Строительство в Древней Греции и Риме
В начале 3-го тысячелетия до н. э. на Крите начался переход от каменных орудий к медным, а затем – бронзовым.
В последующие периоды – гомеровский (XII-VIII вв. до н. э.) и архаический (VIII-VI вв. до н. э.) в развитии строительства Греции произошли существенные изменения. Этому способствовали: появление железа, которое постепенно становилось основным материалом; развитие керамического производства, изделия которого широко применялись в отделке зданий; развитие наук и появление некоторых измерительных инструментов – особенно циркуля.
Одним из величайших достижений архаического периода является разработка передовыми мастерами Греции ордера, т. е. строго определенной системы расположения и взаимоотношения размеров колонн и лежащего на них перекрытия – антаблемента. При этом были разработаны наиболее эффективные пропорции здания. Так, отношение высоты фасада здания к его ширине оказалось равным 1:2, а диаметра колонны к ее высоте – 1:6. Однако, исходя из эстетических соображений, применялись и другие соотношения – соответственно 3:5 и 1:10,5.
В период архаики возникли дорический и ионический ордеры и новый тип храма – периптер, т. е. храм, с четырех сторон окруженный колоннами, который с VII в. до н. э. стал господствующим типом греческой архитектуры.
Строительство в Афинах и в других городах Древней Греции достигло особенно большого размаха в один из наиболее блестящих периодов истории Эллады, который связан с именем Перикла и известен как «век Перикла» (461-429 гг. до н. э.).
Интересные данные приводит Витрувий (римский архитектор, живший в I в. до н. э.), о взаимоотношениях между строителем и заказчиком – государством в Древней Греции. После утверждения сметы должностными лицами в обеспечение издержек бралось под залог имущество строителя до тех пор, пока строительство не будет выполнено. В том случае, если перерасходы превышали смету не более чем на четверть общей стоимости, они выплачивались из государственной казны, а строитель никакого наказания за такой перерасход не нес. Если превышение сметной стоимости было больше этой четверти, то средства на окончание работ брались из собственного имущества строителя.
Развитию строительства в этот период способствовали труды величайшего ученого Древней Греции Архимеда в области теории рычагов, блоков, полиспастов и винтов для поднятия больших тяжестей, а также о распределении нагрузок между опорами, о равновесии плоскостей, центре тяжести, гидростатике и др.
В начале второго периода Римского государства (VI-I вв. до н. э.) в Риме и около него возводятся крепостные стены, строятся водопровод, дороги и другие инженерные сооружения. Для осушения болотистой местности, ставшей впоследствии центром общественной жизни Рима, был построен подземный канал (Клоака Максима).
В разнообразном и широком строительстве этого периода складываются новые, прогрессивные приемы строительной технологии: появляются арочные и сводчатые конструкции, методы облицовки каменной кладки, производство подводных работ и т.д. Развиваются и создаются новые типы сооружений, как, например, акведуки, каменные мосты, амфитеатры, административные здания, термы, торговые и судебные базилики, многоэтажные жилые дома и другие сооружения.
Несомненно, что развитию многих из этих конструкций и сооружений способствовало появление нового строительного материала – бетона (III-II вв. до н. э.), который впервые был применен при строительстве дорог и мостов.
На строительстве храмов, дворцов, общественных и жилых зданий в Риме, как и в Греции, применялись различные виды сырцового и обожженного кирпича. Глина, из которой выделывался кирпич, очищалась от всяких твердых вкраплений, после чего перемешивалась с мелкими соломенными высевками и тщательно разминалась. При этом формовка сырцового кирпича производилась весной или осенью, что обеспечивало при более низких и ровных температурах равномерное высыхание. Срок выдержки сырцового кирпича после формовки был установлен в два года. В Утике был даже издан закон, запрещавший применять в строительстве кирпич меньше пятилетнего срока выдержки. При этом кирпич до употребления в дело подлежал освидетельствованию государственным контролером.
Формы и размеры сырцового кирпича были различны и устанавливались сообразно с конструктивными и другими требованиями, предъявлявшимися к кладке. Греки, например, применяли целые кирпичи размерами 1016 х 1016 х 101,6 мм и 812 х 812 х 101,6 мм и половинки (половинного размера). При кладке стен ряды кирпичей и ряды половинок чередовались, чем обеспечивалась перевязка швов. Римляне изготовляли кирпич размерами 457,2 х 304,8 х 101,6 мм. Такой кирпич позволял возводить кладку без применения половинок.
Применение обожженного кирпича получило большое распространение, особенно на стройках Рима, где из него возводились акведуки, пантеоны и другие здания. Остатки кирпичных стен античного мира свидетельствуют о высоком качестве обжига. При этом отдельные кирпичи сохранили клеймо с указанием года и места их изготовления.
Технические правила того времени устанавливали определенные сроки выдержки готового кирпича на солнце, дожде и морозе, что позволяло осуществить качественную проверку изделия. При этом для кладки сводов изготовлялся клинообразный кирпич, для кровли – ребристый и пустотелый. Кроме того, для устройства отдельных частей здания (карнизов, капителей, колонн и т. п.) изготовлялся фигурный кирпич.
Обжиговый кирпич изготовлялся трех разновидностей: треугольный, квадратный и прямоугольный. Размеры сторон кирпича были неодинаковы. Так, кирпич треугольной формы имел размеры от 127 до 508 мм; прямоугольной – от 254 до 381 мм (длина) и от 101,6 до 152,4 мм (ширина); квадратной формы – от 762 до 838,2 мм. При этом высота треугольных и прямоугольных кирпичей была от 38,1 до 50,8 мм, а квадратных – от 50,8 до 88,9 мм. Высота кирпичей в ряду принималась всегда одинаковой, причем швы делались, как правило, тонкими.
Следует отметить, что каких-либо узаконенных норм на размеры кирпича в то время не существовало. Это позволяло каждому изготовителю действовать по своему усмотрению.
Наряду с глиняным кирпичом в строительстве Греции и Рима широко применялись известняк, песчаник, мрамор, материалы вулканического происхождения и др. При этом мрамор применялся не только для изготовления колонн и элементов перекрытий, облицовки стен и выделки различных архитектурных деталей, но и для возведения массивных сооружений.
Такие породы камней, как гранит и порфир, в древней Греции и Риме не нашли применения в каменной кладке, а использовались лишь для изготовления целых колонн и облицовочных плит для стен и полов. Из отходов базальтовых камней приготовлялся щебень, применявшийся в качестве заполнителя в растворах.
Стены из сырцового кирпича выкладывались на фундаменте из рваного камня или обожженного кирпича. Толщина стен определялась размерами кирпича. Для одноэтажных зданий требовалось устройство стен толщиной 457,2 мм, а для многоэтажных – от 914,4 до 1371,6 мм.
Вследствие большой толщины стены из сырцового кирпича при многоэтажных зданиях, уже в I в. до н. э. предельная толщина стен для многоэтажных домов была определена в 457,2 мм. Уменьшение толщины стен потребовало применения при строительстве многоэтажных зданий плитного и рваного камня или обжигового кирпича.
В кладке стен использовались камни различных пород, больших и малых размеров, причем в первом случае кладка велась насухо без применения раствора, а во втором – на растворе. Сухая кладка из массивных камней встречается в очень старых сооружениях, причем для такого рода кладки в различных городах Греции применялся твердый известняковый камень. Размеры камней достигали нередко такой величины, что, по свидетельству историков, такие камни с трудом перевозились парой волов.
В качестве вяжущего в. Древней Греции и Риме широко применялась известь, причем строительными правилами Древнего Рима запрещалось применять для кладок известь, не достигшую трехлетнего возраста с момента затворения. Растворы для кладки стен приготовлялись из одной части известкового теста и трех частей песка.
Штукатурные растворы приготовлялись из извести, причем в качестве наполнителей и добавок применялся преимущественно речной песок, а также различные примеси вулканического происхождения (пуццолан, трасс, толченый кирпич, мраморная крошка и т. п.).
Качество извести проверялось государственными контролерами. Проверка осуществлялась при помощи каменщицкой лопатки, которая погружалась в известковое тесто. Если после выдергивания лопатки из извести на ней оставались отдельные комки, известь еще не созрела. Если лопатка выходила из теста сухой и чистой, это показывало, что известь утратила свои вяжущие качества, и только если при выдергивании лопатки к ней прилипал по всей поверхности ровный слой известкового теста, известь считалась годной к употреблению.
Большого искусства греческие и римские мастера достигли в отделке стен деревом, каменными плитами и мозаикой, причем каменные плитки прикреплялись к поверхностям при помощи раствора.
Металлических конструкций в Древней Греции и Риме не было. Однако железо широко применялось в строительстве в виде скоб, различного рода скрепок, штырей, хомутов, затяжек и других изделий.
Для устройства кровли храмов, дворцов, общественных зданий и домов городской знати применялись черепица, кирпич, каменные плиты, свинец. Так, например, храм Юпитера в Олимпии был покрыт мраморными плитами, здание храма Юпитера в Риме – позолоченными кирпичами, здание храма Юноны, расположенного на мысе Лацинум, – черепицей и т. д. Кровля жилых зданий сооружалась из соломы, древесной коры, досок и черепицы.
Значительные успехи в Древней Греции и Риме были достигнуты в гидротехническом строительстве, развитие которого обусловливалось большим количеством заморских владений и сильно развитой по тому времени торговлей. Подводная часть портовых оградительных сооружений (молов и волноломов) устраивалась в виде каменной наброски, а надводная – из кладки тесаного камня.
Монолитные портовые сооружения возводились из бетона, приготовляемого из извести и щебня в пропорции 1:3, а при использовании старого щебня, т. е. бывшего в употреблении, – 2:5. Бетон после укладки в сооружение хорошо утрамбовывался деревянными трамбовками. В целях увеличения прочности и долговечности гидротехнических сооружений, в качестве гидравлической добавки римляне применяли вулканическую пыль из местечка Пуццуоли – пуццоланы.
В конце IV в. до н. э. римляне построили первую искусственную дорогу с каменным покрытием, протяжением 45 км и шириной 8,5 м.
8. Строительство в странах Западной и Центральной Европы
в X-XIV веках
В Византии задолго до X в. многочисленные группы ремесленников были заняты производством деревянных и каменных работ. Однако деревянное строительство не получило здесь того значения, которое оно приобрело в более северных странах, например в Древней Руси, и византийцы широко употребляли камень и глину там, где народы Восточной Европы использовали дерево. И все же дерево играло и здесь немаловажную роль. Оно широко использовалось для устройства мостов, перекрытий и покрытий в жилых, общественных и других зданиях, оконных переплетов, дверей, полов, мебели и т.п. В сохранившихся памятниках письменности неоднократно упоминаются различные инструменты, применявшиеся в столярном деле, важнейшими из которых были пила, однолезвийный топор, рубанок, токарный станок и специальный инструмент для выпрямления дерева.
Каменные работы и камнесечное дело играли важную роль в византийском строительстве. Однако от VII до первой половины IX в.в., сохранилось незначительное количество памятников византийской архитектуры, что было связано со сворачиванием в этот период монументального строительства; лишь с середины IX в. вновь начинается развертывание строительных работ.
Наиболее частым общим термином, обозначившим византийских строителей, был – техниты. Среди ремесленников-технитов, связанных со строительным делом, встречаются плотники, лепщики по гипсу, мраморщики, маляры; к ним принадлежали и мастера по металлу.
В Византии строили крепости, дворцы, храмы, а также частные жилища, как в городах, так и в деревнях. Основным строительным материалом служил камень, а также плоский кирпич. С начала X в. в строительстве монументальных зданий Константинополя камень начинает вытесняться плоским квадратным кирпичом. Однако в ряде областей камень и в XI в. оставался главным строительным материалом, из которого возводили основную часть здания. Исключение составляли дома бедняков, которые строились из дерева или глины, смешанной с соломой.
XI и XII в.в. были временем наивысшего подъема каменного зодчества средневековой Греции, затронувшего даже глухие провинциальные районы.
До XII в. крепости-замки строились из дерева и глины. Затем постепенно их стали строить из камня, сначала даже без извести. В эпоху наибольшего процветания замков строительными материалами для них служили камень, кирпич и железо, местом для постройки – скала, остров среди озера или просто болотистая, трудно проходимая местность. В последнем случае вначале сооружалась искусственная земляная насыпь, на которой строился замок, возвышавшийся над окружающей местностью.
В то же время в прирейнских провинциях Франции и Германии появилась конструкция фахверка, получившая широкое распространение в строительстве жилых домов, которые возводились высотой до 5-6 этажей под высокими черепичными кровлями.
Фахверковые дома с нависавшими верхними этажами, сооружаемыми в целях увеличения жилой площади, достигали в высоту нередко 20м, а каменные конструкции поднимались над уровнем городской территории до 25-30 м.
В связи с увеличением высоты зданий высота башен средневековых городов возросла до 100-150 м, что привело к достижению предельных напряжений не только в кирпичных, но и в каменных конструкциях.
Возведение фахверковых сооружений начиналось с устройства каменного фундамента. На таком фундаменте устанавливались соединенные деревянными гвоздями и укрепленные подпорками столбы, поддерживавшие деревянные перекладины. По окончании устройства конструкции фахверка первого этажа укладывались балки перекрытия. Потом стены заполнялись глиной или выкладывались кирпичом. После устройства перекрытия над первым этажом приступали к возведению второго этажа и т. д.
К концу X и началу XI в.в. в Германии встречаются бревенчатые довольно примитивные дома, на севере – саксонского, а на юге – франкского типов. В домах саксонского типа под одной кровлей жили и люди, и домашний скот. Наружная дверь дома вела в длинные сени, где по сторонам были расположены стойла. В одном конце сеней ставился очаг для приготовления пищи, а в другом устраивалось жилое помещение. В домах франкского типа помещение для скота отделялось от жилого помещения сенями. Пол в домах обоих типов был земляной, окна представляли собой маленькие, узкие и длинные щели, прорезанные в бревнах и не закрытые стеклами. Крыша покрывалась соломой.
Дома отапливались при помощи открытых очагов, дым из которых выходил через отверстие в крыше или через окна. Окна закрывались ставнями с маленькими вырезами, затянутыми холстиной или пузырем. Освещение осуществлялось обычно с помощью лучин или лампад, т. е. горшков с маслом и фитилем, так как свечи были слишком дороги.