Costruire il forno (praefurnium) a un'estremità dell'ipocausto, all'esterno della sala riscaldata. Realizzare una camera di combustione in mattoni con un'apertura ad arco di circa 40-50 cm di larghezza e 30 cm di altezza, che alimenti direttamente la cavità sotto il pavimento. L'arco della camera di combustione deve essere costruito con mattoni refrattari o con mattoni di argilla ben cotta, in grado di resistere a temperature elevate e continue. L'area di alimentazione del fuoco deve essere accessibile da un corridoio di servizio, in modo che schiavi o inservienti possano alimentare il fuoco senza entrare nelle sale riscaldate. Nei bagni romani, la sala più calda (caldarium) era collocata più vicino al praefurnium, con la sala tiepida (tepidarium) più lontana e la sala fredda (frigidarium) la più distante: il gradiente di temperatura era controllato interamente dalla distanza dalla fonte di calore e dal numero di aperture di collegamento dei condotti di calore.