Heating ventilation and air conditioning 3r.e. Edition Richard Nicholls

Heating ventilation and air conditioning 3r.e. Edition Richard Nicholls
Heating ventilation and air conditioning 3r.e. Edition Richard Nicholls
Heating ventilation and air conditioning 3r.e. Edition Richard Nicholls

1. Heating ventilation and air conditioning 3r.e.
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5. Heating ventilation and air conditioning 3r.e. Edition
Richard Nicholls Digital Instant Download
Author(s): Richard Nicholls
ISBN(s): 9780953940912, 0953940918
Edition: 3r.e.
File Details: PDF, 8.94 MB
Year: 2001
Language: english

6. i
BELIMO AUTOMATION (UK) . BUILDING CONTROLS GROUP .
BUILDING RESEARCH ENERGY CONSERVATION SUPPORT UNIT
. CALOREX HEAT PUMPS . HEVACOMP . JOHNSON AND
STARLEY . SPIRAX_SARCO . TREND CONTROL SYSTEMS .
GASFORCE . GILBERTS (BLACKPOOL) . HALTON PRODUCTS .
HAMWORTHY HEATING . JOHNSON CONTROL SYSTEMS . JS
HUMIDIFIERS . ROYAL INSTITUTE OF BRITISH ARCHITECTS .
SIEMENS BUILDING TECHNOLOGY . UNIVERSITY OF
NORTHUMBRIA . UNIVERSITY OF HUDDERSFIELD .
UNIVERSITY OF STRATHCLYDE . BELIMO AUTOMATION (UK)
. BUILDING CONTROLS GROUP . BUILDING RESEARCH ENERGY
CONSERVATION SUPPORT UNIT . CALOREX HEAT PUMPS .
HEVACOMP . JOHNSON AND STARLEY . SPIRAX_SARCO . TREND
CONTROL SYSTEMS . GASFORCE . GILBERTS (BLACKPOOL) .
HALTON PRODUCTS . HAMWORTHY HEATING . JOHNSON
CONTROL SYSTEMS . JS HUMIDIFIERS . ROYAL INSTITUTE OF
BRITISH ARCHITECTS . SIEMENS BUILDING TECHNOLOGY .
UNIVERSITY OF NORTHUMBRIA . UNIVERSITY OF
HUDDERSFIELD . UNIVERSITY OF STRATHCLYDE . BELIMO
AUTOMATION (UK) . BUILDING CONTROLS GROUP . BUILDING
RESEARCH ENERGY CONSERVATION SUPPORT UNIT .
CALOREX HEAT PUMPS . HEVACOMP . JOHNSON AND STARLEY
. SPIRAX_SARCO . TREND CONTROL SYSTEMS . GASFORCE .
GILBERTS (BLACKPOOL) . HALTON PRODUCTS . HAMWORTHY
HEATING . JOHNSON CONTROL SYSTEMS . JS HUMIDIFIERS .
ROYAL INSTITUTE OF BRITISH ARCHITECTS . SIEMENS
BUILDING TECHNOLOGY . UNIVERSITY OF NORTHUMBRIA .
UNIVERSITY OF HUDDERSFIELD . UNIVERSITY OF
STRATHCLYDE . BELIMO AUTOMATION (UK) . BUILDING
CONTROLS GROUP . RICHARD NICHOLLS . BUILDING
RESEARCH . ENERGY CONSERVATION SUPPORT UNIT .
CALOREX HEAT PUMPS . HEVACOMP . JOHNSON AND STARLEY
. SPIRAX_SARCO . TREND CONTROL SYSTEMS . GASFORCE .
GILBERTS (BLACKPOOL) . HALTON PRODUCTS . HAMWORTHY
HEATING . JOHNSON CONTROL SYSTEMS . JS HUMIDIFIERS .
ROYAL INSTITUTE OF BRITISH ARCHITECTS . SIEMENS
BUILDING TECHNOLOGY . UNIVERSITY OF NORTHUMBRIA .
UNIVERSITY OF HUDDERSFIELD . UNIVERSITY OF
STRATHCLYDE . BELIMO AUTOMATION (UK) . BUILDING
Conditioning
Air
andVentilation
HeatingHeating
Ventilation
and
Air
Conditioning

7. ii
Heating
Ventilation
Air
Conditioning
and
Third Edition - Academic Year 2001-2002

8. iii
REVIEWERS
Book reviews are an important tool for ensuring the
validity of textbooks. This book has been reviewed by
industry specialists. Their training, experience and
knowledge of current trends place them in an ideal
position for this task. I would therefore like to thank
the following for agreeing to review, suggest changes
and contribute, to sections of this book;
Roger Hitchin - BRECSU
Tony Bowen - Calorex Heat Pumps Ltd.
Marjorie Nicholson - Fenchurch Environmental Group
John Cooper - GasForce Ltd.
Andrew Clarke - Halton Products Ltd.
Chris Lincoln - Hamworthy Heating Ltd.
Doug Paterson - IMI Air Conditioning Ltd.
Rik Prowen - JS Humidifiers plc.
Reg Cross - Nationwide Filter Company Ltd.
John Ledger - Royair Ltd.
...and any other contributors who I have failed to
mention. Any inaccuracies, poor English or other faults
found in this publication are the responsibility of the
author alone.
PRINTING.COPYRIGHT
Interface Publishing,
310 Den Lane, Springhead,
Oldham, OL4 4RE, England.
Ó Richard Nicholls 2001
All rights reserved; no part of this publication may be
reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted
in any form or by any means, electronic, mechanical,
photocopying, recording, or otherwise without prior
written permission of the Publishers.
First published 1999
Third edition September 2001
ISBN 0-9539409-1-8
Printed in Great Britain by Browns CTP, Oldham.
Tel. [phone]

9. iv
4.0 Introduction 59
4.1 Domestic Ventilation 59
4.2 Ventilation of Commercial Buildings 61
Ventilation Systems 63
4.3 Fans 63
4.4 Heat Recovery 65
5.0 Introduction 71
5.1 Cooling 73
5.1.1 Heat Pumps 75
5.2 Absorption Chilling 77
6.0 Local Comfort Cooling Systems 81
7.0 Centralised Air Conditioning Systems 87
7.1 Filtration 87
Mechanical Filters 89
Electrostatic Filters 91
Activated Carbon filters 91
7.2 Heater Coil 93
7.3 Cooling Coil 93
Waste Heat Rejection 93
7.4 Humidifiers 99
Wet Humidifiers 99
Steam Humidifiers 103
7.5 Dehumidifiers 105
CONTENTS
HEATING-SYSTEMS
1.0 Introduction 3
1.1 Wet Indirect Heating 5
1.2 Gas Boiler 5
1.2.1 Boiler Efficiency 11
Boiler Load and Efficiency 15
Multiple Boilers 15
1.2.2 Combined Heat and Power 17
1.3 Pumps 19
1.4 Heat Emitters 21
Commercial Heat Emitters 23
1.5 Domestic Hot Water 27
dhw for Commercial Buildings 29
dhw Distribution 31
1.6 Controls 33
Controls for Commercial Buildings 35
Zoning 37
Building Energy Management Systems
(BEMS) 39
1.7 Valves 41
1.8 Feed and Expansion 43
2.0 Indirect Warm Air Heating 45
Commercial Systems 47
3.0 Direct Heating Systems 49
3.1 Convector Heaters 49
Commercial Warm Air Heaters 51
3.2 Radiant heaters 53
3.3 Direct Water Heating 57
Commercial Systems 57
VENTILATION
AIR-CONDITIONING

10. v
7.6 Diffusers 107
Positioning of Supply Diffusers 109
Extract grilles 111
7.7 Ducting 111
7.8 Dampers 113
Fire dampers 115
7.9 Delivery Systems 115
8.0 Partially Centralised Air/Water Systems 119
INDUSTRY.PANELS
BRECSU 6
Hamworthy Heating Ltd. 14
Siemens, Landis and Staefa Division 34
Johnson Control Systems Ltd. 36
Trend Controls Ltd. 38
Building Controls Group 40
Belimo Automation UK Ltd. 42, 112
Johnson and Starley Ltd. 50
GasForce Ltd. 76
JS Humidifiers plc 98
Spirax-Sarco Ltd. 100
Calorex Heat Pumps Ltd. 104
Gilberts (Blackpool) Ltd. 106
Royal Institute of British Architects 114
University of Strathclyde 116
University of Northumbria 118
University of Huddersfield 120
Halton Products Ltd. 122
Hevacomp Ltd. 124
ENERGY.EFFICIENCY.ADVICE
Keeping Tabs on Energy Efficiency (KTEE) Panels
KTEE 1 - Energy Efficiency Advice 2
KTEE 2 - Environmental Effects of Energy
Consumption 8
KTEE 3 - Combined Heat and Power 16
KTEE 4 - Holistic Low Energy Design 18
KTEE 5 - Home Energy Ratings 24
KTEE 6 - Airtightness of Buildings 62
KTEE 7 - Energy Efficiency in Mechanical
Ventilation 64
KTEE 8 - Passive Cooling 70
ADDITIONAL.INFORMATION
Information Panels (IP)
IP1 - Insulation of Distribution Pipework 4
IP2 - Temperature, Energy and Power 10
IP3 - Motors and Drives 20
IP4 - Sizing Boilers and Heat Emitters 22
IP5 - Human Thermal Comfort 26
IP6 - Thermal Capacity, Sensible and Latent
Heat 28
IP7/1 - Plantroom Position and Size 30

11. vi
IP7/2 - Plantroom Position and Size (2) 32
IP8 - Schematic - Two Zone Multiple Boiler
System 44
IP9 - Heat Transfer Mechanisms 48
IP10 - Indoor Air Quality 60
IP11 - The Fan Laws 66
IP12 - Economics of Heat Recovery 68
IP13 - Latent Heat Recovery Using Heat
Pumps 72
IP14 - Careful Use of Refrigerants 74
IP15 - Refrigerants and the Environment 78
IP16 - Ventilation and Air-Conditioning
Selector 80
IP17 - Centralised A/C System - Main
Components 86
IP18 - Air Filter Characteristics 90
IP19 - Management of Filters 92
IP20 - Refrigeration Plant Efficiency 94
IP21 - Psychrometric Chart - Structure 96
IP22 - Psychrometric Chart - Uses 102
IP23 - Psychrometric Chart - Diagram 108
QUESTIONS
Questions 126
REFERENCE
Index 132
Directory of Industrial Sponsors 135

12. vii
INTRODUCTION
Building services is not a theoretical academic subject.
It is a living, developing field of endeavour which
touches everyone's lives. You are probably reading
this in a heated (or air conditioned?) room right now!
This book reflects the closeness between the academic
study of building services with its practical application
in its format. A traditional textbook is presented on the
right hand pages and additional details including
information on commercially available products and
their suppliers is given on the left. By linking the
theoretical descriptions with systems which can be seen
around us in everyday life learning will be enhanced.
CONTRIBUTION FROM INDUSTRY
This publication represents a new way of supplying
textbooks to students studying courses which have
strong industrial links. It has been issued free of charge.
All costs have been paid by members of the building
services industry who, as professionals, are pleased
to contribute to the education of the next generation of
Architects and Building Services Engineers. The book
can also be purchased by those outside the free
circulation list at £19.99 from the publishers.
AIMS
· To give students access to a basic text at no
cost to themselves.
· To introduce students to the basic concepts
and components of heating, ventilation and air
conditioning systems.
· To improve uptake and understanding of the
subject by presenting photographs of commercially
available equipment alongside the textbook
description.
· To enhance the link between education and
practice.
· To make students aware of the existence of
companies and the range of products and services they
offer at an early stage in their careers.
ACKNOWLEDGEMENTS
I would like to thank the many building services and
environmental science lecturers throughout the
country who have provided information on student
numbers and have agreed to receive these books and
distribute them to their students. As such a lecturer
myself I know that the increased work load due to rising
student numbers, reductions in funding, course devel-
opment and research responsibility make any additional
tasks difficult to accommodate.
I would like to thank all of the companies whose
advertisements appear in this book and in particular
the marketing managers and reviewers with whom I
have liaised.
ABOUT THE AUTHOR
Richard Nicholls is a senior lecturer in the department
of Architecture at Huddersfield University. He teaches
environment and services on the Architecture degree
and postgraduate diploma pathways and is pathway
leader for the MSc. in Sustainable Architecture. He
has experience of research as a research assistant in-
vestigating low energy housing in the department of
Building Engineering, UMIST and industrial experience
as a local authority Energy Manager. His most recent
publication is a chapter on water conservation in the
book "Sustainable Architecture" edited by Professor
Brian Edwards
PUBLISHERS NOTE
The information given in this book is for guidance only.
It is not intended to be exhaustive or definitive. All
relevant standards, regulations and codes of practice
should be consulted before any work is carried out.
Heating.Ventilation.and.Air.Conditioning

13. viii
Page 1
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Students of Architecture,Building
Services and Construction

14. 2

15. 3
HEATING-SYSTEMS
1.0 Introduction
During the heating season, from early autumn to late
spring, the weather becomes too cold for comfort. The
building fabric protects us from the climatic extremes
to an extent, but not enough to provide the comfort
levels that modern society has grown to expect. Com-
fort can only be guaranteed using a space heating sys-
tem. Most buildings in Britain require some form of
space heating for the majority of the year. Heating not
only gives thermal comfort to the building occupants
but also ensures their health and, in a working
environment, contributes to their productivity. Finally,
heating protects the building fabric from deterioration
by driving away moisture and preventing frost damage.
A requirement parallel to the need for space heating is
the need for a method of providing hot water for
washing and bathing. Unlike the seasonal requirement
for space heating, hot water is required all year round.
The basic principle behind heating systems is very
simple. Heat is released by burning fossil fuels or by
passing an electric current through a wire. This heat is
used to warm the occupants by radiant or convective
means (see IP9). Whilst the principle is simple the func-
tions must be carried out in a manner that ensures the
following are satisfactorily considered;
· Economy - There are various costs associated
with heating that must be minimised. These are, initial
capital cost, maintenance costs and running costs.
During a typical twenty year life of a heating system
running costs will outweigh the initial capital costs
many times over.
· Safety - Heating systems use combustible fu-
els, operate at high temperatures and release asphyxi-
ant flue gases. These hazards must be managed so
that they do not present a risk to the building or its
occupants.
· Comfort - (see IP5) It is not possible to make
all the occupants of a building satisfied with the internal
temperatures at the same time. This is because personal
preferences vary. However the system should aim to
make the majority of the occupants comfortable. To
achieve this the heating system should provide design
temperatures and then control them within a narrow
band of variation during occupancy hours.
· Environment - (see page 8) The combustion
of fossil fuels releases gases which contribute to global
warming and acid rain. To limit the damage, the amount
of pollutant gasses released per unit of heating must
be minimised. Type of fuel used, combustion
characteristics, control and efficiency all contribute to
minimising the volume of gas released.
Heating systems can be categorised into one of two
main types these are; indirect heating systems and di-
rect heating systems. The differences between the two
systems will be outlined below. Section 1.1 considers
indirect heating and section 3.0 considers direct
heating.
Direct heating systems use individual stand alone heat-
ers in each room where heating is required. The most
common form of direct heating is the use of gas, coal or
electric heaters in a domestic property. The capital and
installation costs of any heating system are determined
by size and complexity. For small systems direct heating
has a low initial cost and can be easily expanded at a
later date. Control of individual heaters is simple to
achieve but group control, because of the physical
separation, is more complex. Each heater must be
provided with its own fuel supply and flue. Direct heat-
ing is extensively used as a cost effective form of heat-
ing in domestic, industrial and commercial buildings.
Indirect heating systems are known as central heating
systems in houses because they generate heat at a
central location, the boiler. The heat must then be re-
moved from the boiler and delivered to each room. It is
carried there by a heat transfer medium, which can be
water, steam or air. Pipes are used to direct the flow of
steam and water and ducts guide the movement of warm
air. Heat emitters such as radiators (section 1.4) are
required in the rooms to "hand over" the warmth from

16. 4
Pipework is required to carry fluids as hot as 150
o
C
(hthw) and as cold as -20
o
C through both heated and
unheated spaces. The outcome of this is heat loss from
hot pipes and heat gain by and condensation on cold
pipes. Both conditions eventually result in a lack of
system control and thermal discomfort.
HEAT LOSS FROM HOT PIPES
The heat loss rate from a pipe depends predominantly
on its surface area (length of pipe run and pipe diam-
eter), the temperature difference between it and its sur-
roundings and the thermal conductivity of the pipe
and any insulation materials surrounding it. Given that
the pipe length, diameter and fluid flow temperatures
are fixed by heating system design considerations, the
element we can modify to reduce heat losses is the
level of insulation around the pipe. This is recognised
by the building regulations and water bylaws which
lay down regulations governing the use of pipe
insulation.
Increasing the thickness of the layer of insulation
increases its resistance to the flow of heat. However,
the cost also increases. The cost effective thickness of
insulation must be determined
from a knowledge of system
design characteristics, fuel
costs and insulation costs. In
addition to insulating pipes it
is necessary to insulate valves
and other pipe fittings such as
suspension rods. Specialist
jackets are available for this
purpose or sheet materials can
be used by cutting and forming
them into an appropriate shape.
CHILLED WATER PIPEWORK
Heat gains by chilled water pipework must be consid-
ered in a similar manner to heat losses. However an
additional feature which must be considered is the pos-
sibility of condensation forming on the cold pipework.
To avoid this moisture laden air must be kept away
from the cold surface of the pipe or any layer within the
insulation which is at or below the dew point tempera-
ture. This is achieved using closed cell insulation prod-
ucts which have a high resistance to the passage of
water vapour and by sealing any joins made in the
material.
Figure IP1: Pipe insulation and identification
CONTROL AND COMFORT
Pipework is required to carry hot or cold fluids from
plantroom to location of use such as a heating or cool-
ing coil. Any heat lost or gained by the pipework will
change the temperature of
the fluid. As a result tem-
perature sensor readings
located early in the
pipework may no longer
reflect delivery
temperatures. The ab-
sence of reliable sensor in-
formation makes control
difficult. In addition to this
thermal discomfort may be
created as rooms overheat
due to unregulated heat
lost from pipes running through occupied spaces.
THE OZONE LAYER
chlorofluorocarbons (CFCs) (see IP15) are no longer
used to make foamed pipe insulation as they damage
the ozone layer. Environmentally responsible manu-
facturers now use ozone benign blowing agents such
as air or carbon dioxide.
IP1-INSULATION.OF.DISTRIBUTION.PIPEWORK
Inadequately insulated
pipework causes energy
wastage, condensation
risks, thermal discomfort
and lack of system
control

17. 5
the heating system to the room air.
The advantages of indirect heating systems arise from
the fact that most of the equipment is concentrated at
a single location. This means only one flue and one
fuel supply are needed to satisfy the entire building.
This centrality means it is also possible to achieve a
high level of control over the entire system.
There are many types of building with various func-
tions such as domestic, retail, industrial, educational
and commercial. Within each of these categories there
are different forms, fabric and heat loadings. Because
of this it is impossible here to describe suitable heating
systems to suit all buildings. This book will simplify
matters by referring to two basic types of building:
domestic which refers to housing and commercial
which are buildings larger than domestic such as
offices. In section 1.1 the components which make up
an indirect heating system will be described using
domestic central heating as a basis. Detail will also be
given on how the domestic system is modified to sat-
isfy the heating demands of large buildings.
1.1 Wet Indirect Heating
A wet indirect heating system uses water as the heat
transfer medium. The main components of a wet indirect
heating system are shown schematically in figure 1.1.
Each of these components will be discussed more fully
in sections following the numbering on the diagram.
In domestic properties it is likely that the boiler is ac-
commodated in the kitchen either floor standing or wall
mounted. In commercial buildings where the quantity
of heating plant is greater it is necessary to have a
purpose built plant room. The plant room must be well
ventilated and have sufficient room for the equipment
and access to it for maintenance. Plant rooms are usu-
ally situated on the ground floor where the weight of
the heating system can easily be supported. Ventila-
tion air for the plant room is typically provided through
an access door leading to the outside which has
louvered openings. Initial estimates of plant room size
are based on rules of thumb, usually a small percent-
age of the total floor area. The actual percentage varies
depending on the complexity of the heating system.
As well as space for the plant room allowance must
also be made for horizontal and vertical service
distribution runs throughout the building [see IP7].
Figure 1.1 Wet indirect heating system
A number of companies produce packaged plant rooms
which are delivered to site pre-assembled resulting in
savings in both time and costs. These units may be
accommodated within the building or are containerised
for locating outside the building or on the roof top.
1.2 Gas Boiler
The heart of an indirect space and water heating system
is the boiler. This section will concentrate on gas boilers
however it should be remembered that oil fired boilers
are available using liquid instead of gaseous fuels. The
disadvantage of oil boilers is that oil deliveries must be
organised and space allocated for oil storage. Electric
boilers are also available, here the system water circu-
lates over an electrical heating element. Electricity is
more costly than gas or oil per unit of energy but the
system has the advantage of small physical size, no
requirement for a flue and ability to function where no
gas supplies exist.
A gas boiler is a device which burns gas in a control-
led manner to produce heat. This heat is transferred,
using a heat exchanger, to water which circulates

18. 6
ENERGY-EFFICIENCY
WWW.
.GOV.UK
Energy Efficiency Best Practice
Programme (EEBPP) Web site
Information
Events
Advice and Support
News
and register for
FREE
Log on

19. 7
Burner. For optimum performance all of the gas that
enters the boiler must be burned. To achieve this the
burner must mix the gas with the correct quantity of air.
This is known as a stoichiometric mix of gas and oxy-
gen. Insufficient air would result in incomplete com-
bustion with carbon monoxide being produced and
dangerous unburnt gas building up. Too much air and
the combustion gases will be diluted and cooled. The
burner is designed to mix gas and air to give the most
safe and efficient combustion possible. Atmospheric
burners use the pressure of gas in the mains and
buoyancy in the flue to draw combustion air into the
burner. Forced draught burners use a fan to input com-
bustion air. This allows a greater degree of control over
the combustion process resulting in reduced boiler
sizes.
In commercial buildings large amounts of fuel are used
so it is important to buy it at the lowest price. To help in
fuel purchasing boilers supplying large buildings can
be fitted with dual fuel burners. These can use either
gas or oil. It is possible to switch between fuels to use
the fuel which at that time is the cheapest.
Amongst the combustion products of gas or oil are
various nitrous oxides collectively known as NO
x
. NO
x
is a polluting gas and so European regulations exist to
limit the amount of NO
x
produced by burners for a
given heat output. In response to this burner manufac-
turers have updated their products to meet and often
exceed the requirements of this legislation.
Flame Failure Device (FFD). Flames are detected by
this unit and if present gas is allowed to enter the burner.
If the flames are extinguished for any reason the gas
valve will be closed. This avoids a dangerous build up
of unburnt gas within the boiler.
Control Unit. This is an electronic device which re-
ceives signals from the FFD and Thermostats. Using
this information it controls the operation of the gas
valve, pump and ignition systems. Time control is also
carried out by this unit to make sure that the heating
system only operates when it is required. Each type of
boiler has its own control strategy, individual boiler
manufacturers should be consulted for further details.
Boiler Thermostat. This is a temperature sensor which
is used to control the boiler flow temperature. Boiler
around the heating circuit.
Boilers are specified in terms of their power measured
in kilowatts (kW). A boiler for a typical four bedroom
detached house would be rated at approximately 15
kW. A small flat or low energy house may need a boiler
as small as 5 kW. Large buildings would need several
hundred kilowatts of boiler power.
The main components of a boiler are shown in figure
1.2 and are described below.
Figure 1.2 Parts of a boiler
Gas Valve. This valve is normally closed. It is opened
by a solenoid allowing gas to flow into the burner if
there is a call for heat and safety conditions are satis-
fied. If there is a loss of power or a signal indicating a
fault is sent from the control unit then the valve will
automatically close.
Pilot Light. This is a small flame which burns continu-
ally. Its function is to ignite the gas/air mix as it leaves
the burner. An alternative is to use electronic spark
ignition. Electronic ignitions have a greater degree of
technical complexity but give improved boiler economy
by eliminating the gas used by the pilot light at times
when the boiler is not required to fire.

20. 8

21. 9
flow temperature is the temperature of water leaving
the boiler. It is this which determines the radiator
temperature. The hotter the water the greater is the
heat output of the radiators. It is usual to set the boiler
thermostat higher in winter than summer because of
this. This process is carried out manually on domestic
boilers however commercial boilers are fitted with a
device called a compensator which carries out the func-
tion automatically. Compensators are discussed more
fully on page 35. A separate overheat thermostat pro-
vides a safety function by cutting out the burner if the
temperature should increase too much. Thus avoiding
overheating of the boiler.
Heat Exchanger. Made of materials such as cast iron,
steel and aluminium the heat exchanger is designed to
give maximum thermal contact between the hot com-
bustion gases and the circulating water. The heat ex-
changer of large boilers may be delivered to site in
sections which are then bolted together. There is a
variety of heat exchanger forms. Some are positioned
over the burner and the hot flue gases rise up through
the heat exchanger. Other heat exchangers surround
the burner and the combustion gases have to pass
through channels in the heat exchanger to escape. This
means the flue gases have to pass the heat exchanger
twice thereby improving the transfer of heat into the
heating circuit.
Flue. When gas is burnt in air carbon dioxide, carbon
monoxide, nitrous oxides and water vapour are pro-
duced. Carbon monoxide is an asphyxiant and would
kill the occupants of any room in which it accumulated.
To avoid this, it is necessary to have a flue which car-
ries away the waste products of combustion and safely
discharges them outside of the building. A flue is es-
sentially a duct connected to the boiler combustion
chamber, terminating outside of the building. The flue
run should be as straight as possible to avoid unnec-
essary restriction to the flow of flue gas. Horizontal
runs should be avoided to allow flue gases to rise
continuously. It should terminate at a location where
the flue gases cannot re enter the building. Hence, for
example, flues cannot discharge near windows. The
flue will also have a terminal unit which acts to keep
the outlet of the flue open by, for example, excluding
the entry of nesting birds. Flue gases are hot and so
the terminal should not be located in a position where
it could be touched by anyone passing by. The
movement of flue gases in atmospheric burners is by
natural buoyancy. Forced draught boilers use fans to
discharge the products of combustion
There are various arrangements of flue. However, each
one exhibits the common functions of safely exhaust-
ing flue gases whilst at the same time preventing the
burner flames being blown out by excessive draughts
through the system. One method of preventing this is
to use a draught diverter (figure 1.3). Upwardly mov-
ing flue gases pass up and around a baffle plate. If
wind causes the direction of flow to reverse then the
plate causes the flue gases to temporarily spill over
into the boiler house rather than enter the boiler. The
draught diverter also prevents excess air being pulled
through the boiler should there be excess suction from
the flue itself due to wind or buoyancy effects.
Figure 1.3 Flue draught diverter
The Balanced Flue (Figure 1.4) is a dual function flue
which takes combustion air from outside the building
and supplies it to the burner. The same unit discharges
the flue gases outside. The benefit of this flue is that
any wind pressures act on the inlet and outlet equally.
As a result flows through the flue will be stable ensur-
ing the burner flames will not be blown out. Because
both the combustion air and flue gases enter and leave
the boiler without making contact with the room air the
boiler is known as a "room sealed" appliance.

22. 10
IP2-TEMPERATURE,ENERGY.AND.POWER
Three terms commonly used in building services stud-
ies are temperature, energy and power. The latter two
can easily be confused. This information panel aims to
clarify the definition of these terms and give examples
related to buildings.
TEMPERATURE
The scale of temperature commonly used in building
studies is the Centigrade scale. This is a scale set be-
tween the temperature of melting ice and the tempera-
ture of boiling water. These temperatures are zero de-
grees centigrade (0
o
C) and one hundred degrees centi-
grade (100
o
C) respectively. Typical temperatures en-
countered in buildings are;
Design outside air temperature, -1
o
C
Average annual outside air temperature, 6
o
C
Chilled water flow temperature, 6
o
C
Room temperature (active e.g. gymnasium), 16
o
C
Room temperature (sedentiary e.g. office), 21
o
C
Human core body temperature, 37.5
o
C
Boiler flow temperature, 82
o
C
Boiler return temperature, 70
o
C
Max. temperature of radiant tube heater, 450
o
C
Another scale of temperature used by building scien-
tists, and one which you may encounter, is the Kelvin
scale of temperature. The divisions on this scale are
exactly the same as on the centigrade scale i.e a change
(D) of one degree centigrade is equivalent to a change
of one degree Kelvin (D1
o
C º D1K). The kelvin scale
starts at 0K which equals -273
o
C so 0
o
C would therefore
be equivalent to 273K.
ENERGY
Energy is thought of as the ability to do work. There
are various forms of energy, for illustration they can be
described in relation to a CHP unit (page 17). The forms
of energy are; chemical energy as is contained in fuels
such as coal, oil or gas, mechanical energy which is
held by rotating objects such as the flywheel of a CHP
unit, thermal energy (Heat) that is released by burning
fuels and electrical energy which is produced by the
CHP unit generator. Note that thermal energy is often
simply referred to as heat
The amount of energy held in any of the above forms
can be quantified. To do this we need units of energy.
The basic scientific unit of energy is the Joule (J). But
this unit is too small for describing the quantities of
energy used in buildings. Instead we normally use the
unit, Watt hour. This is still small so we use
thousands(kilo (k)) of Watt hours i.e. kilowatt hour
(kWh). 1kWh is equivalent to 36,000,000 Joules! or 0.036
Gigajoules (GJ). Typical energy values encountered in
buildings are;
Energy used by a 1 bar electric fire each hour = 1 kWh
Energy used to heat a house for one year, 40,000kWh
Energy contained in 1m
3
of gas = 10.5 kWh
Energy contained in 1kg of coal = 9.02 kWh
Energy contained in 1 litre of oil = 10.4 kWh
Note when heat is added to an object its temperature
increases. When heat is removed from a body its tem-
perature decreases.
POWER
Energy cannot be created or destroyed but it can change
from one form to another. The rate at which this change
occurs in a system is called the power of the system.
For example, a gas boiler is a machine to convert chemi-
cal energy (gas) to thermal energy (heat). This conver-
sion is not instantaneous, it occurs over time. If, in a
given time, a boiler converts more gas to heat than a
second boiler, then the first boiler has a greater power.
The unit of power is the Watt (W) (1W=1Joule/second).
Once again this is a small unit so we often use kilowatts
(kW). Typical power values encountered in buildings
are;
Light bulb = 100W
1 bar electric fire = 1 kW
Boiler for a low energy house = 4kW
Boiler for a detached house = 12 - 18 kW
Commercial boiler = 150kW
Domestic refrigerator = 150W
Typical split A/C unit = 0.8 to 3kW (electrical input)
giving 2.4 to 9kW of cooling

23. 11
Ventilation and combustion air is required in rooms
where non room sealed combustion appliances are op-
erating. It is needed to supply sufficient air to allow
complete and safe combustion of the gas. In large in-
stallations ventilation also helps to disperse unwanted
heat build up. In housing, purpose provided ventila-
tion for small (less than 7 kW) and room sealed appli-
ances is not required. However for non room sealed
and larger appliances purpose built air vents should
be provided connecting the room to the outside air.
There are exceptions and reference should always be
made to current regulations and manufacturers data.
Figure 1.4 Balanced flue
In commercial buildings ventilation is usually provided
through ventilation openings in the plant room walls
or door. It can also be supplied to internal plant rooms
using a fan and ducting running from outside to the
plant room. Sensors in the ducting are interlocked with
the boiler controls. These interlocks switch off the
boilers if the ventilation air supply is stopped for any
reason such as failure of the ventilation fan.
Fan Dilution is a flue system which cools and dilutes
the flue gases so that they may be discharged at low
level. The system works by drawing air from outside
the building along a horizontal duct (figure 1.5). The
boiler discharges its combustion gases into this air-
flow and so they become cooled and diluted. It is then
possible to discharge the flue gases into a well venti-
lated area such as above the rear exit of a building.
Dilution air inlet and flue gas outlet should preferably
be on the same side of the building to avoid draughts
blowing through the system.
Figure 1.5 Fan dilution system
1.2.1 Boiler Efficiency
The efficiency of a boiler is a measure of how well it
converts fuel to heat.
Boiler heat input is in the form of gas or oil. When this
is burnt the aim is to transfer all of the heat that is
released into the heating circuit. A system that achieved
this aim would be 100% efficient. For safety reasons
waste combustion gases must be cleared from the boiler.
This is carried out by allowing the natural buoyancy of
the hot flue gases to carry them up and out of the flue.
Unfortunately the heat contained in these gases is lost
to the system. As a result any flued combustion appli-
ance can never operate at 100% efficiency. When se-
lecting a boiler reference is made to manufacturers in-
formation contained in product data sheets. Figures
for efficiency are usually given but if not it can be eas-
ily worked out from quoted heat input and output val-
ues (figure 1.6).

24. 12

25. 13
Three classes of boiler efficiency can be identified;
Standard Boilers. A standard boiler is one which pro-
vides good quality utilitarian heating but has no cost
increasing features that would enhance its efficiency.
The efficiency of all boilers varies with the amount of
work they are required to do, known as the boiler load.
For this reason the average efficiency of a standard
boiler over the heating season is usually given as the
seasonal efficiency. For a standard boiler this is typi-
cally 75%. The variation of efficiency with load is dis-
cussed more fully in a later section.
Figure 1.6 relationship between efficiency and heat
output and input.
High Efficiency Boilers. These boilers are more costly
than standard boilers because they include features
such as a larger heat exchanger, additional casing in-
sulation, electronic ignition and flue dampers (fig 1.7).
These features; absorb more heat from the flue gases,
reduce casing heat losses, stop gas usage when there
is no call for heat and prevent convective loss of heat
when the boiler finishes firing respectively. As a result
the seasonal efficiency is improved to approximately
85%
Condensing Boilers. These boilers have a high oper-
ating efficiency. This is due to their large heat exchanger
which extracts so much heat out of the flue gases that
the vapour in them condenses onto the heat exchanger
(hence the name). In this way the heat exchanger re-
covers both sensible and latent heat from the flue ga-
Figure 1.7 Features of a high efficiency boiler
ses. To ensure that the boiler condenses the return
water temperature must be below 53
o
C. Seasonal
efficiencies are as high as 92%. This mode of operation
does however, present design challenges. Firstly the
cooled flue gases lose their buoyancy and are generally
cleared by a fan (figure 1.8). Secondly the flue gas con-
densate is slightly acidic and so the heat exchanger
must be made of none corrosive materials such as stain-
less steel. The condensate itself must be collected and
drained away. All of these features add about 50% to
the cost of a condensing boiler in comparison to a
standard boiler for the same rating. However their high
efficiency makes them economical with the extra capi-
tal costs typically being recovered in the value of en-
ergy savings within three years.
Figure 1.8 Features of a condensing boiler

26. Discovering Diverse Content Through
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30. The Project Gutenberg eBook of La città
italiana nell'alto Medio Evo: Il periodo
langobardo-franco

31. This ebook is for the use of anyone anywhere in the United
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almost no restrictions whatsoever. You may copy it, give it away
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are not located in the United States, you will have to check the
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eBook.
Title: La città italiana nell'alto Medio Evo: Il periodo langobardo-
franco
Author: Guido Mengozzi
Release date: July 18, 2020 [eBook #62690]
Most recently updated: October 18, 2024
Language: Italian
Credits: Produced by Barbara Magni and the Online Distributed
Proofreading Team at http://www.pgdp.net (This file
was
produced from images made available by The Internet
Archive)
*** START OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK LA CITTÀ
ITALIANA NELL'ALTO MEDIO EVO: IL PERIODO LANGOBARDO-
FRANCO ***

33. LA CITTÀ ITALIANA
NELL'ALTO MEDIO EVO

34. GUIDO MENGOZZI
La città italiana
nell'alto medio evo
Il periodo langobardo-franco
ROMA
ERMANNO LOESCHER & Cº
(W. REGENBERG)

35. SIENA 1914 — STAB. ARTI GRAFICHE LAZZERI

36. INDICE

37. A MIO PADRE
CON AFFETTO PARI ALLA STIMA

38. INTRODUZIONE
La storia delle condizioni delle città italiane nell'alto medio evo fu
oggetto di gravi e fondamentali ricerche, per opera di numerosi
storici italiani e stranieri, a cominciare dal Muratori, dal Fumagalli,
dal Sismondi, dal Pagnoncelli e dal Savigny. Ai tempi della
preparazione del nostro Risorgimento questo tema fu anzi discusso
con particolare attenzione dal Manzoni, dal Balbo, dal Troya dal
Capponi e da molti altri perchè si volle quasi in quelle remote origini
rinvenire l'anima più spontanea della nazione, ricercandovi i diritti
della nazionalità.
Ma quelle dotte discussioni non riuscirono ad appagare in tutto i
desiderî degli studiosi. Sta di fatto che l'opera di Carlo Hegel fu poco
appresso una grave critica di quei risultati: e più tardi tutti gli
studiosi, in Italia e fuori, dovettero muovere da ricerche e da
argomentazioni nuove e diverse. Il problema delle condizioni
giuridiche dei vinti Romani, quello della sorte dei municipii e delle
corporazioni, quello dell'organizzazione ecclesiastica, quello
dell'origine dei Comuni furono, si può dire, ripresi ex novo, e
recarono luce feconda alla storia generale del diritto pubblico italiano
del medio evo.
Tuttavia non si è ancora portata la ricerca, in modo abbastanza
ampio e profondo, sul punto centrale di tutti questi studii: la città,
considerata nelle sue condizioni territoriali, nelle sue divisioni
giuridiche, nella sua compagine particolare, per cui si distingue da
ogni altro elemento: organizzazione generale, circoscrizione
provinciale, circoscrizione ecclesiastica, borghi, pievi, ville, centri

39. rurali: la città, voglio dire, nel suo aspetto geografico, storico,
giuridico.
È stato mio proposito di assumere questo tema, di natura
intimamente ed esclusivamente giuridica, per esaminarlo con tutte le
mie forze, senza pretendere di affrontare e di risolvere tutti quei
problemi, che con quel tema stanno senza dubbio in diretta
connessione, ma che qualche volta hanno contribuito, con la loro
imponenza, a sviare il giudizio degli studiosi. Da una ricerca
circoscritta a questo argomento capitale e d'indole schiettamente
giuridica, ho creduto che si potesse derivare lume anche su quei
problemi, per quanto ciò dovesse avvenire per via indiretta e talvolta
soltanto per accenni, che potranno apparire anche incompleti.
Ma in un tema così vasto, che ha domandato alle mie forze una
lunga e faticosa indagine, non ho pretesa di aver portato se non un
contributo di metodo e di resultati.
Nell'atto di licenziare il mio libro mi rimane tuttavia la convinzione
che dai competenti il metodo possa essere giudicato giusto e che i
resultati non siano del tutto vani.

40. PARTE PRIMA
La città romana, gota e bizantina
[1]
§ 1. L'antica cerchia di Roma primitiva. — § 2. La
cerchia murata del IV sec. av. Cr. — § 3. I Mille Passus.
Determinazione territoriale. — § 4. Determinazione dei
Mille Passus riguardo alle magistrature. — § 5. Mille
Passus Urbs e suburbium. — § 6. Differenza fra Roma
e le altre città: Pomoerium e Continentia Aedificia. — §
7. Determinazione dei Mille Passus rispetto ai plebei. —
§ 8. Determinazione dei Mille Passus rispetto ai beni
pubblici. — § 9. Determinazione dei Mille Passus
rispetto al culto. — § 10. Città e campagna negli ultimi
anni dell'impero d'occidente. — § 11. La conquista
gota. — § 12. Città e campagna sotto i Bizantini. — §
13. Le divisioni territoriali interne delle città. — § 14.
Conclusione.
§ 1. — Nei primi tempi storici Roma fu costituita dall'esiguo numero
delle gentes delle tre tribù dei Ramnes, dei Tities e dei Luceres,
costrette più che disposte ad unirsi su di un territorio assai limitato
per necessità della comune difesa contro l'ostilità convergente degli
elementi circostanti. Ognuna di esse, infatti, conservava inalterato
l'assetto genetico interno sotto il potere, più di coordinamento che di
effettivo comando, del «rex», insieme col quale cooperavano — per
diritto proprio e non per nomina di lui — i capi delle singole
«gentes».

41. Questa condizione di cose fece sì che le linee fondamentali
dell'organizzazione politica romana si formassero in modo singolare.
Il perdurare delle lotte interne ed esterne indusse a costituire un
nucleo più saldo e durevole, favorito dalle condizioni topografiche,
nucleo che divenne così capoluogo ad un tempo del territorio e
centro di organizzazione della difesa. Ed a questo fenomeno, per cui
già si divergeva dal primitivo sistema barbarico, nel quale, pur in sedi
relativamente fisse, oltre la rotazione delle terre, troviamo la vita in
villaggi facilmente abbandonabili, si aggiunse, come effetto a causa,
quello della maggior considerazione della terra stessa. Questa,
appunto perchè limitata, ebbe tanta importanza da superare quella
dei rapporti familiari, prevalenti nell'organizzazione barbarica, e
costituì la base di ogni rapporto giuridico.
Sotto l'auctoritas del pater
[2], oltre i parenti, vivevano anche tutti
coloro che, per vicenda sfortunata di guerra — deditio — o per patto
amichevole — applicatio — si trovavano alla sua dipendenza
[3].
Lo Stato primitivo costituisce — si sa — un cielo chiuso entro cui non
si entra che attraverso l'«hospitalitas»
[4]. Nell'epoca in cui prevale il
potere dei capi delle «gentes» di fronte a quello del re, che, in
tempo di pace, si limita a regolare i «Sacra» e lo sviluppo edilizio,
anche questo diritto di rappresentanza è esercitato prevalentemente
dai «patres». Più tardi, però, il potere regio, favorito dalla naturale
scissione degli antichi gruppi gentilizi in più piccoli nuclei famigliari
riconnessi al capostipite ma da esso distinti e separati, fu
avvantaggiato enormemente per il rapido incremento della
popolazione. Quest'aumento, dovuto in parte alla necessità di
soddisfare bisogni, ai quali il sistema agnatizio non sopperiva affatto
o inadeguatamente, e, in parte di gran lunga maggiore, causato
dall'immissione di elementi vinti ritenuti meno pericolosi se tolti dal
luogo di origine, portò alla costituzione entro la «civitas» di una
classe speciale in condizione giuridica inferiore a quella dei «cives»
originarii.
E, questa classe si formò sotto la manus del re.
È

42. È certo che le leggende dell'«asylum» e del ratto delle sabine, con
cui si risolveva il problema dell'aumento della popolazione, sono di
origine forestiera e quindi, presumibilmente, ostili ai romani; ma
appare altrettanto evidente, dal complesso dei miti con i quali questi
ultimi cercarono di modificarle, la modestia delle origini e il lungo
perdurare nello stadio primitivo
[5]. Di più noi sappiamo per
testimonianza concorde delle disposizioni dell'antico diritto quiritario
e delle narrazioni degli scrittori
[6] che intorno ad ogni «domus»
correva un ambitus di origine sacrale
[7] che la cingeva da tutti i lati e
che l'insula dei quartieri popolari — quel vasto agglomerato di case a
diversi piani e a muri comuni — è di epoca posteriore.
Popolazione scarsa, dunque, ed occupante nello spazio limitato della
città un'estensione relativamente assai lata.
Si aggiunga che la scienza ha dimostrato — il Vico con meraviglioso
genio l'aveva intuito — che le divinità adorate in appositi templi fuori
del «pomoerium» non che diverse erano addirittura straniere a
quelle adorate in Roma. E se si riconnettono tutti questi dati con la
leggenda dell'uccisione di Remo, la cui importanza, notata anche dal
vecchio Varrone, consiste nel carattere sacro attribuito alla fossa,
destinata a raccogliere la città entro un cinto inviolabile che non può
essere oltrepassato se non in luoghi appositamente determinati e
cioè le porte; se ne deduce la conseguenza che in immediata
vicinanza della città, ma separati dal vallo e dalla fossa, ci dovessero
essere quei popoli vinti che per misura di sicurezza Roma strappava
al suolo nativo e aggregava a sè collocandoli sotto l'«hospitalitas»
del re.
Ho parlato di vallo e di fossa e non di mura perchè la costruzione ed
il culto di queste è posteriore: la leggenda parla di Romolo che
uccide il fratello per aver superato di un salto la fossa già scavata o il
solco dell'aratro che segnava il luogo ove avrebbe dovuto esser
quindi scavata
[8]. Non si parla affatto di mura. E il contatto continuo
del vincitore col vinto, ostile per odio recente e per diversità antica di
origine e di culto, spiega perchè fosse considerato come delitto
capitale il traversare il vallo fuori che per le porte
[9]. I nomi dei

43. luoghi adiacenti alla Roma primitiva, infatti, sono tutti eponimi di
genti plebee; stirpi diverse, cioè, da quelle originarie di Roma. Così il
Celius, le due Exquiliae, l'Oppius, il Cespius, e così via. Invece entro
il «pomoerium» si trovavano in pari condizione giuridica le tre tribù
originarie, le cui divinità si mantennero contemporaneamente e con
pari vigore fino al tardo prevalere di Giove capitolino, che personifica
e rappresenta l'unificazione di Roma.
Ma un allargamento di questo concetto non avviene che nel secolo
IV, quando, con la costruzione delle mura, si inizia un'amplissimo
movimento di riforme che rinnuova tutta la vecchia Roma. Infatti la
definizione del pomerio dataci dai libri auspicali
[10] come di un
«locus intra agrum effatum per totius urbis circuitum pone muros
regionibus certis determinatus, qui facit finem urbani auspicii» è
posteriore, come si scorge chiaro dalla menzione delle mura, alla
costruzione delle mura stesse ed è stata presa a torto come prova
dell'identità del «pomoerium» col cerchio murale. La prova si evince,
a mio parere, da una induzione, che ritengo legittima, intorno
all'antichissima distinzione degli auspici in urbani e non urbani (ben
differente dall'altra «domi et militiae»); poichè se si tien presente
che il diritto di consultare la volontà divina spettava esclusivamente
ai patrizi
[11] si dovrà anche ammettere che tale diritto in origine
spettasse soltanto alle «gentes» comprese entro il pomerio. E così si
spiega pure come l'Aventino, in tempi posteriori a quelli indicati dalla
tradizione, ma anteriori alla costruzione delle mura, rimanesse fuori
della cinta per il suo carattere forestiero e plebeo, essendo abitato
dai cittadini delle città latine vinte e dagli schiavi che ivi si
rifugiavano nell'«asylum»
[12]. E si chiarisce l'altro fenomeno, non
meno importante, che solo dopo lunghe lotte la triade capitolina
riuscì a prevalere sulle altre divinità
[13].
§ 2. — Il nostro Bonfante, con un'indagine tenacemente perseguita,
ha dimostrato che nella famiglia romana sui membri che
compongono il gruppo familiare vi è un'autorità di natura politica
tanto forte da tenere il predominio sull'elemento patrimoniale nel

44. passaggio ereditario: autorità che ha una corrispondenza completa e
mirabile nel campo del diritto pubblico e che fa sì che al modo stesso
con cui nello Stato il capo apparisce come il rappresentante di un
gruppo che non muore mai, così anche la famiglia è un perenne
organismo politico il cui capo si perpetua per la designazione del
successore fatta dal predecessore
[14]
. Ma questo stato di cose che
poteva prevalere finchè le organizzazioni politiche di ordine superiore
erano scarse o fiacche, doveva mutarsi quando le forze centrali dello
Stato operarono con efficacia. Ne venne che questo acquistò tanto
maggior consistenza quanto più quelle, suddividendosi, formarono
nuovi nuclei legati alle «gentes» originarie da vincoli che andarono
sempre più indebolendosi fin quasi a sparire del tutto.
Noi sappiamo come di diritto facevano parte del senato quei
«patres» che, successori dei capostipiti delle genti originarie, erano i
custodi di ciò che costituiva l'anima della gente stessa: i sacra, le
feriae, i sepulcra. E ci sedevano — come irrefutabilmente dimostra la
mancanza di un sistema di maggiorascato e l'uso assoluto del regime
della designazione — appunto perchè tali e non per ragioni di
parentela
[15]. Il fulcro della gente era costituito dal suo culto
interno: chi dal «pater» morente era ritenuto il più atto ed il più
degno a succedergli acquistava con la designazione (dopo la relativa
accettazione) tutti i diritti annessivi, dai decreta gentilicia
all'auctoritas senatoriale. Il tratto caratteristico dell'eredità romana
per cui all'erede è imposto ex iure — e questa è la peculiarità —
l'onere della custodia e del mantenimento dei «sacra» anche
quando, come al tempo di Cicerone, era divenuto gravissimo, non si
spiega se non pensando ad un'epoca in cui invece costituiva
l'elemento di maggior rilievo di tutta l'eredità medesima, la quale —
si badi — era impossibile senza designazione di erede. E
quest'epoca, per la natura eminentemente religiosa dei «sacra»,
corrisponde a quello stadio primitivo in cui l'elemento religioso
predomina e, cioè, l'epoca regia.
Era dunque la proprietà dei sacra e dell'hedificium in cui questi si
conservavano che dava diritto di partecipare all'assemblea la cui
«auctoritas» aveva come scopo precipuo l'osservanza, il

45. mantenimento e sopratutto il contemperamento dei vari mores
ritusque majorum
[16].
I rami derivati dai ceppi primitivi — patres minores — non potendo
vantare eguali diritti, furono logicamente esclusi dal senato. Però,
come compievano essi pure funzioni vitali per lo Stato, ottennero di
partecipare al pubblico reggimento mediante un'altra assemblea —
comitia curiata — cui aprivano l'adito requisiti differenti, adeguati al
contributo fisico, intellettuale e finanziario che questi rami portavano
a prò della collettività. E come questo non poteva aversi senza la
presenza assidua — è il termine usato dalle fonti — nello Stato: e
questa, alla sua volta, inconcepibile senza un valido substrato
economico, non poteva basarsi che sulla terra, questi requisiti
ebbero anch'essi per base l'elemento realistico della proprietà.
Ma intanto ne conseguì che, pur rimanendo inalterata la base
realistica dei diritti pubblici subiettivi, accanto ad una proprietà quasi
sacrale, cui ex iure essi erano vincolati, se ne ammise un'altra di
minor efficienza intima alla quale era necessaria la concomitanza di
elementi personali.
Nè l'evoluzione si fermò qui: questi elementi personali, una volta
ammessi, agirono con intensità sempre più forte fino al punto di
avere a base non più la proprietà ma l'abitazione. Così entrarono i
plebei.
Insieme con i plebei vivevano intorno alla città anche quei clienti che
per varie e note cause si erano staccati dalle originarie dipendenze
patronali e, sempre crescenti di numero, formavano un insieme ben
distinto — come lo prova l'esistenza dei concilia plebis — dai
«patres» e dai «patricii». I loro nuclei davano luogo, attraverso ad
una lenta e faticosa selezione, ad un elemento nuovo, ricco, forte e
potente, il quale, per la diversità di culto e di origini, poteva esplicare
tendenze disgregatrici. Inoltre i plebei, cooperanti anch'essi alla vita
cittadina e alle guerre, erano indotti a ribellarsi — e lo fecero con
tenacia e moderazione mirabili — a quella condizione, imposta loro
dall'egemonia assoluta delle classi più elevate, per la quale il loro
contributo di forze e d'armi era considerato dallo Stato come il

46. correspettivo dell'occupazione del suolo pubblico su cui
abitavano
[17]. Lungamente vissuti su quelle terre nella stessa
posizione di fronte allo stato che i clienti di fronte ai patroni
[18] e
ormai ignari dei remoti patti con cui i loro progenitori erano entrati
nella «civitas», si sentono — e vogliono esser riconosciuti —
meritevoli di una maggior tutela giuridica e di un più ampio
godimento dei frutti delle vittorie.
Per la pressione delle contingenze esterne, per il timore di un
dissolvimento dell'unità così a lungo e con tanta fortuna mantenuta,
verso la fine del IV secolo av. Cr. i dominatori, stremati dall'invasione
gallica, vennero a patti con i plebei e concordarono con essi una di
quelle leggi eminentemente contrattualistiche, la cui natura è stata
messa in luce dal Dallari
[19].
Da allora, giustamente, il Pais fa datare il risorgimento definitivo di
Roma per la sua fatidica missione. La piccola cinta primitiva cede il
posto ad un valido muro che racchiude in più ampio giro la
cittadinanza rinnovellata da nuova costituzione. Entro il muro furono
chiusi anche tutti coloro che, topograficamente, già formavano un
tutto unico con la città stessa. Ma neanche così, presumibilmente, si
giunse ad aver sufficiente numero di braccia per il compimento
impellente di opere pubbliche, sopratutto di difesa
[20], e fu
necessario attribuire alla città una parte del territorio circostante, il
quale venne determinato con l'antichissimo sistema decimale dei
latini.
§ 3. — Documenti sincroni o sicuri che indichino l'estensione
precisa della zona esterna attribuita alla città, ma con una serie di
caute deduzioni mi sembra di poter giungere ad un'accettabile
soluzione del problema.
In primo luogo è pacifico che la prima e principale funzione del
pretore plebeo è quella di proteggere la plebe dalle «angariae». Ora
è altamente significativo che questo magistrato abbia sempre
esercitato la sua giurisdizione oltre che nella città anche mille passi

47. all'intorno. Non solo: la prima magistratura che compare negli albori
repubblicani non è costituita dai consoli, ma dal praetor
[21] o judex,
al quale questi sono succeduti. E questa oscura magistratura di
transizione, su cui le successive hanno trovato fondamento, mi pare
di importanza peculiare per la storia costituzionale di Roma, perchè,
oltre a segnare il passaggio dal sistema monarchico a quello
repubblicano, essa indica anche che si è allargata la originaria base
del cittadinatico concedendolo anche a coloro che abitavano fuori
delle mura purchè a distanza non maggiore di un miglio, con il diritto
di partecipare alla vita pubblica nelle assemblee relativamente
assegnate.
Già verso la metà del secolo V, epoca presumibile delle leggi delle
dodici tavole, la norma in esse sancita, che nessuno sia bruciato o
seppellito entro la città, dimostra come sia attenuato il vecchio
concetto dei «sacra». La gran comunità cittadina è ormai formata:
resta che gli elementi destinati a comporla riescano a trovare un
equilibrio più equo ed una compenetrazione più piena ed a questo
tendono — e con fortuna — i plebei, sia dentro le mura che fuori fino
a mille passi.
Il Mommsen, indagando la struttura del diritto pubblico romano, ne
ha indicata con ragione la chiave nella distinzione fra l'«imperium
domi» e l'«imperium militiae», ma ne ha trascurato troppo il modo
con cui essa si è formata. Se nell'epoca più florida della repubblica il
concetto territoriale predomina assoluto senza nessun conto
dell'elemento personale (cittadinanza, patriziato, plebe) e della
natura dei singoli reati; a questo non si è giunti che per
un'evoluzione di cui solo l'ultimo stadio, tipicamente cristallizzato, è
stato da lui rilevato. I limiti rigidi segnati all'esercizio del potere
assoluto — chè questo è il contenuto dell'«imperium militiae» —
significano che originariamente coloro che si trovavano nel territorio
sacrato — effatum come dicono i libri auspicali — ed erano ammessi
alla cittadinanza, godevano una protezione accordata loro in virtù di
un patto giurato da tutti gli ordini dei cittadini — «lex sacrata» — e
logicamente negata ai non cittadini. Infatti, costruite le mura e
attuata la divisione delle quattro tribù territoriali urbane, se da una

48. parte l'unità della città si rafforzava, dall'altra i nuovi gruppi
aggregati, per essere rimasto sempre ai patrizi l'jus auspiciorum,
venivano a perdere l'autonomia religiosa e amministrativa mantenuta
fino ad allora, si sarebbero trovati in condizione peggiore di prima,
se loro non fossero stati accordati congrui compensi e benefici a
cominciare da quello della partecipazione alle curie
[22].
Nel diritto privato, invece, più compenetrato di elementi religiosi e in
mano dei soli patrizî, il principio contrattuale della virtù legislativa,
che aveva per funzione di creare un vincolo sempre più stretto di
interdipendenza fra le varie «gentes» nell'epoca regia e fra le varie
classi di cittadini in quella successiva, non si manifestò affatto. E
quindi mentre il campo del diritto pubblico fu chiuso ostinatamente
agli stranieri, ai vinti, agli alleati: fu aperto loro con gran facilità
quello del diritto privato, la cui elaborazione fu abbandonata ai
giuristi ed ai magistrati
[23].
§ 4. — L'importanza dei «mille passus» nel campo del diritto
pubblico fu già rilevata dagli studiosi, ma restano a mettere in luce
alcuni punti fin qui trascurati del tutto o male intesi.
A questo mirò già in parte lo Zdekauer con un geniale e profondo
contributo rimasto, pur troppo, interrotto
[24]. Egli è riuscito a
dimostrare che anche nel diritto privato i mille passus si differenziano
dal rimanente territorio e sono uniti alla città, così per l'«actio aquae
pluviae arcendae», per la «locatio-conductio», per la dazione dei
tutori, per la sorveglianza delle vie da parte dell'edile, per le fontane
e per la determinazione del luogo di nascita. E, di più, ha messo in
rilievo la esistenza e la natura di una differenza di regime giuridico,
fra gli edifici che vi si trovano sparsi irregolarmente e quelli che si
staccano dalle mura con contatto immediato formando le vie che
partono dalle porte.
La fonte più importante a questo proposito è data da un passo di
Emilio Macro, tolto dal primo libro della sua opera sulla vigesima
[25],
che stabilisce il principio che per Roma «mille passus non a miliario

49. urbis sed a continentibus aedificiis numerandi sunt»; vale a dire che
a Roma i «mille passus» si contano non dalle mura (come si faceva
in tutte le altre città) ma dall'ultima casa ad esse direttamente
congiunta in senso radiale.
Lo Zdekauer, premesso giustamente che tale maniera eccezionale di
misura mostra che anteriormente anche a Roma si seguì la regola
comune di contare le miglia dal segno infisso nelle mura cittadine
presso ogni porta, ritiene che il passo in questione sia da mettersi in
relazione con quello di Modestino, il quale fa obbligo al tutore
testamentario, che vuole scusarsi, di presentarsi personalmente al
giudice entro un termine di tempo fissato in proporzione della
distanza
[26].
E realmente anch'esso si riconnette alla questione se i «continentia
aedificia» sieno considerati o no come facenti parte della città. Non
credo, però, che questa sia la disposizione principale.
In primo luogo c'è una diversità non piccola, avvertita anche dallo
Zdekauer, ma non spiegata, fra l'uso assoluto che della formula mille
passus fa Macro e il modo di esprimersi di Modestino, il quale,
illustrando la nota costituzione imperiale, parla senz'altro di miliaria.
Nè vale il dire che non conosciamo l'opera dal cui insieme è stata
tolta l'espressione: qualunque interpretazione se ne voglia dare, sta
il fatto che l'espressione «mille passus» è quasi un anacronismo nel
Digesto e che in tutto il titolo «De excusationibus» si parla sempre di
«miliaria» e mai di «mille passus». Dal momento che
quantitativamente indicavano la stessa misura non mi par
ammissibile che in questo titolo se ne debba trovare la spiegazione.
Io credo invece che si debba muovere da un punto di partenza
diverso.
Bisogna anzitutto riflettere che i «mille passus» come tali sono una
statuizione di diritto pubblico, sulla quale, appunto perchè tale, le
modificazioni sono entrate a stento e tardivamente: di più, sebbene
rientranti nel disegno del diritto privato con il ciclo evolutivo messo in
luce dal Bonfante
[27], conservano tracce tutt'altro che scarse della

50. loro origine. Perciò io ritengo che si debba ricorrere all'esame degli
istituti di diritto privato che più da vicino si riconnettono col diritto
pubblico e cioè l'eredità, la tutela e la curatela.
La Lex municipalis tarentina
[28] e la Lex coloniae genetivae
juliae
[29], fanno obbligo a coloro che vogliono partecipare alle
magistrature cittadine di avere un domicilium nella città stessa o nei
mille passi circostanti. Il principio, contenuto in germe nella lex Acilia
repetundarum del 122 o 123 av. Cr. con l'essere stato applicato a
due colonie così diverse fra loro mostra più che probabile che fosse
tenuto normalmente a base nell'opera di ricostituzione delle città
italiane, iniziata subito dopo la «lex julia de civitate», con la quale si
concesse a tutti gli italiani il diritto di cittadinanza romano
[30].
Ora tale possesso urbano che dava luogo a così gravi conseguenze
politiche ebbe naturalmente una più ferma, quasi direi speciale
protezione giuridica.
Fra le imposte stabilite da Augusto ci fu la «vigesima hereditatum»,
la quale, come si sa, non era variabile a seconda del grado di
parentela dell'erede col defunto. Ponendo mente che il passo di
Macro proviene da un'opera sulla vigesima e tenendo presente che
fino alla fine del sec. IV dopo Cr. gli immobili entro le città furono
immuni da imposte
[31], e che, d'altra parte, i «mille passus» furono
sempre considerati come parte integrante della città murata, io
ritengo che tali beni fino a quest'epoca fossero esenti dalla vigesima.
E in quest'opinione mi conforta l'esame del complesso delle norme
concernenti l'alienazione, la permuta, l'ipoteca etc. dei beni dei
minori. La prima disposizione imperiale che ci interessi è l'orazione di
Settimio Severo del 195 con cui si proibiscono ai tutori gli atti
dispositivi senza il «decretum judicis». Al suo tempo, si badi, l'antica
costituzione municipale era già così profondamente modificata da
presentare le stigmate della decadenza ormai vicina e, sebbene non
ancora molto esteso il sistema dell'obbligatorietà e dell'ereditarietà
delle cariche e degli uffici, più non si avevano gli antichi sistemi
autonomici con cui dalla metà del 1.º secolo av. Cr. Roma aveva
tentato unificare tutta l'Italia certo e forse tutto l'impero.

51. Orbene tale orazione
[32] si esprime precisamente così: «Praeterea,
patres conscripti, interdicam tutoribus et curatoribus ne praedia
rustica vel suburbana distrahant, nisi ut id fieret, parentes
testamento vel codicillis caverint». E tanto nel principio del titolo,
che è un commento di Ulpiano, come in tutte le altre leggi che a
questa si riconnettono, troviamo uniti i «praedia suburbana» con i
«rustica». Una sola fa eccezione e secondo me, importantissima: la
legge con cui l'imperatore Gordiano estende all'agnato del furioso le
cautele imposte al curatore ed al tutore, dicendo che non a torto si
viene ad estendere il beneficium dell'orazione del divo Severo, per il
quale «possessiones rusticas sine decreto Praesidis pupillorum seu
adolescentium distrahi vel obligari prohibitum est». Come si vede
secondo questo passo l'orazione non si sarebbe occupata dei
«praedia rustica et suburbana» in contrapposto ai beni urbani, ma
dei soli «praedia rustica». E «praedia rustica», si osservi, non per la
loro destinazione, secondo il concetto elaborato dalla giurisprudenza,
ma, come è chiaramente indicato dall'unione con i «suburbana», per
la loro situazione territoriale.
Ora, poichè la disposizione gordiana del 239 è solo di pochi anni
posteriore a quella di Severo, io ritengo molto probabile che il testo
primitivo di questa parlasse solo di «praedia rustica» e che si debba
ad interpolazioni di poco posteriori l'aggiunta dei «suburbana»
passata in tutti i testi successivi.
La regola giuridica che richiede per i soli «praedii» fuori del suburbio
l'interposizione del Preside può essere illuminata da un doppio punto
di vista. Prima di tutto da quello interno della famiglia. Il capo di
essa aveva così ampia sfera di azione che anche dopo la morte la
sua volontà aveva valore e quindi la sua designazione si considerava
perfetta nella scelta e nella destinazione specialmente per quei beni
che costituivano il nucleo più importante dell'eredità. Si sa, infatti,
che sotto un certo aspetto si può dire che l'erede continua la
personalità del defunto. In secondo luogo può essere interpetrato
dal punto di vista fiscale, per l'imposta ereditaria della vigesima la
quale, attuata la prima volta da Augusto, sparisce prima della
radicale riforma dioclezianea. Ed è logico che sia così: concessa da

52. Caracalla la cittadinanza romana a tutti gli abitanti dell'impero e
preso a base degli «honores» il censo determinato in base all'entità
e non alla situazione territoriale
[33], i primitivi concetti puramente
romani, vigenti sopra tutto per l'Italia, andarono in disuso ed ebbero
conseguenze del tutto opposte a quelle che si sarebbero potute
immaginare. Infatti quei beni urbani e suburbani che lo Stato, in
riguardo alla loro funzione lasciava a disposizione più immediata e
rigorosa dell'autorità familiare e indenni da gravami ereditari, quando
in seguito, i concetti ereditari romani più che trasformarsi si
rovesciarono, si trovarono meno tutelati degli altri. Il preside oltre e
più dell'esazione, della vigesima, tardi entrata e presto sparita,
curava la salvaguardia degli interessi del minore. Si diminuiva la
forza creativa della designazione del de cuius ma si aumentava la
tutela del patrimonio dell'erede. Anzi, come dapprima questa
vigilanza si esercitava solo su i predi rustici, quando su questi venne
invece a fondarsi la partecipazione agli «honores», non si capì più —
specialmente trattandosi di disposizioni che dovevano aver valore
nella immensa varietà dell'impero — il nesso storico che aveva
guidato a quel resultato. E come al tempo di Cicerone non si
comprendeva l'evoluzione ereditaria nè le fasi per cui la tutela e la
curatela da istituti a vantaggio della famiglia si erano capovolti in
vantaggio del minore contro di essa; così dopo Alessandro Severo
più non si comprese la distinzione originaria dei beni in urbani e
rustici e si formò la corrente giurisprudenziale che intese a spiegarla
in base alla funzione da loro adempiuta. E come questa era diretta
ad uno scopo economico cui servivano senza contingenze di
elementi politici, la legislazione si uniformò ai criteri elaborati dalla
scienza. Con questo in più: che quei beni rustici, i quali si trovarono
più tutelati perchè riguardo a loro lo Stato restrinse gli antichi rigidi
vincoli dell'autorità familiare, resultarono più tardi a maggior
vantaggio di questa perchè nel periodo di maggior sviluppo
economico furono considerati come l'elemento indispensabile per il
godimento degli «honores». Ed al legislatore il problema si presentò
in maniera del tutto opposta a quella con cui si era impostato,
perchè le prime cose che si vendevano oltre i mobili, gli argenti, gli

53. ori e le cose preziose erano le case cittadine, in cui, come dice
Costantino
[34], era morto il padre e era cresciuto il minore con
davanti agli occhi le statue degli antenati. Questo, dove l'eredità
romana aveva trovato il suo fulcro genetico, per cui era lasciata
libera al padre la «designatio» decisiva, veniva ora ad essere la parte
del patrimonio esposta per la prima alla vendita.
E Costantino, che ebbe sacro il culto familiare, insorse contro tali
alienazioni profanatrici con una legge basata su criteri di distinzione
dei «praedia» in «rustica» ed «urbana» importantissimi per noi.
Infatti egli mette insieme «mobilia pretiosa, urbana etiam praedia, et
mancipia, domos, balnea, horrea atque omnia, quae intra civitatem
sunt», in contrapposto a «mancipia et praedia rustica». Poichè, —
come già da più di un secolo Ulpiano aveva insegnato
[35], —
urbanum praedium non locus facit sed materia, — le «domus», i
«balnea», gli «horrea» etc. sono predi essenzialmente urbani, la
specificazione di intra civitatem deve avere una significazione
speciale e questa non credo possa essere che quella della città
insieme col territorio che le è intorno strettamente avvinto e distinto
dal rimanente. Ed allora, se solo i «praedia rustica» sono
contrapposti a quelli della città ed, anzi, insieme con questi sono
considerati i suburbani, si avvalora l'ipotesi da me espressa che
Severo ed Ulpiano abbiano parlato di «suburbana» solo per
l'interpolazione che i loro passi hanno dovuto subire
[36].
La trasformazione sostanziale dei concetti su cui si basava la
partecipazione agli «honores» è importantissima per spiegare anche
un altro istituto di diritto privato: la fiducia. È noto che l'ipoteca è un
istituto di origine piuttosto tarda: le sue parti furono per lungo
tempo sostenute dalla fiducia che ne differiva sostanzialmente
perchè dava al creditore la proprietà della cosa oggetto del negozio.
Ponendo in relazione questo fatto con la norma che a base dei diritti
pubblici metteva la proprietà di una «domus», cioè di un palazzo, di
una casa signorile
[37] appaiono chiare le conseguenze terribili per il
debitore fiduciario che, privato della proprietà della sua «domus», si
trovava ipso fatto privato del diritto della cittadinanza che garantiva

54. e tutelava più di ogni altro i cives romani. E la fiducia, che si basa su
un immobile, serve solo per le classi più elevate — «patres» e
«patricii» — mentre per i plebei si ha il nexum che è il titolo
esecutivo personale, che dà il debitore insolvente in mano al
creditore. Solo più tardi, dopo la lunga lotta dei plebei (nella quale è
noto quanta parte avesse la questione dei debiti) così la fiducia
come il nexum perdono il loro carattere politico e divengono puri
istituti di diritto privato.
La natura oligarchica della costituzione romana, insieme con le
condizioni economiche, la maggior garanzia data al creditore e la
tendenza conservatrice italica, permise a tale istituto di mantenersi a
lungo; ma anch'esso, sebbene non sparisse dal diritto privato,
perdette ogni forza nel diritto pubblico quando la magistratura
poggiò non più sulla «domus» ma sul «praedium» e non fu più
ritenuta come indispensabile la specifica proprietà dell'«hedificium».
§ 5. — Da quanto si è detto fin qui si apre la via ad una congettura
di fondamentale importanza.
Se leggi speciali sanzionano per Roma il principio che i «continentia
aedificia» fanno parte della città, se ne può dedurre che per le altre
città vigeva il principio opposto, vale a dire la separazione fra la città
murata e le costruzioni in immediata vicinanza di essa e, cioè, —
poichè queste, per necessità di cose non potevano aggrupparsi che
presso le porte — i borghi della città stessa
[38].
Lo Zdekauer
[39] ha avanzata l'ipotesi che i borghi fossero preveduti
nel momento della fondazione della città e non già frutto e
conseguenza di un successivo incremento della popolazione. Ed ha
perfettamente ragione.
Per quanto sieno scarsissime le fonti a questo proposito, l'importanza
del problema che esse concernono è tale che non si può almeno non
intravederlo, perchè in questo punto sta la chiave della spiegazione
del problema dell'incolato.

55. Luciano
[40], il mordace filosofo eclettico del secondo secolo dopo Cr.,
con il suo abituale sarcasmo contrappone gli ’επήλυδες καὶ ξένοι dei
sobborghi agli indigeni — ’αυθεγευῆς θὲ ούδεις — della città, in cui è
cittadino chiunque voglia esserlo. Perciò, egli dice, i barbari sono
molti.
E anche più esplicita è l'iscrizione affricana di Sicca Veneria che ci
parla di «incolae quae intra continentia coloniae nostrae aedificia
morabuntur»
[41]. E lo stesso fenomeno è confermato per i sobborghi
di Samos
[42].
Ora, come si è visto, soltanto a Roma i «continentia aedificia»
facevano parte della città. In tutte le altre città, invece, erano
compresi nella zona dei «mille passus». Ma non erano in tutto
regolati dallo stesso regime giuridico che reggeva le città. Oltre alle
magistrature maggiori, la cui autorità si estendeva su tutto il
territorio giurisdizionalmente soggetto alla «civitas»
[43], ve ne erano
delle minori, delle quali alcune esercitavano il loro potere sulla città e
sui mille passi adiacenti e altre soltanto entro la cinta murata.
Asconio nel commento alla quarta orazione di Cicerone contro Verre
distingue nettamente il magástratìs ántramìranìs dal magástratìs
ìrbanìs
[44], mentre due iscrizioni comensi ricordano il sexîár
ìrbanìs
[45], che non è poi così inaudito e inesplicabile, come è
apparso al Mommsen
[46], perchè esaminando tutta la scala delle
cariche
[47], i collegi
[48], la popolazione
[49], fra la città e i sobborghi
si trovano sempre delle differenze: differenze di cui si hanno tracce
anche prostazioni finanziarie
[50] e nella costruzione dei
monumenti
[51]. Di più nella generalità delle città, Roma compresa, le
divinità del suburbio sono differenti da quelle cittadine
[52] e da
quelle rurali.
Qualora si metta in rapporto questo insieme di elementi col diritto di
cittadinanza romano, si può concludere che originariamente entro la
città abitavano solo i «cives», mentre i sobborghi erano rilasciati agli
«incolae». Ed è per questo che si spiega come fino da quando una
città si fondava, si prevedevano i sobborghi
[53].

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