ИЗ ПРИРОДНОГО КАМНЯ

Природный камень – долговечный материал, наиболее полно донесший до нас архитектурные формы древних эпох. Влияние камня как строительного материала на архитектурные формы можно сравнительно легко проследить в истории архитектуры – каменные сооружения сохранились лучше, чем постройки из других материалов. В различные периоды менялось значение камня: в одни – он использовался как конструкционный и как отделочный материал, в другие – только как отделочный. Влияние камня на архитектурные формы было особенно сильным в те периоды архитектуры, когда он служил основным строительным материалом, обусловливающим и конструкцию сооружений.

Рис. 21. Девятиметровый менгир в провинции Бретань, Франция

Наиболее древними каменными сооружениями, дошедшими до наших дней, являются мегалитические культовые сооружения в виде менгиров – искусственных сооружений из крупных грубообработанных камней, поставленных вертикально, или в виде простейших каменных конструкций – дольменов и кромлехов. Крупнейший менгир высотой 9 м на-

ходится на территории Франции (рис. 21). Дольмены сложены из нес-

кольких каменных глыб, поставленных вертикально и покрытых одной или несколькими плитами сверху. Если менгир – скорее всего первый памятник, то дольмен – первое здание, имеющее и внутреннее пространство, и наружный объем. Сооружения кромлехов (от бретон. crom – круг и lech – камень) свидетельствуют о том, что их создатели уже овладели началом архитектурной композиции, масштабом и ритмом, знакомы с тектоникой строечно-балочной системы. Общеизвестен, например, знаменитый кромлех Стоунхендж (рис. 22) на территории Великобритании у г. Солсбери, состоящий из трех возведенных в разное время (от 1900 до 1400 гг. до н.э.) на том же месте сооружений. Мегалитические сооружения создавались из камней той естественной формы, которую они получили благодаря слоистости и плитчатости каменной породы. Для них чаще всего использовались плиты известняка или песчаника. Обработка была очень примитивной. По мере совершенствования орудий обработки камня его начинают широко и повсеместно применять в строительстве, нередко повторяя уже освоенные в дереве конструктивные системы.

Здания и сооружения, возводившиеся в последующие эпохи, вплоть до Древнего Рима, по функциональному назначению можно разделить на две основные группы: жилые и культовые. Жилые здания как место временного пребывания человека в этом мире соответственно и строились в большинстве случаев из недолговечных материалов – дерева и глины. Культовые же сооружения – гробницы и храмы – возводились преимущественно из долговечного материала. У всех народов древнего мира культовые постройки возводились из камня, за исключением тех стран, где его месторождения отсутст-вовали (Месопотамия, Китай) или где особенности религиоз-ных представлений не позволяли применять камень для построек (Япония, Китай).

Культовые сооружения были основными монументальными зданиями всех стран с деспотии-ческой формой правления. Культ божества или его наместника на земле (правителя) основан на принижении и подавлении человека. Поэтому в монументальных сооружениях древности масса преобладает над пространством. Архитектурное ре-шение рассчитано в основном на восприятие извне, внутреннее пространство, предназначенное для немногих, незначительно по сравнению с внешним объемом. Это важный момент в понимании влияния природного камня на архитектурные формы, так как конструктивные свойства камня позволяют создавать из него массивные сооружения, но не позволяют перекрывать сколько-нибудь значительные внутренние пространства. Массивные формы, преобладающие над внутренним пространством, характерны для храмов и пирамид Древнего Египта, пирамид древних майя, зиккуратов Вавилона, индийских башнеобразных храмов и ступ. Культовые сооружения должны были также нести в себе идею вечности. Камень был как раз тем материалом, который лучше всего помогал зодчему выразить в здании идеи величия и вечности [26].

Египетские храмы и гробницы были не только вечными, они должны были подавлять своей мощью, размерами, массой простого смертного. Архитектура их лаконична, статична, монументальна, массивна. Созданию такого образа способствовали материал и формы, им образованные. В Египте каменоломни имелись почти по всей протяженности Нильской долины, здесь добывали известняк и песчаник. В районе Нильских порогов добывали более твердые породы: гранит, диорит, базальт, порфир. Известняки и песчаники в месторождениях имели отчетливо выраженную слоистость и трещиноватость, благодаря которой добытые глыбы камня разделялись на блоки сравнительно правильной формы. Граниты отличались системой трещин, секущих эти массивные породы на кубовидные и параллелепипедальные глыбы. Во избежание потери материала египтяне употребляли камень в том виде, в каком он получался в каменоломнях, обтесывая только облицовочные плиты. Гробницы и храмы сохранились до настоящего времени, чему в значительной степени способствовала не только прочность строительного материала, но и климат Египта.

В египетских культовых сооружениях наглядно видно, как масса преобладает над пространством. Функциональное назначение храма – быть жилищем божества, святилище которого таинственно, невелико, замкнуто. В храме священнодействовали только жрецы, толпа не допускалась дальше храмового двора. Преобладание массы над пространством выражалось и во внешнем облике сооружений. Стенам египтяне придавали вид сплошного монолита, для этого они так тщательно обтесывали и подгоняли камни один к другому, что швы почти не видны. Монолитность подчеркивалась и рисунком рельефов, которые располагались без учета размеров квадратов и границ между ними. Скульптор рассматривал всю поверхность стены как единый фон. Наружным плоскостям стен придавался наклон внутрь, усиливающий впечатление устойчивости и массивности.

Еще больше масса в каменных египетских гробницах – пирамидах. Размеры погребальной камеры, ведущих к ней шахт и вентиляционных каналов ничтожно малы по сравнению с колоссальной массой камня, из которого выложена пирамида. Пирамида – геометризованная форма, которую можно отнести и к скульптуре. Она является символом долговечности и абсолютного покоя (рис. 23).

В Индии камень был также наиболее подходящим материалом для создания массивных и почти не имеющих внутреннего пространства культовых сооружений: ступ и храмов. Мягкие, легко поддающиеся обработке породы камня, в основном песчаники, позволяли делать из них любые формы. Это видно на примерах огромных башнеобразных храмов Новобрахманского периода, получивших большое распространение также в Сиаме, Кампучии, на островах Ява и Шри Ланка. Материал, из которого сложены эти храмы, оживлен, камень изображает растущее растение. Отдельный каменный блок не имеет никакого значения. Основой архитектурной композиции индийского башнеобразного храма служит рост массы. Масса этих храмов тяжела, но в формах ее выражена сила роста. Поверхность форм насыщена великолепными композициями из резного камня.

Рис. 23. Пирамида Хеопса. Общий вид и разрез

Все это доказывает, что камень как строительный материал, из которого возводились долговечные монументальные сооружения, во многом способствовал созданию архитектурных форм культовых зданий тех стран и народов, где религия и мировоззрение были направлены на принижение человека, противопоставляли ему мощь, величие и вечность богов и верховной власти. Основной проблемой архитектуры была разработка внешних объемов. Внутреннее пространство монументальных сооружений, предназначенное для божества или для немногих посвященных, было незначительным по сравнению с внешним объемом. Не требовалось перекрывать большие пространства, конструктивные решения были самыми простыми и даже примитивными. В этих условиях камень – материал, плохо работающий на изгиб, вполне удовлетворял зодчих.

По мере совершенствования орудий обработки камня его начинают широко и повсеместно применять в строительстве, нередко повторяя уже освоенные в дереве конструктивные системы.

Основная внутренняя коллизия камня как строительного материала обусловливалась не менее чем 10–15-кратной разницей в прочности на сжатие и растяжение. Она ясно обнаружилась при воспроизведении в этом материале строечно-балочной конструкции зданий, разработанной в период широкого применения древесины. По мере увеличения пролета каменной балки происходило ее «раздвоение» на противоположные по характеру работы зоны материала – сжатую и растянутую. Процесс постепенного перехода от дерева к камню как основному материалу в разных странах происходил в различные периоды времени. Ранние греческие храмы, по существу, были «деревянными сооружениями из камня». Однако попытки строить из камня, как из дерева, потерпели крах – здания рушились, как только пролет архитрава превышал его шестикратную высоту.

В архитектуре Древней Греции природный камень был также основным конструкционным материалом при возведении храмов, что определило степень его влияния на их архитектурные формы. Но назначение храма в Греции несколько иное, чем в странах с деспотичной формой правления, что связано с принципиальным отличием представления греков о человеке. В основе греческой культуры VI и V вв. до н.э. лежит образование всесторонне и духовно, и физически развитого идеального человека – героя.

Но и в архитектуре греческого храма масса господствует над окружающим пространством. Внутреннее пространство храма, так же как и в Египте, невелико по сравнению с внешним объемом, так как основная масса народа во время религиозных празднеств находилась снаружи. И так же, как и там, архитектура храма выражает его сущность в основном во внешних формах. Но в противоположность трактовке сооружений Древнего Египта и стран Древнего Востока, в греческом перипетре наружная масса разложена на отдельные составные части. Храмы греков величественны, но не подавляют человека.

В каменной архитектуре Греции на протяжении столетий совершенствовалась строечно-балочная конструктивная система. Ее последовательное развитие привело к четкому разделению несущих и несомых элементов. Тектоническая строечно-балочная система из камня, разработанная в античной Греции, стала универсальным средством архитектуры. Она нашла применение в создании архитектурных форм в течение последующих веков и позволила создать замечательные произведения архитектуры.

В античной Греции была также разработана архитектоника каменной стены. Первоначально в древних сооружениях Египта каменная стена еще не имела членений. Она трактовалась как единый монолит, что и подчеркивали рельефы, наносившиеся на плоскость стены без учета швов. В древнегреческой архитектуре стену стали расчленять на блоки, а швы – подчеркивать. Стена получила тектоническое развитие. Каменные блоки подбирали по величине, размеры их зависели от величины всего сооружения и от места их размещения. В основание стен клали более крупные блоки, подчеркивая нагрузку, увеличивающуюся книзу.

Влияние природного камня на развитие архитектурных форм изменилось в последующие эпохи, когда наряду с жилыми и культовыми постройками появились новые типы сооружений – общественные здания. Общественные монументальные здания светского характера широкое распространение получили в Римской империи – амфитеатры, базилики, термы. Изменение функциональных требований к архитектурным сооружениям вызвало необходимость создания обширных внутренних пространств, которые могли бы вместить большое количество людей. Строечно-балочная система, разработанная в камне, перестала отвечать требованиям функции, так как каменные балки могли перекрыть сравнительно небольшой пролет.

Необходимость перекрытия больших пространств в архитектуре Древнего Рима отодвинула природный камень как конструкционный материал на второй план и привела к разработке конструкций из бетона так называемой «конкретной системы». Камень в ней выступал в качестве заполнителя в бетонообразной массе и облицовочного, декоративного материала. Из него создавались оболочки, накладываемые на объемы, форма которых определялась функциональными требованиями новых типов сооружений и конструктивной схемой, обусловленной новым строительным материалом – бетоном.

В период средневековья, когда были утрачены выработанные римлянами приемы перекрытия больших пространств, зодчие вновь обратились к камню как конструкционному материалу. Освоение внутреннего пространства было возможно только при решении инженерной задачи возведения пространственных конструкций, не требующих такого обилия материалов и рабочей силы, которое было характерно для римского бетонного строительства. Закладывались основы системы сводчатых покрытий. Эта система разрабатывалась параллельно и в кирпиче и в камне, что зависело от природных ресурсов мест, где велось строительство.

Противоречивость каменной архитравной конструкции в работе на сжатие и растяжение, мешавшая преодолеть максимальный пролет в 4 м, была разрешена изобретением свода, в котором двузначная работа материала уступила место преимущественно однозначной – сжатию. Применение клинчатой арочной конструкции сводов и куполов позволило по-новому использовать конструктивные свойства природного камня. Если в строечно-балочной системе каменной балке приходится работать на изгиб, хотя изгиб – наименее выгодное напряжение для каменной конструкции, то в арке отдельные балки работают только на сжатие. Это позволяет в конструкциях использовать небольшие каменные блоки. Материал, хорошо работающий на сжатие, в этих конструкциях снова нашел себе целесообразное применение.

В византийской архитектуре каменными сводами различных систем перекрывали базилики. В Сирии из камня делался крестовый свод, господствовавший в архитектуре с VII в. и в течение всего средневековья. Его выкладывали из бутового камня на растворе при помощи кружал. Но кружала – нежелательный строительный прием в странах, не обладающих достаточными запасами леса. Поэтому стали прибегать к куполу, преимущество которого заключалось в том, что он не требует никакой вспомогательной опоры. Чтобы облегчить процесс кладки без кружал, профиль купола стали повышать. Появился овальный купол. Повышенный свод имел статические преимущества по сравнению с полуциркульным сводом, но форма клинчатых камней, из которых он выкладывался, должна была меняться в соответствии с изменением радиуса свода. Сирийцы устранили это затруднение путем применения стрельчатого свода, где радиус кривой неизменен и все камни отесаны по одному шаблону. Стрельчатый свод и стрельчатая арка получили распространение в странах, где основным строительным материалом был природный камень.

Стрельчатая арка и конусообразный свод (нашедший свое развитие в Грузии и Армении) в постройках из камня имели статическое преимущество по сравнению с полуциркульной формой – в них был меньший распор, который в сооружениях этой эпохи гасился преимущественно за счет массивности стен. Камень же, как известно, на сжатие работает лучше, чем на распор. Поэтому закономерным в формировании архитектурных сооружений было стремление ввысь, выражающееся в повышенных сводах и арках. Это стремление получило наиболее совершенное выражение в готической архитектуре.

Рис. 24. Дмитриевский собор во Владимире (слева)

и резьба из известняка на фрагменте его фасада (справа)

Под влиянием византийской школы развились архитектурные формы из природного камня на Руси. Постепенно византийские строительные приемы были переработаны, и русские зодчие создали самобытный тип каменного храма домонгольской Руси. Это небольшое сооружение с массивными стенами, где внутреннее пространство в значительной степени занято столбами, поддерживающими купол. Этот тип выработался в условиях холодного климата и необходимости упрощения строительных приемов, присущих византийской школе, что было связано с невысоким качеством местного строительного камня. Затруднения в перекрытии большого пространства не позволяли строить вместительные храмы, но этот недостаток искупался их числом. В тех областях Руси, где использовался более качественный известняк, храмы покрывались великолепной каменной резьбой (рис. 24).

Если развитие византийских архитектурных форм было связано не только с использованием природного камня, но и кирпича, то в странах, расположенных на территории бывшей Западной Римской империи, основным строительным материалом, определяющим архитектонику сооружений с большими пролетами, был исключительно камень. Начиная с Х в. здесь формируется романский архитектурный стиль. Феодальная раздробленность, ограниченность средств мелких государств затрудняли доставку материалов. Строители должны были пользоваться тем материалом, который был у них буквально под ногами – местными породами известняка и песчаника. Материал романских построек – тесаный и бутовый камень, преимущественно мелкий, укладывался на растворе. Камень брали тех размеров, которые он получал в каменоломнях, не выравнивали высоту отдельных рядов кладки и не соблюдали регулярного распределения швов, поскольку это было связано с потерей материала. Так сложены крепостные стены Каркассона, монастыря Сен-Мишель (Франция) и других средневековых построек, сохранившиеся до наших дней (рис. 25).

а б в

Рис. 25. Каменые сооружения романского периода:

а – замок Сен-Мишель, Франция; б – замок в Каркассоне, Франция;

в – падающая башня в Пизе, Италия.

Наивысших достижений в создании архитектурных форм из природного камня добился готический стиль, который называют классикой архитектуры средневековья. В готике был найден ответ на две конструктивные задачи, решение которых романские архитекторы искали в течение столетий. Это – выкладка крестового свода из камня и достижение его устойчивости. Стимулом решения данных задач была необходимость экономии материалов и рабочей силы при колоссальных размерах соборов. Готические архитекторы всегда преследовали одну цель – облегчить массу здания. В теле свода выделили каркас. Система каркасных ребер – нервюр позволила перекрывать разнообразные по форме помещения с передачей нагрузки на опорные столбы, представляющие собой пучок колонн. Заполнение каркаса стало легким, распор уменьшился за счет облегчения массы свода, расчлененного на каркас и распалубки, что снизило нагрузки. Стена несла теперь только собственную тяжесть и стала более легкой, так как. утратила значение для устойчивости свода. Это позволило увеличить проемы и осветить интерьер. Тело стены стали заменять каменной решеткой, ячейки которой застекляли. Готические витражи, занимающие значительную часть фасада – доказательство того, какой легкости можно достигнуть в сооружениях из природного камня. Изящными и тонкими по сравнению со столбами романских храмов были и колонны в интерьерах готических соборов, так как они воспринимали только вертикальные нагрузки. Облегчение массы здания позволяло его формам все больше стремиться вверх. Вертикальная направленность соборов готики – не только символика устремления к небу, но и требование техники (рис. 26).

Рис. 26. Собор Нотр-Дам в Париже (слева) и

Собор в Реймсе, интерьер (справа)

Готическая архитектура явилась вершиной зодчества из камня. Дух анализа и остроумия в конструировании позволил строителям преодолеть недостатки камня как конструкционного материала и максимально использовать его достоинства. Все конструктивные задачи каменного зодчества были решены в готике, но сложность конструкции и объемного решения достигла предела возможного. Дальнейшее обновление архитектурного творчества осуществлялось путем перехода к простым формам. Ренессанс развил дальше важнейшую архитектурную задачу – освоение внутреннего пространства, но уже с использованием простых конструктивных схем. Влияние камня как строительного материала на архитектурные формы в сущности ослабло в эпоху Ренессанса, так как с этих пор и уже надолго камню была отведена второстепенная роль в конструктивном решении зданий. Он перестал быть конструкционным материалом и в основном служил облицовочным и декоративным материалом, а позднее – и составной частью бетона.

В XIX в. социальные изменения и технический прогресс привели к созданию новых типов зданий и к использованию новых строительных материалов. Появились принципиально новые конструктивные системы. Но попытки эстетически их осмыслить и отразить в архитектурных формах были еще очень слабы по сравнению с тенденцией обработать эти конструкции под старые традиционные формы. Природный камень, выступавший в это время в роли облицовочного декоративного материала, продолжал диктовать решения архитектурных форм. Это выражалось в следующем: введение статических расчетов позволило уменьшить толщину стен, но архитекторы, продолжавшие работать с традиционными архитектурными формами, делали стены излишне массивными, что вызывалось желанием подчеркнуть монументальность сооружений пластической обработкой форм; при замене природного камня в облицовке штукатуркой, его продолжали изображать при помощи разбивки стены на квадры и подцветки под тон камня; штукатурные детали также изображали камень.

В течение многих столетий, вплоть до периода, когда получило широкое развитие производство керамики и стеновых материалов на основе минеральных вяжущих, природный камень был основным материалом, используемым для кладки стен (особенно в безлесных регионах). Затем его стали активно применять как долговечный и декоративный облицовочный материал для наружной и внутренней отделки, в основном кирпичных стен, а также для покрытия полов, мощения дорог, в качестве крупного заполнителя бетонных смесей и во многих других областях строительного производства. Однако разработка более дешевых и легких искусственных материалов, с одной стороны, и все возрастающие объемы потребностей строительства и ограниченность природных ресурсов, с другой, привели к тому, что природный камень стал постепенно сдавать свои традиционные позиции.

Новая технология скоростного сверхтонкого пиления облицовочного камня, почти полная утилизация отходов камнеобрабатывающих предприятий вернули этому замечательному материалу его достойное место в палитре современного архитектора. Проследив историю развития архитектуры, можно заметить, что влияние природного камня как строительного материала на формообразование значительно. Такие понятия, как монументальность, мощность, прочность, массивность в человеческом сознании неразрывно связаны с архитектурными формами из природного камня [27].