Średniowieczne centralne ogrzewanie z Wierzbnej - czyli piec typu hypocaustum odkryty na terenie przypałacowym

Miejscowość Wierzbna (dawniej niem. Würben) w gminie Żarów słynie z bogactwa skumulowanych w jednym miejscu zabytków oraz historii. Perłą romańskiego budownictwa sakralnego jest tutaj kościół pw. Wniebowzięcia Najświętszej Panny z ok. 1230 r. ozdobny w średniowieczne freski. W latach 1729-30 ta stara i niezwykle urokliwa budowla została powiększona o masywny korpus klasztoru – obecnie nawa główna kościoła z wystrojem i wyposażeniem barokowym. Tuż obok świątyni znajduje się pocysterski kompleks klasztorny wraz z dawnym pałacem przeora i tzw. długim domem. W ubiegłym roku na tym terenie odnaleziony został kamienny pręgierz. Na obszarze przyległego parku o powierzchni 4.3 ha, który wpisany został do rejestru zabytków, znajduje się w drzewostanie 5 okazów o statusie pomników przyrody: 2 platany klonolistne, 3 lipy drobnolistne oraz dąb bezszypułkowy. W parku tym znajduje się również grupa tzw. pięciu krzyży pojednania. Pierwotnie stały one w innych miejscach. Zostały zebrane i ustawione w pobliżu kościoła, szósty krzyż z wyrytą na powierzchni kuszą stoi przy budynku dawnej szkole. Listę zabytków Wierzbnej poszerza kolumna z figurą św. Jana Nepomucena, kolumna dziękczynna z XVIII wieku oraz datowana na lata 80-te XVII wieku kamienna wieża ciśnień, która dostarczała niegdyś wodę do położonych w górnej partii miejscowości zabudowań klasztornych. Całości bogactwa zabytkowego Wierzbnej dopełnia tzw. Skałka, na szczycie której w średniowieczu wznosił się najstarszy murowany zamek rycerski (fundacja prywatna) w Polsce. Przeszłość miejscowości, a zwłaszcza lokalizacja rycerskiej siedziby "Panów z Wierzbnej" badana była przez archeologów z Uniwersytetu Wrocławskiego. W 1999 roku odkryli oni na terenie przypałacowym istnienie murowanej budowli, zniszczonej przez pożar lub inny kataklizm w XIII lub na początku XIV wieku. Po stronie zachodniej tego budynku znajdował się rów, może fosa, o szerokości 3 m i głębokości 1 m. Badania te co prawda nie ustaliły jednoznacznie jaką funkcję spełniał ów budynek - czy był to dwór obronny, siedziba „panów z Wierzbna”, czy też może plebania. Wykazały jednak, że istniejąca wówczas budowla posiadała luksusowe jak na owe czasy wyposażenie, którym było centralne ogrzewanie w postaci tzw. pieca hypocaustycznego. Czym było hypocaustum i na czym polegała jego zasada działania ? O tym przeczytacie w dalszej części niniejszego opracowania.

Hypocaustum (łac. Hypocaustum) jest to 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. System Hypocaustum wykorzystywany był do ogrzewania domów, term publicznych i prywatnych gorącym powietrzem. Słowo 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, który ogrzewał powietrze. Posadzka układana była na szeregu podpórek wysokości około 80 cm. Przestrzeń pomiędzy podpórkami tworzyła system kanałów, które wypełniało gorące powietrze. Dodatkowo pomieszczenia były niekiedy ogrzewane przez kanały utworzone w ścianach wykonanych ze specjalnych pustaków. Zazwyczaj uważa się że Hypocastum został wynaleziony przez Sergiusza Orata, choć nie jest to w pełni potwierdzone. Hypocausta były wykorzystywane do ogrzewania term i domów prywatnych. Podłoga była podniesiona nad ziemią przez słupy, zwane pilae, stropy wyłożone warstwą płytek, następnie warstwą betonu, a potem jeszcze płytek na górze. Przestrzenie pozostawione w ścianach służyły temu, aby gorące powietrze i dym z pieca mogły przejść przez nie i zostać wyprowadzone na zewnątrz przez ujścia przewodów w dachu. Dzięki temu gorące powietrze i dym nie dostawały się do wnętrza pomieszczeń. Płytki ceramiczne zostały umieszczone do ogrzewania ściany. Pokoje, które wymagały największego ciepła, były umieszczone najbliżej pieca, którego ciepło mogło być zwiększone poprzez dodanie większej ilości drewna do ognia. Uruchomienie Hypocaustu było czynnością pracochłonną, wymagało stałej dozorowania mocy ognia. System był kosztowny w użytkowaniu, zatem to były weń wyposażane głównie wille i łaźnie publiczne. Witruwiusz opisuje jego budowę i eksploatację według pracy Sergiusza Orata około 25 roku p.n.e., dodając szczegółowe informacje na temat paliwa. Opisuje także urządzenie do regulacji ciepła - wentylator z brązu w kopule sufitu. Wiele pozostałości hypocaustów przetrwały wśród rzymskich ruin architektonicznych w całej Europie, zachodniej Azji i północnej Afryce. Hypocaust jest powszechnie uznawany za wynalazek rzymski, który poprawił higienę i warunki życia obywateli oraz był prekursorem nowoczesnego centralnego ogrzewania. Wykopaliska w Mohendżo-Daro w obecnym Pakistanie odkryły to, co uważa się za Hypocaust wyłożone cegłami i powlekane asfaltem. Zatem ta struktura istniała przed datą powstania najwcześniejszego rzymskiego Hypocaustu aż 2000 lat.

Ogrzewanie hypocaustum odkryte w rzymskiej willi w Saldana (za it.wikipedia.org)

Kanały grzewcze hypocaustum odkryte w rzymskiej Ostii (za it.wikipedia.org)

O ile w Imperium Rzymskim stosowano trzy rodzaje hypocaustycznych systemów grzewczych: odkrywkowy – polegający na wpuszczaniu do pomieszczeń powietrza ogrzanego w komorze po wygaszeniu ognia w piecu; suspensurowy – polegający na pośrednim ogrzewaniu pomieszczenia poprzez podłogę, przy wykorzystaniu powietrza obiegającego pustą przestrzeń znajdującą się pod nią; tubulacyjny – polegający na ogrzewaniu pomieszczeń ciepłym powietrzem cyrkulującym w kanałach znajdujących się w ścianach lub(i) pod podłogą, czasem też kombinacje np. łączonego tubulacyjnego i odkrywkowego, o tyle w średniowieczu stosowano prawie wszystkie te systemy, lecz przy użyciu odmiennych konstrukcji, a przede wszystkim z obecnością akumulatora ciepła, zazwyczaj w postaci kamieni.

Zasada działania pieca typu hypocaustum (za R.Krzywdziński 2008)

Na terenie Polski hypocaustum, jako system grzewczy używane było od XIII nawet do XVI w., przejęte z zachodu i przyniesione przez osadników niemieckich oraz cystersów. Używano go początkowo w klasztorach, potem w zamkach (zamek krzyżacki w Malborku), a nawet w kamienicach miejskich (kamienice w Toruniu). Około XIV w. ten system zaczął być wypierany przez tańsze w budowie i eksploatacji piece kaflowe. Do dnia dzisiejszego znanych jest co najmniej kilkadziesiąt takich rozwiązań ogrzewania z terenu Polski. Niektóre zostały zachowane w stanie prawie nie naruszonym, reszta to relikty odkrywane podczas badań archeologicznych. Wymienić możemy tutaj systemy hypocaustyczne znane m.in. z miejscowości Lubiąż (klasztor cystersów), Jędrzejów (klasztor cystersów), Trzebnica (klasztor cysterek), Wrocław – Ołbin (opactwo św. Wincentego), Wrocław – Ostrów Tumski (zamek), Wrocław – Stare Miasto (kamienica z XV w. przy ul. Więziennej 10), Wleń (zamek), Gniewoszów (zamek Szczerba), Oporów (klasztor), Trzemeszno (klasztor kanoników regularnych), Radzyń Chełmiński (zamek), Sulejów (klasztor cystersów), Toruń, Wąchock (klasztor cystersów), Malbork (zamek), Mała Nieszawka (zamek). W ostatnich latach w trakcie prowadzonych badań archeologicznych odkrywano systemy grzewcze typu hypocaustum m.in. w miejscowościach Toruń (kamienica), Olkusz (ratusz), Rabsztyn (zamek), Święty Krzyż (klasztor), Gdańsk (kamienica), Kraków (klasztor dominikanów), Głogów (posesja przy ul. Gancarskiej), Namysłów (kamienica), Mielnik (zamek) i Chęciny (zamek).

Rekonstrukcja pieca z klasztoru w Lubiążu (za C.Buśko, 1992, s. 155)

Rekonstrukcja pieca z opactwa św. Wincentego we Wrocławiu (za C.Buśko 1992, s. 161)

 Rekonstrukcja pieca z Wrocławia, ul. Więzienna 10 (za C.Buśko 1992, s. 169)

Relikty odkrytego pieca przy ul. Kapitulnej we Wrocławiu (za M.Chorowska, M.Krzywka, A.Pankiewicz 2012,s. 293)

Trójwymiarowa rekonstrukcja pieca odkrytego przy ul. Kapitulnej we Wrocławiu (za M.Chorowska, M.Krzywka, A.Pankiewicz 2012, s. 295)

Płyty posadzkowe z otworami grzewczymi, zamek Wleń (za C.Buśko 1992, s. 173)

Płyty posadzkowe z otworami grzewczymi, Gniewoszów - zamek Szczerba (za C.Buśko 1992, s. 175)

Jak wspomnieliśmy na początku opracowania system ogrzewania typu hypocaustum odkryty został również w toku badań archeologicznych prowadzonych pod koniec lat 90-tych XX wieku w Wierzbnej. Jak czytamy w sprawozdaniu z badań autorstwa Artura Boguszewicza, Łukasza Koniarka i Zbigniewa Pozorskiego ... Badania archeologiczne możnowładczo-rycerskiego zespołu rezydencjonalnego w Wierzbnej przeprowadzono w dniach 12-31.07.1999 r., stanowiły one kontynuację prac rozpoczętych w 1997 r. Ich podstawowym celem było rozpoznanie faz rozwoju poszczególnych elementów siedziby feudalnej w rejonie kościoła i pałacu oraz na terenie gródka. Na wysokości dziedzińca pałacu, gdzie w 1997 r. odkryto najstarsze nie naruszone ślady średniowiecznego osadnictwa, założono dwa wykopy archeologiczne (wykop nr I i III) o łącznej powierzchni 26 m2. Badania te pozwoliły na stworzenie całej sekwencji faz zasiedlenia okolic pałacu od połowy XIII po XVI w. W ich trakcie odkryto między innymi wcześniej nie znane elementy zabudowy: rów – fosa z przełomu XIII i XIV w. oraz urządzenie grzewcze typu hypocaustum z 2 poł. XIV w.

Urządzenie grzewcze typu hypocaustum w wykopie nr I/99 (fot. sprawozdanie z badań 1999 r. i archiwum UM)

Wykop I/99 wraz z naniesionym piecem hypocaustum na planie ogólnym pałacu wraz z dziedzińcem (sprawozdanie z badań 1999 r.)

Wykop nr I o wymiarach 4x5 m zlokalizowano w części centralnej dziedzińca pałacu, orientując go względem jego ścian. Eksplorację prowadzono warstwami naturalnymi, nawiązując do numeracji jednostek stratygraficznych z sondażu 1/97. Na całej powierzchni wykopu naturalne podłoże stanowił gruboziarnisty piasek pochodzenia lodowcowego.Stan badań nie pozwala na stwierdzenie czy odkryte w trakcie prac wykopaliskowych urządzenie grzewcze typu hypocaustum stanowiło wolnostojącą konstrukcję, czy też wpisane było w południowo-wschodni narożnik budynku o konstrukcji fachwerkowej. Pewnikiem jest natomiast, iż obiekt ten umieszczono we wkopie o głębokości ok. 0,8 m. Spośród jego konstrukcji zachowały się ściany o grubości 0,17-0,27 m, tworzące czworobok o wym. 1,35x2,70 (wymiar niepełny). Wzniesiono je z kamieni o wymiarach: 33x14x17, 26x14, 24x16, 27x18 cm i fragmentów cegieł, dostawiając konstrukcję do krawędzi wykopu. Dno obiektu wylepiono warstwą gliny. Urządzenie zaopatrzone było w dwie komory. Od strony zachodniej znajdowało się pomieszczenie obsługi o wymiarach (niepełnych) 0,75x1,1 m. Od komory grzewczej oddzielała ją ścianka grubości 0.12-0,2 m, zaopatrzona w otwór o szerokości ok. 0,4 m. Wymiary pomieszczenia komory grzewczej wynosiły 1x1,2 m. Jej ścianki zaopatrzone były w odsadzki szerokości: 0,04-0,06 m (ściana północna), 0,1-0,15 m (ściana południowa). Wspierały się na nich łęki rusztu, zbudowane z kamieni i fragmentów cegieł, spajanych gliną. Na ruszcie spoczywały kamienie stanowiące akumulator ciepła (głównie otoczaki średnicy: 8-11 cm). Komorę paleniskową przedzielała ścianka z cegieł, gliny i kamieni grubości 17-23 cm. W nawiązaniu do tego podziału długość pierwszego członu komory (od strony zachodniej) wynosiła 0,66 m, a drugiego (od strony wschodniej) 0,35-0,4 m. Być może podział ten związany był z funkcją tylnej części komory jako podstawy konstrukcji komina. Na południe hypocaustum (prawdopodobnie na dziedzińcu towarzyszącemu budynkowi od południa) w trakcie jego funkcjonowania, wytworzyła się warstwa ciemnej, szarobrunatnej gleby, przemieszanej ze żwirem, węglami drzewnymi, fragmentami cegieł i drobnymi przepalonymi kamieniami. W obrębie dziedzińca dokonano wówczas także niewielkiego wkopu o bliżej nieokreślonej funkcji (szer. 0,3-0,5 m i głęb. 0,5 m), który wypełnił się jasnoszarą glebą i kamieniami. Kres użytkowania urządzenia grzewczego i dworu (?) mógł nastąpić w wyniku pożaru, po którym konstrukcje ścian zostały rozebrane. Z tym epizodem wiązać można powstanie poziomu brunatnożółtej gliny zalegającej nad reliktami pieca i powierzchnią dziedzińca. Na podstawie fragmentów ceramiki zalegających w poziomie bezpośrednio poprzedzających powstanie hypocaustum, wzniesienie tej budowli datować można na 2 poł. XIV w. Materiały archeologiczne odkryte w ruinach tej konstrukcji wskazują, iż schyłek jej funkcjonowania nastąpił w 1 poł. XV w. Już po tym fakcie na wysokości tylnej ściany urządzenia grzewczego dokonano niewielkiego wkopu o trapezowatym zarysie, który wypełniono drobnoziarnistym piaskiem, szarą próchnicą oraz fragmentami cegieł i dachówek.

Literatura:

A. Boguszewicz, Ł. Koniarek, Z. Pozorski, Sprawozdanie z badań archeologicznych siedziby możnowładczo-rycerskiej w Wierzbnej w 1999 r., Wrocław 2000
C. Buśko, Średniowieczne piece typu hypocaustum na Śląsku, Archaeologia Historica Polona, t.1, s.149-183, Toruń 1992
M. Chorowska, M. Krzywka, A. Pankiewicz, Relikty zabudowy średniowiecznych kurii kanonickich w narożniku ulic Kapitulnej 4 i św. Idziego 4-6 we Wrocławiu, Śląskie Sprawozdania Archeologiczne, T. LIV, s.289-302, Wrocław 2012
W. Bis, Ze studiów nad piecami typu hypocaustum z terenu ziem Polski, Architectus, 2003, Nr 1-2 (13-14), s.3-28
R. Krzywdziński, Kilka słów o historii ogrzewania. Hypokaustum - starożytne c.o., Miesięcznik informacyjno-techniczny, nr 11 (123), listopad 2008

Opracowanie
Bogdan Mucha