Материалы и конструкции. Техническое наследство. Архитектурно-строительная энциклопедия средневековья
Архитектура Западной Европы. Средние века > Романская и готическая архитектура Восточной и Северной Европы > Материалы и конструкции
Техническое наследство. Средневековые западноевропейские строители получили богатое и разнообразное техническое наследство. Оно состояло из проверенных веками строительных материалов, оправдавших себя конструктивных решений, теоретических представлений и практических правил возведения сооружений.
В числе материалов следует назвать пиленый лес, тесаный камень, кирпич и черепицу, известковый раствор с гидравлическими добавками, бетон и металлы: железо, медь и свинец. Бетон, основной строительный материал императорского Рима, представлял собой смесь известкового раствора с мелким каменным щебнем в соотношении 1:3, уложенную слоями в опалубку с последующим втрамбовыванием слоя заполнителя в слой вяжущего. Применение его сохранилось до X в. В оконных перемычках замка Каркассон применены бетонные плиты размером 120X30X25 см, отлитые и утрамбованные в деревянных формах. Раствор состоит из гидравлической извести, перемешанной с глинистым песком и толченым кирпичом.
Заполнитель — очень мелкий гранитный щебень.
Бетонные перемычки цитадели Каркассона
Характерными для античного Рима архитектурными конструкциями были арка и свод. Исходными композициями дальнейшего развития явились поздняя античная базилика и ротонда.
Вопреки распространенному мнению, одним из источников архитектурно-строительных знаний к XI в. оставался Витрувий. Основательное знание Витрувия монахами XI в. очевидно из энциклопедии «О вселенной», составленной в начале IX в. настоятелем Фульдского монастыря Рабаном Мавром и в течение, по крайней мере, четырех последующих столетий многократно переписывавшейся. Она представляла собой переложение аналогичного труда VII в., принадлежавшего перу Исидора Севильского, но с целым рядом дополнений.
Из 22 книг, составляющих это сочинение, Рабан касается строительства в четырех. Формула: «Архитектура состоит из порядка, расположения, эвритмии, соразмерности, благообразия и экономии» у него несколько упрощена: «В сооружениях содержатся три части: расположение, строение и красота». Он определяет расположение как «начертание фундаментов на строительной площадке или на земле», строение — как «соотношение сторон и высоты», красоту — как «привлекательность внешнего вида».
В определении частей зданий Рабан связывает назначение их с филологией термина: «фундамент» со словом «фундус» — основание, дно; базу с сирийским словом, означающим «прочнейший камень»; стены («париэтес») с «парес» — равный, поскольку они должны быть равными по высоте на противоположных частях здания; крышу («тектум») со словом «тегере» — крыть; балку («трабс») с «траверзаре» — класть поперек. При этом он подчеркивает функции каждого элемента: несущие — у фундамента, колонны, базы; ограждающие — у стен и крыши; связывающие — у балки и угла.
В главах о строительных материалах и о конструкциях он дает практические указания: «Камень не может быть сильнее прикреплен к камню, иначе как соединенный известью». «Было древнее правило придавать толщине колонны третью часть ее высоты».
Архитектурно-строительная энциклопедия средневековья. Уровень архитектурно-строительных знаний XIII в. нашел свое выражение в капитальном энциклопедическом труде библиотекаря и советника французского короля Людовика IX, доминиканского монаха Винцента де Бове «Великое зерцало», состоящем из 83 книг, соединенных в три тома: «Зерцало природное», «Зерцало научное» и «Зерцало историческое». В нем использовано почти 2000 источников, принадлежащих 450 авторам девяти национальностей. Архитектурно-строительному делу посвящены 12 глав книги IX «Зерцала научного». Они составляли по сравнению со всем трудом небольшую, но по содержанию вполне законченную архитектурно-строительную энциклопедию.
«Архитектурная наука, — пишет Винцент [13 гл.], почти текстуально излагая Витрувия, — является знанием, украшенным многими научными дисциплинами и разносторонней образованностью, при помощи которых можно оценивать все дела, совершаемые прочими искусствами». И дальше повторяет, по Витрувию же, какие науки и для чего нужны архитектору. А заканчивается эта глава так: «Архитектура рождается из практики и теории. Практика есть непрерывное упражнение и осуществление на деле, которое выполняется руками. Теория же есть то, что показывает и объясняет расчеты и пропорции возведенных построек».
Рисунки из альбома Виллара д’Оннекура
1 — «При помощи подпорки этого рода вы можете выпрямить дом, который наклонился на бок. Он перестанет быть тогда нависшим»; 2. а — «Этим способом измеряют ширину реки, не переходя ее»; б — «Этим способом определяют ширину удаленного (недоступного) окна»; 3 — «Вы можете таким образом работать на башне или на доме при помощи лесов небольших размеров»; 4 — «И если вы хотите видеть хорошие легкие стропила для деревянного свода, обратите внимание на это»; 5 — «Так определяют высоту башни»; 6 — «Здесь вы можете видеть один из столбов башни церкви Реймса и один из таковых же между двумя клуатрами»; 7 — «Вот [профили] капелл, ... окон, средников, стрел сводов, двойных арок и щековых арок»; 8 — «Никогда и нигде я не видел башни, подобной башне в Лане»; 9 — Контрфорсы собора в Реймсе; 10 — «На этой странице вы можете видеть наружный фасад капелл церкви Реймса, так же как они [выглядят] от баз до вершины»; 11 — «Вот чертеж капелл церкви Реймса и как они разделены на ярусы»
1 — «При помощи подпорки этого рода вы можете выпрямить дом, который наклонился на бок. Он перестанет быть тогда нависшим»; 2. а — «Этим способом измеряют ширину реки, не переходя ее»; б — «Этим способом определяют ширину удаленного (недоступного) окна»; 3 — «Вы можете таким образом работать на башне или на доме при помощи лесов небольших размеров»; 4 — «И если вы хотите видеть хорошие легкие стропила для деревянного свода, обратите внимание на это»; 5 — «Так определяют высоту башни»; 6 — «Здесь вы можете видеть один из столбов башни церкви Реймса и один из таковых же между двумя клуатрами»; 7 — «Вот [профили] капелл, ... окон, средников, стрел сводов, двойных арок и щековых арок»; 8 — «Никогда и нигде я не видел башни, подобной башне в Лане»; 9 — Контрфорсы собора в Реймсе; 10 — «На этой странице вы можете видеть наружный фасад капелл церкви Реймса, так же как они [выглядят] от баз до вершины»; 11 — «Вот чертеж капелл церкви Реймса и как они разделены на ярусы»
Ошибочность мнения о несовершенстве знаний средневековых строителей подтверждают и многочисленные факты. Так, про аббата монастыря Сен Бенин (Франция) Вильгельма из Вольпьяно, руководившего строительными работами в начале XI в., хронист сообщает, что «он был образованным во всех искусствах, однако много предавался изучению геометрии и физики». Известный французский архитектор XIII в., принимавший участие в сооружении Реймского собора, Виллар д’Оннекур, от которого сохранился исключительно ценный для изучения строительной техники того времени альбом рисунков, может служить ярким примером того, что строитель его времени был таким же энциклопедистом, как и его древнеримские предшественники.
Автор альбома сообщает, что у него «можно найти большую помощь для самообучения принципам каменной кладки и строительных конструкций», а также познакомиться с методом рисования портретов и черчения, «как тому наставляет геометрия».
В 14-й главе своей энциклопедии, озаглавленной «О разделах архитектуры», Винцент пишет: «Эвритмия состоит в красивой внешности и подобающем виде сочетаемых в единое членов. Это достигается, когда высота сооружения находится в соответствии с шириной и длиной и в общей присущей им соразмерности. Соразмерность есть должное согласие членов и соответствие отдельных частей целого, такое же как в человеческом теле между локтем, ступней, ладонью, пальцами и прочими частями».
В характеристике строительных материалов Винцент делит камни на мягкие, твердые и умеренной твердости. В качестве средства определения прочности он указывает пробу огнем и объясняет явление растрескивания под действием пламени тем, что такие камни «содержат недостаточно влаги и мало землистых частей, но больше воздуха и огня, а именно, охваченные огнем и силой пара пустоты пор (камня) накаляются, выгоняя воздух, и этот жар еще сильнее нагревает их (образует жар себе подобный)». Прочность, морозостойкость и долговечность камня, выдерживающего действие огня, а также и мороза, по мнению Винцента, обусловлены тем, что «в нем смешаны малые количества воздуха и огня, умеренное количество влаги и больше всего землистых частей».
Винцент различает песок трех видов: овражный (горный), речной и морской. В качестве методов испытания он называет пробы на скрипение в горсти и на загрязнение белой ткани.
В главе об извести повторяется проходящее от Витрувия до Рабана. требование о белизне, плотности и твердости сырья. Винценту известно, что известняк при обжиге теряет приблизительно третью часть своего первоначального веса. В заключение он излагает античную теорию вяжущего. «Когда поры и пустоты оказываются раскрытыми, они вбирают в себя примесь песка, а высыхая связываются со щебнем и образуют прочную структуру». Переходя к вопросу о составе растворов, он рекомендует на горном песке пропорцию 1:3, на речном и морском — 1:2.
Получение извести-кипелки (окиси кальция) из известняка путем его обжига для удаления из него углекислоты Винцент, повторяя Витрувия, представляет себе, в духе античного учения о четырех началах, как обезвоживание, и считает, что вода составляет 1/3 веса известкового камня. Рекомендуя добавлять к известковым растворам толченые глиняные черепки, он проявляет понимание того, что какое-то содержащееся в этом порошке вещество вступает во взаимодействие с гашеной известью.