Тема 1.3. Конструкции и декоративные элементы зданий

Все типы зданий состоят из двух основных групп конструкций: опорных (несущих) и перекрывающих (несомых). К опорным конструкциям относятся фундаменты сооружений, стены и отдельно стоящие опоры (колонны, столбы, стойки).

Фасад здания обычно завершается карнизом. Он предохраняет стены от стекающей с крыши воды и является эстетическим завершением фасада. Выше карниза по длине фасада или по периметру всего здания устанавливается парапет – невысокая каменная стенка или сквозная ажурная решетка. Для придания фасаду пластичной выразительности применяют раскреповки и ризалиты. Раскреповки членят объем здания по вертикали с помощью небольших выступов – утолщений стены. Ризалиты представляют собой большие участки стены, выступающие за линию фасада (центральный, боковые или угловые ризалиты). Кроме этого, на фасадной стене здания могут располагаться балконы, лоджии, эркеры. Последние представляют собой часть внутреннего объема здания, вынесенного за пределы его наружных стен в виде закрытого балкона. Эркеры обычно не опускаются до земли, охватывая один или несколько этажей. Они могут располагаться на плоскости стены и на углу здания. В плане эркеры делают прямоугольными, треугольными, полукруглыми, трапециевидными. Стены эркера обычно имеют широкие окна или сплошное остекление.

К перекрытиям относятся междуэтажные и чердачные перекрытия. И те и другие могут быть балочными или сводчатыми. Горизонтальные балки опираются двумя концами на две опоры – стены или стойки. Балки, имеющие один заделанный конец, а второй свободно висящий, называются кронштейнами, или консолями. Они используются для поддержания выступающих частей сооружений – балконов, эркеров, навесов. Балки бывают деревянными, каменными, металлическими или железобетонными. В балочной конструкции давление от балки передается на опоры (стены и столбы) вертикально, небольшой изгиб балки под влиянием собственного веса и внешней нагрузки не оказывает бокового давления на опоры.

Размеры перекрываемых балками пролетов ограничены и зависят от материала самих балок (от 2-4 метров – каменные балки, 5-6 метров – деревянные). При необходимости перекрытия большего пространства внутри него устанавливают ряды стоек-пилонов или колонн. На стойки каждого ряда укладывается многопролетная балка, которая называется главной, или прогоном. Сверху на нее в перпендикулярном направлении накладываются второстепенные балки, которые и перекрывают помещение. Между рядами опор образуются проходы – нефы. Многонефная балочная конструкция с промежуточными опорами впервые появилась в храмовой архитектуре древнего Египта.

В сводчатых конструкциях используют разнообразные типы сводов, самые распространенные – это коробовые, крестовые, сомкнутые, парусные, зеркальные. Своды выкладываются из соприкасающихся друг с другом клиновидных камней. Нагрузка свода передается на опорные части свода – пяты. В этих точках возникает помимо вертикального горизонтальное давление – распор. Для погашения силы распора опорные стены укрепляют приставленными к ним с наружной стороны массивными пилонами – контрфорсами. Кроме этого, иногда применяют специальные металлические струны – затяжки, стягивающие опорные части сводов.

Впервые сводчатые конструкции стали применять этруски и древние римляне. С помощью сводов они перекрывали огромные пролеты. Как известно, самое большое сводчатое сооружение – купол храма Пантеон (его диаметр почти 43 метра). В Средние века своды применяли, но их размеры сильно сократились. В эпоху Возрождения активно возводились купольные постройки, наряду с обычными сводами. В настоящее время для возведения купольно-сводчатых перекрытий используют железобетон.

Основные несущие конструкции здания, в том числе фундаменты, стены, отдельные опоры и перекрытия, воспринимающие и передающие все нагрузки, составляют единую пространственную конструктивную систему – несущий остов здания.

Дерево широко применялось в отечественной архитектуре на протяжении многих веков. Деревянные конструкции отличаются от каменных и кирпичных. Несущий остов деревянных зданий может быть бревенчатым, брусчатым, каркасным, щитовым, панельным. Издавна на Руси наиболее распространенным типом жилого дома был бревенчатый сруб. Его конструктивная основа – стены из горизонтально уложенных бревен, связанных по углам врубками. Каждый ряд называется венцом. Врубки делаются с остатком («в обло») и без остатка («в лапу»). Сруб является своеобразным модулем всего деревянного сооружения. Соединяя ряд срубов, расставляя их различно по отношению друг к другу, получают самые разнообразные объемно-пространственные композиции зданий. Их возводят обычно на каменном фундаменте. Окна и двери прорубаются в любом месте, но с таким расчетом, чтобы не ослаблять конструкцию в целом.

В странах Западной Европы, начиная со средневековья, возводились каркасные деревянные дома. Их стены состояли из не обшитого снаружи деревянного брусчатого каркаса, который заполнялся камнем, кирпичом, глиной и т.д. Такая система называлась фахверк. При этом фахверк играл не только конструктивную, но и декоративную роль, расчленяя фасад на панели различной формы и придавая зданию своеобразный вид.

Современные строительные конструкции.

В конце 80-х годов ХХ века в массовом жилищном строительстве использовались четыре системы крупноэлементных конструкций: крупноблочная, крупнопанельная, каркасно-панельная и система объемных блоков. В крупноблочной системе наружные и внутренние капитальные стены выкладываются из крупных блоков – больших бетонных камней. На каждый этаж приходится 5-4-3- и даже 2 ряда камней Крупнопанельная система представляет однорядную крупноблочную конструкцию. Панель имеет высоту в один этаж и шириной в одну комнату, иногда с оконным проемом. В каркасно-панельном сооружении пространственный каркас состоит из стоек и балок, а панели прикрепляются к этому каркасу, изолируя помещения друг от друга. Система объемных блоков предполагает применение монолитного железобетона, при этом по сравнению со сборными конструкциями экономится до 25 % металла и до 15 % цемента. Строительство жилых зданий из объемных блоков сводится к монтажу изготовленных на заводе блоков, представляющих собой блок-комнату, блок на ширину здания и блок-квартиру, которые устанавливаются на такие же объемные ячейки. Понятно, что такие строительные методы вызывают изменения и самих методов проектирования. Широкое распространение получило типовое проектирование.

В последние годы все больше применяется монолитная либо монолитно-кирпичная технология. Стены в монолитных новостройках практически не имеют швов, и, соответственно, не возникает проблем со стыками и их герметизацией. Кроме того, монолитная технология обеспечивает еще и высокие темпы строительства. Большое внимание сегодня уделяется экологическим характеристикам используемых строительных и отделочных материалов - различные модификации сухих строительных смесей на основе полимерных материалов, а также с применением фибротехнологий, керамические изделия с использованием отходов горно-обогатительных комбинатов, неавтоклавный поробетон и пенобетон, OSP-плиты для ограждающих конструкций, новые кровельные материалы на основе полимеров, а также самовыравнивающиеся быстротвердеющие стяжки для полов.

Декоративные элементы зданий.

Развитие архитектурного декора привело к созданию основных приемов использования художественных средств в строительном искусстве. Применение декора, его характер раскрывают особенности каждого исторического стиля. Декоративные элементы на фасадах здания и в интерьере должны способствовать лучшему раскрытию идейного содержания архитектуры, органично сочетаться с конструкцией и материалом, формировать более глубокое и полное эмоциональное впечатление от постройки.

В деревянном зодчестве декоративные элементы традиционно украшали наименее нагруженные конструктивные элементы: наличники и ставни окон, причелины – доски, прикрывающие боковую кромку крыши у торцов здания, крыльца, верх дымовых труб и т.д. Дерево применяют как в натуральном виде, так и в виде полуфабрикатов: из тонких листов древесины, шпона, химически обработанных и спрессованных, получают древесный слоистый пластик, используемый для изготовления облицовочных панелей стен, дверей и т.п.

В каменном строительстве используют оштукатуренные и неоштукатуренные отделочные материалы. С помощью штукатурки получают поверхности с различными фактурами и цветом, создают рельефные профили. Штукатурка может иметь и функциональное назначение: предохранять от пожара и влаги. В зависимости от состава раствора декоративные штукатурки делятся на известково-песчанные, терразитовые (на белом цементе с добавлением красителей и мраморной крошки) и каменные (на цементном растворе с наполнителем из крошки дробленных горных пород или крупнозернистого песка).

Одним из популярных отделочных материалов является облицовочный кирпич. Декоративность создают за счет рисунка швов кладки, применения цветного и глазурованного кирпича, использования рельефных выступов кирпича. Для выкладывания сложных рельефов (наличников, углов, столбов) применяют лекальный кирпич. Кирпичную кладку могут облицовывать естественными и искусственными каменными материалами, керамическими плитками различной поверхности, облицовочными материалами на основе стекла (стемалит, марблит, смальта, стекломрамор и др.) и различными полимерными материалами. Интерьеры отделывают полистирольными облицовочными изделиями (плитами, панелями, листами), материалами на основе синтетических каучуков и термореактивных полимеров (ДСП, ДВП, бумажно-слоистые пластики) и другими синтетическими материалами, при необходимости используют пленки со звукопоглощающей эластичной подосновой и т.д.

Кроме этого в формировании художественного образа здания традиционно участвует декоративный металл в виде литых, кованых, сварных и клепанных элементов. Металлические изделия широко используют в различных ограждениях (к крыльцам, парапетам, террасам, балконам, лестничным маршам и т.д.), в виде лицевой и крепежной фурнитуры.

1. 
   Из каких основных групп конструкций состоят все типы зданий, как они делятся по назначению?
   
2. 
   Какие существуют типы перегородок в жилых зданиях по назначению и материалу?
   
3. 
   Из каких частей состоит крыша и какие вы знаете типы крыш?
   
4. 
   Какие облицовочные материалы используют на фасаде зданий, их классификация, особенности?
   

История архитектуры начинается с развития жилища. Первобытные люди первоначально ( в эпоху палеолита) для жилья использовали естественные пещеры и ямы. Развитие земледелия и оседлый образ жизни в эпоху неолита привели к появлению полуземлянок, деревянных домов на сваях, жилищ из глины, которые выполняли утилитарную функцию. Важное значение имело появление однокомнатного прямоугольного в плане жилого дома. В центре такого дома находился очаг, над которым в кровле имелось отверстие для выхода дыма, перед узкой входной стороной устраивалась открытая передняя, образуемая продолжением длинных боковых стен за линию передней стены. Получившийся архитектурный тип получил название мегарон.

В конце неолита – начале бронзового века возводились сооружения из больших каменных глыб – так называемых мегалитов (от греческих слов «megas» - большой, « lithos» - камень). Известно несколько типов мегалитических сооружений: менгиры (вертикально поставленные одинокие камни), дольмены (обычно состоят из двух или нескольких вертикально поставленных камней, перекрытых горизонтальным камнем или плитой, в них уже, помимо внешнего объема, существует и внутренний), кромлехи (концентрические ряды каменных столбов, соединенных блоками-балками), алиньманы (аллеи камней). Мегалитические сооружения несли в себе образное начало и были художественным выражением идеологических, духовных и эстетических потребностей первобытного общества и явились основой архитектуры Древнего Востока, в частности архитектуры Древнего Египта.

История египетской архитектуры распадается на три больших периода: Древнего, Среднего и Нового царства. Климатические условия Египта определили характер строительных материалов: обмазанный глиной тростник, кирпич из нильского ила с соломой, высушенный на солнце, в монументальных сооружениях – камень. Все искусство Древнего Египта, находясь на службе у фараона, подчинялось культу богов и культу мертвых. Вся сложная система религиозных представлений воплотилась в таких монументальных сооружениях как гробницы, пирамиды, храмы, обелиски. Эти постройки, имея грандиозные размеры, несоизмеримые с фигурой человека, представляют так называемый количественный стиль в архитектуре. Своей монументальностью, пафосом и величием вечности древнеегипетская архитектура оказывала глубоко эмоциональное, гипнотическое воздействие на человека, подавляла его сознание. Кроме этого, для нее характерны геометризм форм, строгая симметрия, ритмические повторения идентичных образов.

Важное значение в архитектуре Древнего Египта придавалось строительству погребальных сооружений: для фараонов возводились пирамиды, для знати – мастаба, для бедных крестьян – насыпь из песка. Все они строились на западном берегу Нила, в «стране мертвых». Мастаба (по арабски – скамья) представляла собой усеченную пирамиду, прямоугольную в плане. Она имела подземную и наземную части. В подземной погребальной камере помещался саркофаг с мумией и погребальная утварь, в наземной – помещение для заупокойного ритуала: сердабы с портретными статуями усопших, молельня для родственников. Мастабы располагались правильными рядами, были ориентированы по сторонам света.

Возможно, что в результате постановки друг на друга нескольких уменьшающихся кверху мастаб, возникла ступенчатая пирамида фараона Джосера в Саккара. Эта шестиступенчатая пирамида имела в основании прямоугольник, погребальная камера находилась под землей. Дальнейшее развитие формы пирамиды-погребения проходило по линии уменьшения числа входящих в композицию объемов, в результате чего сформировался классический тип пирамиды. Известный комплекс пирамид Древнего царства находится в долине Гизе, на западном берегу Нила, это пирамиды фараонов Хеопса, Хефрена и Микерина. Они были созданы из огромных каменных блоков, снаружи пирамиды были облицованы отполированными каменными плитами, в плане имели квадрат. Уникальной была пирамида Хеопса, потому что погребальная камера фараона находилась уже внутри пирамиды. Над ней находились пять разгрузочных камер, которые принимали на себя огромную тяжесть каменной массы пирамиды. Пирамиды в Гизе были композиционным центром погребального комплекса, в который входили: верхний заупокойный храм у подножия пирамиды, соединенный крытым каменным коридором - дромосом с нижним заупокойным храмом на берегу Нила.

Нижний заупокойный храм имел гипостильный зал с рядами прямоугольных в плане опор – пилонов. На них опирались протяженные балки-прогоны, перпендикулярно которым, выше располагались второстепенные балки, образующие покрытие храма. Нижний заупокойный храм при пирамиде Хефрена является первым примером использования стоечно-балочной конструкции. Верхний заупокойный храм имел более сложную планировку и включал в себя три помещения: гипостильный зал для рядовых египтян, перистильный открытый двор для знати, окруженный отдельно стоящими опорами и секос – святилище, предназначавшееся для жрецов.

В эпоху Среднего царства место захоронения фараона из пирамиды переносится в глубину скалы, перед которой выстраивают заупокойный храм. Так возник тип полускального храма. Заупокойный храм Ментухотепа I представляет собой две ступенчатые террасы, окруженные крытыми колоннадами. В центре верхней террасы на крыше храма находилась небольшая пирамида. За храмом располагался перистильный двор, в нем был укрыт вход в погребальную камеру. Цари Среднего царства строили и пирамиды, но они представляли собой каменный каркас, заполненный щебнем, кирпичом и даже песком. Такие пирамиды уменьшились в размерах, но, как и прежде, облицовывались отполированными плитами известняка.

Правителей Нового царства вновь хоронили в подземных полускальных гробницах. Фараоны не утратили веру в божественную силу пирамиды, но ее роль была отведена горе, возвышающейся над гробницей. Заупокойный храм царицы Хатшепсут в Дэйр-аль-Бахри представляет собой три террасы, расположенные одна над другой. Мерный ритм светлых колоннад этих террас четко читается на темном фоне скал. Постепенно в эпоху Нового царства происходило отделение места погребения от заупокойного храма. Сама гробница, по-прежнему расположенная в скале, тщательно маскировалась, имела множество коридоров и камер. Заупокойный храм строился на ровном участке нильской долины, имел четко выраженную продольную ось симметрии, на которой последовательно располагались перистильный двор, гипостильный зал, далее секос и кладовые для хранения храмового реквизита. Такое планировочное решение имели не только заупокойные храмы, но и храмы Нового царства, посвященные богам.

Завершает линию архитектуры заупокойных сооружений Древнего Египта Рамессеум – комплекс, состоящий из дворца и заупокойного храма Рамсеса II в Фивах, и скальный храм Рамзеса III в Абу-Симбеле с огромными 20-метровыми статуями фараона у входа. Храм высечен в скале, но имеет такую же четкую последовательность в расположении внутренних помещений: перистильный двор, гипостильный зал и секос.

1. 
   Назовите типы мегалитических сооружений, отметив их характерные черты.
   
2. 
   Назовите и охарактеризуйте типы загробных сооружений Древнего Египта?
   
3. 
   Когда начал формироваться тип заупокойного храма? Назовите особенности его планировочного и символически-образного решения.
   
4. 
   Назовите особенности планировки и застройки египетских городов, характерные черты жилой архитектуры.