Текст
                    МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Т.Р. Забалуева

Основы
архитектурно-конструктивного
проектирования

Рекомендовано учебно-методическим объединением вузов РФ
по образованию в области строительства
в качестве учебника для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по программе бакалавриата
по направлению подготовки 270800 «Строительство»,
профиль «Проектирование зданий и сооружений»
(№102-151794 от 15.07.2013)

Москва 2015


УДК 721.01; 721.02; 721.05 ББК 38.4; 85.11 3-12 Рецензенты: кандидат технических наук П.П. Олейников, профессор кафедры архитектуры, декан архитектурного факультета Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета; доктор технических наук, профессор В.Н. Куприянов, член-корреспондент РААСН, заведующий кафедрой проектирования зданий (Казанский государственный архитектурно-строительный университет); кандидат архитектуры, профессор И.Н. Агишева (Казанский государственный архитектурно-строительный университет) Раздел 3 написан в соавторстве с кандидатом технических наук, профессором А.В.Захаровым В книге использованы фото автора, фото из периодической журнальной литературы, а также изобразительных открыток полиграфической продукции ряда стран, открытых электронных ресурсов Забалуева, Т.Р. З-12 Основы архитектурно-конструктивного проектирования : учебник / Т.Р. Забалуева ; Мин-во образования и науки Рос. Федерации, Моск. гос. строит. ун-т. Москва : МГСУ, 2015. 196 с. : ил. ISBN 978-5-7264-0934-4 Рассматриваются краткая история развития профессии архитектора, основные представители профессии в ретроспективе ее исторического развития от зодчих Древнего Египта до наших дней; основы архитектурного и конструктивного проектирования на традиционных примерах и новейших достижениях современных архитекторов и строителей. Помимо функциональных и композиционных основ проектирования особое внимание уделяется формированию первичных базовых знаний о конструктивных системах и физико-технических основах проектирования; прослеживается тесная взаимосвязь конструкций с архитектурным образом зданий. Для студентов, обучающихся по направлению «Строительство» по профилям «Проектирование зданий» и «Промышленное и гражданское строительство», а также может быть использован студентами, обучающимися по направлению «Архитектура». УДК 721.01; 721.02; 721.05 ББК 38.4; 85.11 ISBN 978-5-7264-0934-4 © ФГБОУ ВПО «МГСУ», 2015
Архитектура есть высшее выражение человеческого умения, достигающего божественного … каждая архитектурная форма возникла из конструкции и постепенно стала художественной формой. Отто Вагнер

ПРЕДИСЛОВИЕ редлагаемый учебник предназначен для бакалавров, получающих образование в области архитектурно-конструктивного проектирования и обучающихся по архитектурным, строительным и комплексным специальностям, таким как «Проектирование зданий», «Промышленное и гражданское строительство», «Архитектура». Учебник может быть использован в колледжах для подготовки среднего звена специалистов, при получении второго высшего образования, а также применяться для повышения квалификации специалистов, которые заняты в области архитектуры и строительства и не являются непосредственно проектировщиками, но в практической деятельности постоянно сталкиваются с проектной документацией, вовлечены в процесс принятия решения или их экономической составляющей. Учебник создан в соответствии с международной программой “Tempuc”“Ceneast” «Реформирование образовательных программ в области градостроительства и архитектуры на пространстве Восточной Европы», учитывает требования данной программы в области гармонизации образовательных систем разных стран, входящих в сообщество Восточной Европы, и направлен на формирование начальных знаний в области устойчивого развития в архитектуре. Для полноценного использования учебника предполагается наличие знаний основ истории искусств, истории архитектуры и строительной техники, первичные навыки рисунка и живописи, а также архитектурной графики, общих знаний математики и физики. Учебник дает начальные сведения и содействует получению компетенций в области функциональных, композиционных, объемно-планировочных, физико-технических и конструктивных основ архитектурно-конструктивного проектирования. Умения и устойчивые навыки проектной деятельности развиваются в процессе дальнейшего обучения и реального проектирования, на основе полученных знаний. Более глубокое и детальное раскрытие материала содержится в учебнике «Архитектурно-конструктивное проектирование жилых, общественных и промышленных зданий» следующей ступени обучения, а также в учебнике А.К. Соловьева «Физика среды» (М.: МГСУ, 2014). При написании учебника автор опирался на многолетний опыт преподавательской работы в области архитектурно-конструктивного проектирования, а также опыт коллег кафедр проектирования зданий и архитектуры гражданских и промышленных зданий Московского государственного строительного университета, которым выражает глубокую благодарность за оказанную поддержку. 5
ВВЕДЕНИЕ рхитектурно-конструктивное проектирование — многогранный и многофакторный процесс. Архитектурно-конструктивный проект должен учитывать все требования разносторонней жизнедеятельности человека, художественно-эстетические требования современности, а также обеспечивать техническое решение для воплощения замысла архитектора. Чтобы освоить знания и навыки в этой области, необходимо последовательное ознакомление со столь сложной задачей, решать которую призваны проектировщики разной профессиональной принадлежности. Архитектор концептуально решает эстетические и функциональные задачи объекта проектирования. Инженер-архитектор занимается этими задачами в практической плоскости, увязывая в здании все возникающие проблемы объемно-планировочного и конструктивного решения здания, обеспечение безопасности и комфортности среды проектируемого здания посредством грамотного объемно-планировочного решения и ограждающих конструкций, увязки инженерных сетей в здании с объемно-планировочным и конструктивным решением. Инженер-конструктор рассчитывает несущие конструкции здания, инженеры других специальностей обеспечивают все инженерные сети: отопление, водоснабжение, энергоснабжение, водоотведение, вертикальный и горизонтальный транспорт. Таким образом, складывается полноценный проект здания, готовый к его воплощению на строительной площадке под руководством инженера-строителя. Данный учебник предназначен, прежде всего, для проектировщиков: архитектора и инженера-архитектора, являющихся специалистами, компетентными в вопросах комплексного решения задач проектирования. Последовательность освоения курса архитектурно-конструктивного проектирования здания начинается с ознакомления с основами проектирования: композиционными, функциональными, объемно-планировочными, конструктивными и физико-техническими. Данный курс подготовительный базовый для последующего более полного и глубокого освоения профессиональных знаний в этой области. Композиционные основы проектирования. Композиционные основы проектирования включают понятие архитектурной композиции как неотъемлемой части проектного процесса, работы над созданием образа здания и его внутреннего пространства. Архитектурная композиция основывается на средствах гармонизации пространственной формы: единстве и соподчиненности форм, симметрии 6
Введение и асимметрии, статичности и динамичности форм, ритме и метре, контрасте и нюансе и т.д. Архитектурная композиция непосредственно связана со стилистическими направлениями, формирующимися в различные эпохи развития общества. Однако не так важно, рассматривает архитектор какое-либо стилистическое направление или же создает совсем новое направление в архитектуре: средства гармонизации сопровождают творческий процесс проектирования всегда. Неотъемлемая часть основ архитектурной композиции — раздел тектоники зданий и сооружений, включающий тектонику различных конструктивных систем — от стеновых и каркасных до пространственных. Еще греки уделяли большое внимание соразмерности частей и целого в здании. Каждое стилистическое направление ищет свои соотношения. Однако недооценка этого раздела композиции часто приводит современных архитекторов к неудачным решениям, которые воспринимаются зрителем искаженно или вовсе внутренне отвергаются. Масштабность зданий и сооружений и связанный с ней образ особенно сложно решаются в современных зданиях, имеющих подчас грандиозные размеры. В результате определенной гигантомании в строительстве человек уже не в состоянии воспринимать весь объект в целом или даже его части, которые порой находятся так высоко или далеко, что глаз их уже не видит, особенно с расстояния, близкого от объекта. Поэтому вопросы масштабности сооружения находятся в плоскости непосредственного профессионального интереса архитектора. Зрительное восприятие, базирующееся на физиологических особенностях зрения человека, вносит свои коррективы в архитектурно-композиционное решение. Архитектору необходимо учитывать форму, цвет, фактуру поверхностей при создании образа всего здания, его частей и внутренних пространств. Таким образом, архитектурная композиция лежит в основе творческой работы архитектора по созданию художественно-эстетического образа здания и его интерьеров. Функциональные основы проектирования. Любое здание или сооружение проектируется и возводится для выполнения в нем каких-либо функциональных процессов жизнедеятельности человека. Это может быть здание для проживания, работы или отдыха, здание для получения образования или решения в нем производственных задач. Функциональные процессы могут объединяться по степени их совместимости, образуя функциональные зоны. Под любой функциональный процесс в планировочном решении необходимо предусмотреть помещение, размеры которого определяются, исходя из антропометрических*1 размеров человека, габаритов мебели или оборудования. Правильная связь помещений и функциональных зон обеспечивает комфортное и безопасное функционирование человека в здании. Таким образом, складываются планировочные решения, определяются габариты здания, его форма в плане. Функциональное проектирование — начало формирования проектного решения всего здания. Основы объемно-планировочного решения. Основы объемно-планировочного решения здания базируются на функциональном и композиционном проектировании и включают в себя создание как планировочного решения в виде планов, так и объемного решения здания, выбор формы и образа здания, представляемого 1 Слова, помеченные звездочкой, поясняются в глоссарии. 7
Основы архитектурно-конструктивного проектирования в виде фасадов, разрезов, пространственных проекций; увязку объемно-планировочного решения с конструктивным решением, обеспечение безопасности и комфортности пребывания человека в здании, энергоэффективности здания. Необходимое требование к объемно-планировочному решению — обеспечение эвакуации людей в случаях экстренных ситуаций. Для обеспечения эффективной эвакуации людей необходимо рассчитывать пути их движения, габариты коридоров, дверных проемов, лестниц и т.д. В общественных зданиях, где предусматриваются аудитории, классы или зрительные залы, необходимо обеспечивать хорошую видимость. Во всех зданиях предусматриваются меры по пожаробезопасности, т.е. применение несгораемых конструкций, а также планировочные мероприятия, позволяющие людям покинуть здание за необходимое время или выйти на воздух из задымленных помещений. Итак, объемно-планировочное решение связано с большим количеством требований к зданию, комфортности и безопасности в нем и является основой общего проектного решения. Физико-технические основы проектирования. Физико-технические основы проектирования позволяют обеспечить комфортность внутренней среды здания. Они включают в себя обеспечение требуемых звукоизоляции внутренними ограждающими конструкциями; теплоизоляции внешними ограждающими конструкциями; освещенности помещений светопрозрачными конструкциями, а также акустики залов общественных зданий. Знание физико-технических основ проектирования позволяет создавать энергоэффективные здания и их ограждающие конструкции, что наиболее актуально сегодня в области сохранения энергии и в свою очередь определяет современные тенденции устойчивого развития архитектуры. Конструктивные основы проектирования. Конструктивные основы проектирования содержат сведения о силовых воздействиях на здания, основных конструктивных системах зданий, различных конструктивных элементах этих систем. Знания в области конструктивных основ проектирования позволяют выбрать основную конструктивную систему, обеспечивающую объемно-планировочное решение, или подобрать формообразующую конструкцию, объединить в здании все элементы выбранной конструктивной системы, а также применить ограждающие конструкции, отвечающие требованиям организации комфортной и безопасной среды. Все обозначенные разделы составляют основу архитектурно-конструктивного проектирования и дают возможность более глубокого изучения специфики архитектурно-конструктивного проектирования жилых, общественных и промышленных зданий на принципах строительной физики. Неотъемлемая часть введения в профессию — ознакомление обучающегося с историей своей профессии через биографии ее наиболее ярких представителей. Знание имен великих зодчих, их судеб и оставленных нам в наследство произведений архитектуры помогает осмыслить значимость профессии, ее место в цивилизационном процессе, отыскать свое место среди многочисленной плеяды современных архитекторов. Образование архитектора — многофакторная задача, которая включает освоение не только обширных конкретных знаний, но и постепенный воспита8
Введение тельный процесс, осуществляемый с начального этапа освоения базовых навыков и знаний до завершающего этапа на дипломном проектировании. Данный учебник предназначен для ознакомления студента с теми основополагающими моментами в его профессиональном становлении, которые на последующих старших курсах должны быть углублены с помощью методик и учебной литературы, позволяющих раскрыть различные направления в комплексе тех знаний, которые формируют специалиста. Базовые ознакомительные положения в системе образования должны неоднократно повторяться на различных ступенях обучения. Тогда они прочно усваиваются и применяются в профессиональной практике. С начала получения образования в области архитектуры студент постоянно должен совершенствовать такие профессиональные качества и навыки, как чувство пропорций, цвета, композиции, вырабатывать вкус, ориентируясь одновременно на произведения архитекторов прошлого и настоящего. Осмысление и приложение знаний к современным произведениям зодчества помогают быстрее оценивать направление развития архитектуры в настоящем и ближайшем будущем и находить свое место в этом сложном и многогранном процессе. Таким образом, данный учебник построен по принципу постепенного накопления знаний на первом уровне образовательного процесса и закладывает предпосылки для дальнейшего углубленного изучения различных вопросов, составляющих комплекс профессиональных знаний архитектора в специализированных дисциплинах. Будучи подготовленным к восприятию более сложных проблем на следующей ступени обучения, усвоив терминологию, логику, получив соответствующие навыки, сформировав платформу для получения последующих знаний, студент легче воспринимает всю сложность специальных дисциплин, которые ему придется осваивать в дальнейшем. Одновременно базовые положения данного учебника ориентированы на решение студентом творческих задач на основе конкретных знаний объемно-планировочного и композиционного проектирования и начальных сведений о конструктивных решениях и физике среды. Воспитательный процесс при формировании специалиста должен проводиться как в области архитектурной подготовки, так и в области конструирования и строительной физики. Считается, что в течение всего обучения архитектора воспитывают, а инженера обучают. Если к инженерной подготовке архитектора подходить с этих позиций и не прививать ему наряду с архитектурным мышлением инженерное видение решения архитектурной задачи, то на выходе можно получить однобоко образованного специалиста, не пригодного к реальному выполнению профессиональной деятельности. Комплексный подход к получению необходимых знаний позволяет с первых минут получения образования встать на полноценный путь решения проектных задач. В противном случае, все начинается с создания абстрактных композиционных задач, никак не связанных с реальным проектным процессом. Этот традиционный подход порождает формирование выпускника-архитектора, которого приходится существенно доучивать в проектной практике. Сегодня проектные структуры не готовы тратить время и деньги на доведение образования специалиста до необходимого уровня. Поэтому данный учебник представляет 9
Основы архитектурно-конструктивного проектирования собой методический материал, позволяющий формировать полноценного специалиста с его первых шагов в профессии. В завершении необходимо отметить, что, помимо знаний, которые студент получает в процессе освоения дисциплин «История искусств», «История архитектуры и строительной техники», в начале пути становления в будущей профессии ему необходимо знать архитекторов-предшественников и современников, их судьбы и основные наиболее яркие произведения, процесс организации архитектурно-строительного дела, образования архитектора и его профессиональные обязанности, меняющиеся в исторической ретроспективе. Эти вопросы не освещаются в выше указанных дисциплинах. Поэтому автор позволил себе внести в учебник раздел о становлении и развитии профессии и образования зодчего, начиная с древности и заканчивая настоящим временем, не рассматривая памятники искусства и архитектуры. Такое построение учебника логично и плодотворно для постепенного вступления в профессию. Большое количество цветных иллюстраций позволяет не только осваивать на современном уровне материал, но и содействует правильному эстетическому восприятию содержания. Автор надеется, что учебник окажет реальную помощь студентам и педагогам.
Раздел 1 Профессия — зодчий рофессия зодчего сложилась еще в глубокой древности. Человечество возводило различные сооружения со времен первобытно-общинного строя. При этом реальные сведения о профессиональных архитекторах известны, начиная с эпохи Древнего Египта. Становление профессии, ее развитие происходило на протяжении тысячелетий. Менялись требования к зданиям и организации поселений, соответственно менялась профессия зодчего. Если в античной Греции слово “architek͠tоn” означало главного строителя, в обязанности которого входило решение одновременно архитектурных и строительных задач, то со временем в век железобетона, металла и стекла профессия разделилась. В этот период в процессе проектирования и строительства участвуют два самостоятельных специалиста: архитектор и инженер-строитель. В современной практике ситуация вновь меняется. Зодчему, кроме чисто архитектурных задач, необходимо участвовать в процессе конструктивного обеспечения этих задач, понимать работу конструкции, использовать сложную формообразующую конструкцию в создании архитектурного образа здания, уметь определять ее основные габариты на стадии выбора проектного решения. Проследить развитие профессии зодчего во времени важно для понимания многообразия необходимых знаний, профессионального кругозора, взаимосвязи архитектурного и инженерного потенциала одной из древнейших профессий на земле. 1.1. История становления профессии 1.1.1. Эпоха Древнего мира. Египет, Древняя Греция и Рим Время египетской цивилизации отделено от нас не веками, а тысячелетиями. Тем не менее, до нас дошли не только материальные памятники той культуры (пирамиды, храмы, гигантская скульптура и обелиски), но и письменные. Сохранились чертежи на папирусе, деревянных досках, камне и осколках глиняной посуды, так называемых остраконах, а также свидетельства греческих архитекторов и философов, считавших египетское строительное дело высочайшим достижением человечества. Из этих источников известно, что архитекторами и одновременно строителями в Египте могли стать только знатные особы, приближенные к фараону. Это объяснялось, прежде всего, тем, что в руках такого специалиста оказывались огромные по тем временам материальные ресурсы, которые позволяли возводить столь значимые сооружения пирамид, храмов, ирригационных* систем и т.п. С другой стороны, строительство этих грандиозных сооружений, направленных на прославление божественной личности фараона, находилось в сфере подчинения сознания людей религиозной идее. Это объясняло 11
Основы архитектурно-конструктивного проектирования положение зодчего в обществе. Он наделялся жреческими полномочиями и становился лицом, наиболее близким к фараону, фактически вторым лицом в государстве. Поэтому строителями были чаще всего родственники правителя. Профессия была наследственной и переходила из поколения в поколение. Несмотря на родственные отношения с фараоном, египетский архитектор проходил длительное обучение от простого писца до профессионального строителя. Он получал обширные знания в области религиозного культа, геометрии, математики и астрономии, ирригационного дела, системы пропорционирования* в строительстве; владел художественными знаниями и эстетическими предпочтениями своего времени, что давало возможность превращать сложные строительные системы в произведения архитектуры, синтезирующие в себе все изобразительные искусства египетской культуры: скульптуру, живопись по камню, иероглифическое письмо, ставшее элементом декоративного искусства. Современные египтологи составили список из 100 дошедших до нас имен зодчих Древнего Египта. Чем же особенно прославили себя зодчие этой цивилизации? Безусловно, грандиозность памятников архитектуры Древнего царства приводила в трепет их современников, но и сегодня пирамида Хеопса (Хуфу) высотой в 147 м (сегодня 137 м), что равнозначно высоте почти 50-этажного современного дома, оставляет неизгладимый след в душах наших современников, которых не удивишь масштабностью сооружений. Чувство сопричастности внеземному миру, которое сумели вдохнуть в свои произведения зодчие Египта, разместившие эти грандиозные памятники в бескрайней пустыне, придавшие им форму пирамид, устремивших вершины в космос к солнцу, сделало их вечным достоянием человечества. Комплекс пирамид в Гизе объявлен ЮНЕСКО общемировым наследием (рис. В.11). Кроме психологического и художественного воздействия на человека своим масштабом и формой, пирамиды демонстрируют высочайший по тем временам уровень строительного дела, который обеспечивали специалисты-зодчие, обладающие архитектурными и строительными знаниями одновременно. Пирамида Хеопса, например, сложена более чем из 2 млн блоков. Причем, в ее основании лежат блоки весом до 60 т, а верхняя часть выложена из блоков весом около 2 т. При современном развитии строительного дела с применением строительных машин и механизмов эта задача, наверное, не самая сложная. Но египтяне не знали даже принципа работы подъемного механизма, основанного на системе блоков и веревок (полиспаст), дающего значительный выигрыш в силе и появившегося только в античной Греции. Однако сегодня существуют предположения о приемах строительного дела при возведении пирамид, опирающиеся на описания «Истории» Геродота, найденные рисунки в одной из гробниц в Дейр-эль-Медина и распространенные в настоящее время на Востоке простейшие подъемные механизмы. На рисунках изображены подъемники для транспортировки грузов наверх без лебедки или ворота. При сооружении пирамид надо было решать двойственную задачу. Первая — перемещение тяжелых каменных квадров* по горизонтали или под небольшим углом в основание пирамиды, вторая — подъем относительно небольших блоков, но на большую высоту. Известно, что огромные блоки в основание пирамиды египтяне вырубали в карьерах Элефантина за 800 км от Гизы, переправляли водным путем по Нилу, затем с помощью валков, молочной эмульсии и тягловой силы быков затаскивали по пандусу из песка в основание пирамиды (рис. 1). Кстати, представления о том, что на строительстве работали в основном рабы, опровергнуты раскопками близ пи1 Рисунки, помеченные буквой В, см. на цветной вклейке. 12
Раздел 1. Профессия — зодчий Рис. 1. Разрез пирамиды Хеопса: 1 — подземная погребальная камера; 2 — «камера царицы»; 3 — «камера царя»; 4 — большая галерея; 5 — восходящий коридор; 6 — нисходящий коридор; 7 — колодец рамид в Гизе поселка для египетских рабочих, которые, по свидетельству Геродота, призывались на строительство на 3 месяца из граждан Египта. Версия о пандусе, который подсыпался по мере роста пирамиды, кажется не очень убедительной. Вопервых, создать пандус высотой 140 м можно было только из камня, который все время необходимо было наращивать. Ширина также должна была быть достаточной для размещения на ней тягловых животных и массы строителей. Очевидно, что такая задача была слишком трудоемкой и дорогостоящей. Поэтому этот способ мог применяться только для перемещения тяжелых блоков в основание пирамиды. Следы пандусов были найдены у пирамиды Хеопса (рис. В.2) и в Саккаре у незаконченной пирамиды Сехемхета. Но каким же образом поднимались блоки на высоту? Существуют гипотезы ученых о принципах строительства верхней части пирамид. Известно, что пирамиды сначала имели ступенчатую форму, что подтверждается местами на гранях пирамиды, где утеряна облицовка. На ступенях собирались подъемные машины из ливанского кедра. На рис. 2 представлена схема монтажа каменных блоков пирамиды с помощью таких подъемных машин.1 Таким образом, более четырех тысяч лет назад в руках у строителей и руководивших ими архитекторов были столь эффективные механизмы, которые давали возможность переместить камень весом в 2 т на высоту около 100 м за 8 часов. Использованием таких машин не ограничивался потенциал зодчего как руководителя строительства. Зодчие Египта умели организовывать на строительной площадке работу более 100000 человек. Подобная организация сложна даже для современного строительства, тем более, что такого количества одновременно работающих людей на стройплощадке практически не бывает за счет применения высокомеханизированного труда. Более подробно с технологией возведения пирамид можно ознакомиться в учебнике Т.Р. Забалуевой «История архитектуры и строительной техники» (М. : ЭКСМО, 2007) в разделе «Архитектура и инженерное дело в эпоху Древнего царства». 1 13
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Рис. 2. Схема подъема блока по ступеням пирамиды с помощью подъемных машин Если перейти к строительству в эпоху Среднего и Нового царства, то и здесь найдутся примеры высокого профессионализма и изобретательности строителей. В этот период в Египте строятся храмы. Возведение храма осуществлялось с помощью постепенной засыпки межколонного пространства по мере роста колонн и применения тех же подъемных механизмов. Декоративные и облицовочные работы производились в обратном порядке при постепенном освобождении от засыпки строительной площадки (рис. 3). Кроме привычных задач чисто архитектурно-композиционного и инженерностроительного плана, уже в Египте зодчие начали решать задачи строительной физики, как их называют сегодня. При строительстве храмов зодчие учитывали как эмоциональное воздействие на человека при исполнении религиозных обрядов, так и чисто технические моменты, например, комфортный воздухообмен в закрытых помещениях. Так, если поднять голову вверх при прохождении между колоннами в гипостильном зале храма Амона в Карнаке, можно увидеть каменные решетки, которые обеспечивали приток свежего воздуха, создавая благоприятные условия пребывания в храме (рис. В.3). Среди многочисленных египетских зодчих наиболее ярким представителем профессии был Имхотеп, работавший во времена правления фараона Джосера и принимавший участие в строительстве его некрополя в Саккаре. Имхотеп жил в середине ХХVIII столетия до н.э., был потомственным зодчим, получившим разностороннее образование и добившийся за свои знания почти царских почестей. Как врач он получил признание сначала у греков, а затем у римлян. У греков он воплотился в образе Асклепия, а у римлян — в образе Эскулапа. С Имхотепом связано развитие в Египте профессии архитектора. Из эпохи Нового царства до нас дошло имя зодчего Сенмута. Сенмут не был знатного происхождения, но за высокий уровень знаний и приближенность к единственной женщине-фараону Хатшепсут он довольно быстро стал второй 14
Раздел 1. Профессия — зодчий Рис. 3. Монтаж колонн египетского храма с помощью подъемных машин личностью в государстве. Сенмутом для своей возлюбленной был построен прекрасный храм в местности Дейр-эль-Бахри. Храм отличался великолепной композицией, вписанной в горный обрыв высотой 150 м, и изящными по сравнению с традиционными колоннадами (рис. В.4). В подземелье этого храма была найдена усыпальница Сенмута, где он хотел быть погребенным. Его усилиями также сохранялся и реставрировался храм Амона в Карнаке. При желании можно более подробно изучать деятельность зодчих Египта, однако на приведенных примерах ясно, что профессия зодчего начала формироваться уже в Древнем Египте. Зодчие обладали весьма обширными и многогранными знаниями (религиозными, математическими, астрономическими), а также высокоразвитым художественным вкусом. Важным фактором сохранения результатов деятельности архитекторов было строительство из камня в противовес строительству из глинобитного* кирпича в Междуречье, памятники которого практически не сохранились. Выбор камня для строительных работ, оттачивание тысячелетиями мастерства его обработки обеспечили египтянам память об их цивилизации на долгие века вплоть до настоящего времени. Греки продолжили развивать строительное дело. Однако принципы строительства во многом отличались от египетских. Необходимо отметить, что государственное устройство античной Греции было иным, чем Египта. Если Египет был абсолютной рабовладельческой монархией, основанной на религиозном культе Амона* во главе с фараоном и жрецами, то Греция создала совершенно новый тип государственности — города-полисы*. Множество городов-полисов, разбросанных по материковой и островной частям Греции, не обладали такими материальными возможностями, как Египет. Поэтому в Греции не было гигантских построек. Тип строительства в Греции основывался на оттачивании композиционных приемов архитектуры, гармоничном пропорционировании частей, создании разнообразных ордерных* систем. Характерная особенность греческих произведений — сомасштабность зданий человеку. Демократическое устройство политической системы городов-полисов тяготело к строительству, не подавляющему человека, а воспевающему его красоту. Слово «архитектон», обозначающее зодчего, главного строителя, появилось в Греции; оно означало свободную профессию, результаты труда которой принадлежат всем. Расцвет Греции приходится на V–III вв. до н.э. Произведения этой эпохи отличаются особенным мастерством 15
Основы архитектурно-конструктивного проектирования их создателей. Если о первых зодчих Трофонии и Агамеде мы узнаем из «Илиады» и «Одиссеи» Гомера, о Дедале — строителе знаменитого Лабиринта для царя Миноса на о. Крит — из мифологии, то о реально существовавших архитекторах раннего периода Ройке и Феодоре, построивших храм Геры на о. Самосе в 575 г. до н.э., известно из исторических источников. Греческий автор Павсаний приписывает знания архитектурно-строительного дела известным скульпторам Скопасу и Поликлету. Наконец, при Перикле в реконструкции афинского Акрополя участвовали зодчие Иктин и Каликрат — авторы Парфенона, Мнесикл — автор Пропилей. О более поздних мастерах архитектуры повествует Витрувий. Он упоминает об архитекторе Пифее, построившем Мавзолей в Галикарнасе, который причислен к одному из семи чудес света, и вступает с ним в спор. Пифей отстаивает взгляд на архитектора, как исключительную личность, которая наделена не только знаниями, но и уникальными дарованиями, гениальностью. Витрувий не согласен с тем, что архитектор во всех науках, касающихся архитектуры, должен обладать знаниями, превышающими знания специалистов в каждой отдельной области. Этот спор, возникший в I в. до н.э., актуален до сих пор. Несмотря на широкий спрос на профессию, сегодня возможны выдающиеся архитекторы. Хотя масса архитекторов должна и может решать вполне успешно задачи в более ограниченной области, о чем и говорит Витрувий. За эпоху подъема Греции во времена Перикла число архитекторов существенно увеличилось, а после завоевания Александром Македонским больших территорий, ставших колониями Греции, спрос на профессию многократно возрос. В эллинистических государствах в совокупности количество зодчих доходило до трех тысяч и более. При этом образование архитектора было сугубо индивидуальным. Массовая подготовка специалистов началась только в римскую эпоху. К архитектору предъявлялись очень высокие требования. Он принадлежал к числу самых образованных людей своего времени; получал высокую художественную подготовку, должен был знать геометрию и математику, историю и основы права, философию и музыку, не говоря об астрономии. Источники доносят до нас сведения о том, что греческие архитекторы не только расчерчивали планы сооружений на земле, но с помощью линейки и циркуля создавали вычерченные проекты и даже модели. Открытость общества ко всеобщему обсуждению подталкивала архитекторов к представлению своих идей в виде моделей для соревнования с соперниками на специально объявлявшихся конкурсах с целью доказательств собственных преимуществ в скорости, красоте и стоимости. В эллинистический период намечается освобождение профессии от функции строителя-подрядчика. Стремление греков познать истинную природу окружающего мира, человека, красоту его тела предопределило поиски прекрасного в архитектуре. Греческие зодчие пытались через свои произведения воспеть эту красоту. Мифология греков, неотделимая от мироощущения этого народа, построена на вполне человеческих отношениях пантеона богов. Они ревнуют, ссорятся, хитрят, воюют. Боги в человеческом обличье так же, как ордерные системы храмов, отождествлялись с образом человека: строгий, лаконичный, «сильный» дорический ордер — с мужским; изящный, легкий ионический ордер — с женским. Все это говорило о поиске прекрасного рядом с человеком и в нем самом. В результате идет поиск самых утонченных пропорций в архитектуре. Пропорционирование в «золотых»* соотношениях приобретает многовариантность и изысканность. Наиболее яркие и отточенные со стороны композиционных решений сооружения возводятся в период Перикла. Акрополь как апофеоз победы над персами, символ объеди16
Раздел 1. Профессия — зодчий нения греков во главе с Афинами и под покровительством богини Афины требовал больших вложений и самого высокого мастерства (рис. В.5). В строительстве, по сути, совершенно нового комплекса принимали участие самые известные и опытные мастера. Фидий создавал скульптуру и руководил общими работами. Как уже упоминалось, Мнесикл, Иктин и Каликрат были авторами Пропилей и Парфенона. Их мастерство не смогли превзойти последующие поколения. Композиция Парфенона, учитывающая его местоположение на самой высокой части скалы, относительно моря и главного входа, масштаб сооружения, пропорции всех частей, скульптурные фронтоны и метопы — все было тонко продумано и отвечало задачам церемонии Панафинеи — подношения Афине пеплоса, сотканного девушками. Этот праздник начинался длительным шествием вокруг скалы Акрополя, подъемом на главный уровень, проходом через Пропилеи к статуе Афины мимо ее главного храма Парфенона (рис. В.6). Каждая деталь фасадов всех храмов, их общее композиционное решение как комплекса прорабатывались авторами до мельчайших подробностей. И как результат, человечество получило в наследие красивейшее произведение зодчих этой эпохи (рис. В.7). Важным явлением во времена расцвета греческой архитектуры была попытка запроектировать и осуществить в натуре новую планировочную структуру города (рис. 4). Имя первого градостроителя, дошедшее до нас, — Гипподам. Его нововведение встретили в штыки. Во-первых, для осуществления своего замысла, автор в те времена сталкивался с противодействием частных собственников, в результате чего дороги, стены городов часто принимали причудливые изгибы, обходя частные землевладения. Во-вторых, Гипподам проводил через свои планировочные решения идею равенства, что вызывало сопротивление аристократии. Тем не менее, ему удалось воплотить в жизнь свои замыслы о регулярной планировке городов: на севере Греции были обнаружены руины города Олинфа, отстроенного по гипподамовой системе с регулярной планировкой жилых кварталов, в основе которой лежали группы блокированных домов. Дома имели одинаковую планировочную структуру, в соответствии с которой все комнаты дверными и оконными проемами выходили на юг. Однако небольшие дома вскоре стали не устраивать общество своими скромными размерами, и жители начали расширять их за счет соседних домов. Гипподам Рис. 4. План раскопок греческого города Олинфа в Македонии (V в. до н.э.) 17
Основы архитектурно-конструктивного проектирования заложил в основу своей системы планировочную структуру традиционного жилища, что говорит о внимательном отношении архитектора к жилищному строительному опыту народа. Останки города сохранились, несмотря на его полное разрушение царем Филиппом Македонским, якобы за то, что он потерял глаз от стрелы греческого воина. Гипподаму, вероятно, принадлежит регулярная система планировки городов на о. Родос, в Пирее и ряде других мест. После падения Афинского союза и с началом завоеваний Александра Македонского с 336 г. до н.э. строительство гражданских построек существенно снижается. На передний план выходит строительство укреплений, защитных стен, сооружение осадной техники и создание вооружения. Все это способствовало появлению новой науки «полиоркетики», которая включала новую для своего времени механику. Профессия зодчего обретает новые черты. Зодчий превращается в военного инженера. Среди плеяды новых специалистов-полиоркетов известность обретает зодчий-инженер Аполлодор Дамасский (II в. н.э.). В смутное военное время приобретают особое значение осадные башни-гелеполи, достигавшие огромных размеров в 40 м высотой, что равняется 13-этажному современному дому. Известно, что на о. Родос приезжает архитектор Каллий, представивший во время своей лекции модель вращающегося на стене крана, с помощью которого можно захватывать гелеполи. Историки упоминают множество военных архитекторов, в том числе знаменитого Архимеда, который в течение трех лет (215–212 гг. до н.э.) помогал своими изобретениями защите родного города Сиракузы. Основателем полиоркетики был зодчий Филон из Элевзиса в IV в. до н.э. Филон прославился постройкой знаменитого арсенала в Пирее, здание которого габаритами в плане было внушительно: 131,2 м в длину и 18 м в ширину. Здание имело три пролета, средний из которых служил для людей, желающих осмотреть состояние вооружений, а в боковых хранилось оружие. Арсенал был не только практичен в своем планировочном решении, но и имел представительный дорический фриз* с триглифами* и метопами*. Арсенал был богатым и красивым сооружением. По его примеру на многих островах архипелага строятся арсеналы. Филон принимал участие в строительстве в Афинах и в своем родном городе Элевзисе. По-видимому, Филон был яркой, уважаемой и значимой личностью своего времени, так как его часто упоминают античные историки. Проанализировав важные этапы творчества известных архитекторов античной Греции, можно прийти к выводу о том, что профессия зодчего претерпела существенные изменения. Она технически укрепилась, развилась и расширила сферу своего применения. Профессия зодчего в эпоху Древней Греции обрела совершенно иное звучание, чем в Египте. Зодчий не стремился создать давлеющее над человеком архитектурное произведение, он трудился для человека и во славу его прекрасной природы. «Весь смысл творчества античных зодчих, как мы видим, состоял, прежде всего, в рациональном подходе и в одновременном доведении его до степени прекрасного», — отметил профессор И.С. Николаев. Открытие закономерностей прекрасного в архитектуре на многие века заложило основу для творчества архитекторов эпохи Возрождения и классицизма, заставило их искать новые подходы к этому процессу в архитектуре. Поиск прекрасных пропорций, базирующихся на пропорциях человеческого тела, лег в основу закономерностей в архитектуре современности. Ле Корбюзье, известный архитектор XX в., отталкиваясь от предпосылок, которыми руководствовались греки, создал свой «Модулор», в котором нашел человеческую мерку для применения ее в пропорционировании архитектуры современности. Несмотря на то, что в «Модулоре» чело18
Раздел 1. Профессия — зодчий век провозглашен «мерой всех вещей», многочисленные практические примеры золотых пропорций, разработанные греками, останутся «необходимым средством для достижения эстетически полноценного произведения архитектуры» современности, как замечает профессор И.С. Николаев. Римское архитектурно-строительное дело значительно продвинулось вперед по сравнению со своими предшественниками, особенно в техническом отношении. Базируясь на опыте и приемах архитектурной пластики греков, взяв на вооружение греческую ордерную систему, римляне пошли дальше. Италийская культура зародилась еще в XIII в. до н.э. и за тысячу лет прошла путь от республиканского правления, через военную диктатуру к огромной империи. Вся история Рима связана с завоевательными войнами. Это, с одной стороны, выработало миропорядок в обществе, который опирался на прагматизм и организацию; с другой, — огромная империя приносила постоянный рост благосостоянию народа, обогащение определенных слоев общества, определяла тягу к роскоши. Вследствие этого новое устройство общественной жизни потребовало совершенно иных типов зданий. Во-первых, были необходимы защитные сооружения, поэтому римляне выбрали стену как основу своего строительства, отказавшись от галерей греческих периптеров*, образованных колоннадами. Во-вторых, необходимыми стали общественные здания и сооружения, такие как форумы* и базилики*, чтобы осуществлять множество административных, торговых, судебных и других функций; термы*, где, кроме гигиенических услуг, предоставлялись возможности для занятий спортом, литературой, музыкой и т.д. Иными словами, термы были своего рода общественными клубами для отдыха и занятий по интересам, как говорят сегодня. Строились крупные зрелищные сооружения, такие как Колизей, вмещавший 50 тыс. зрителей, или цирки для соревнований на колесницах. Помимо зданий нового назначения, в Риме была построена канализационная система — клоака, которая позволила сохранять город в чистоте. Акведуки приносили чистую воду в город с большого расстояния. В III–IV вв н.э. в Риме насчитывался 1 млн человек населения. В городе было построено 8 мостов через Тибр, 10 базилик, 11 терм, 1352 фонтана и колодца, 46602 инсулы (7–8-этажные жилые дома). Все это требовало огромного расхода воды. Римские акведуки обеспечивали до 1000 л воды на человека. Строительство из камня становилось, с одной стороны, трудоемким и длительным, с другой, — империи требовались здания, построенные на века, что несло в себе идеологическую нагрузку. Рим должен стоять вечно. Все это связывалось с обеспечением прочности. Хотя бетон был изобретен не в Риме, но римляне стали применять его повсеместно, усовершенствовав состав и придав ему различные прочностные качества в зависимости от наполнителя. Римский бетон явился техническим прорывом в строительном деле. Результатом стали огромные базилики (рис. В.8) и термы (рис. 5), Колизей (рис. В.9) и Пантеон (рис. В.10). Получив в руки мощное средство для обеспечения прочности стеновых и сводчатых систем, римляне во многих случаях отказались от истинной работы ордеров, превратив их в декоративный элемент архитектурно-художественного образа своих произведений. Циркульная же арка, которая часто была также декоративным средством, одновременно выступала у них как истинная несущая конструкция в мостах и акведуках*. Таким образом, римское строительное дело пошло своим путем, опираясь на новый технический уровень и возводя здания во много раз превышающие по размерам греческие. Профессия архитектора формировалась в римскую эпоху, исходя из широких потребностей богатого и организованного общества. Римляне очень много строили. Они возвели дамбы, обустраивали дороги, строили акведуки, занимались возведением складов, арсеналов, военных укреплений. Год от года ширилось жилищное 19
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Рис. 5. Термы Каракаллы. Аксонометрическая реконструкция строительство. Как уже упоминалось, грандиозное строительство связано с возведением общественных зданий и сооружений: форумов, терм, цирков, амфитеатров. Состоятельное общество во главе с императором заказывало богатые дворцы и загородные виллы. Все это требовало профессионалов в области архитектуры и строительного дела. Присутствие архитектора предписывалось в войсках, так как под его наблюдением и участием строились мосты, дороги, военные лагеря, укрепленные форпосты, военные колонии. При этом архитектор осуществлял проектирование и руководил работами, участвовал в военных походах, был членом военного совета. Из столь многосторонней деятельности проистекали и требования к уровню образования архитектора. Если сначала, как и в Греции, образование было индивидуальным, то с возросшей потребностью в профессии начали учреждаться специализированные школы, где обучались архитектуре. Профессия стала массовой. В одном только Риме насчитывалось 700 архитекторов. Это одна из причин, почему, несмотря на большое уважение общества к архитектору, он не получал права обозначения авторства на своей постройке, в отличие от Греции, где имя автора высекалось не только на сооружении, но им могли быть названы улицы. На постройке высекалось имя владельца, вложившего в строительство средства, что было данью меркантильности римского общества, где деньги — мерило благополучия. Если в Греции архитектор получал немного, но его авторство оставалось публичным, то в Риме архитектор зарабатывал хорошо, но авторство отступало на второй план. Мы не знаем авторов Колизея или терм Каракаллы, в строительстве которых участвовало множество архитекторов, если брать во внимание размеры этих сооружений: имен нигде не высекали. Архитектор должен был быть разносторонне образован, знать греческое строительное дело, поскольку Рим полностью воспринял традиции греческой культуры и архитектуры, внеся в них некоторые упрощения и собственное пропорционирование и насытив архитектуру более богатым декором. Стремление к пышности повлекло за собой выделение и более частое применение коринфской ордерной системы. 20
Раздел 1. Профессия — зодчий Сложная организация римского общества, широкий размах строительных работ потребовали привлечения архитекторов на государственную службу. Появились новые специализации в архитектуре: кураторы вод, «громатики», ведущие надзор за отводом земель, «менсоры», ведущие контроль за разбивкой новостроек. Архитекторы часто участвовали в строительстве вдвоем: Иктин и Калликрат — Парфенон, Анфтимий и Исидор — храм св. Софии в Константинополе. Это наталкивает на мысль, что обязанности разделялись. По-видимому, один отвечал больше за проект, другой — за постройку. Оба оставались при этом авторами. Архитекторами становились не только специально подготовленные профессионалы, но часто императоры брали на себя ответственность за проектирование и строительство некоторых зданий. Особенно этим отличался император Адриан, по проектам которого было построено несколько зданий. Архитекторы часто предпочитали специализироваться на каком-нибудь одном направлении архитектуры. Римские архитекторы работали по чертежам, выполненным на пергаменте, в то же время они создавали модели для предоставления заказчику. Проект сопровождался сметой. За архитекторами устанавливался контроль, от них требовали бумаги, наподобие диплома специалиста. Одновременно архитектор оплачивал перерасход сметы, если он составлял более 25 % от стоимости строительных работ. Одним из наиболее известных архитекторов I в. до н.э. был Витрувий. Он, по сути, был военным инженером, получившим прекрасное образование в домашних условиях. Однако сведений о том, был ли Витрувий крупным зодчим своего времени, нет. Тем не менее, его «Десять книг об архитектуре» пережили многие памятники материальной культуры того времени. Они оказались прочнее римского бетона. Книги были написаны по заказу императора Августа, охватывали практически все аспекты архитектурной деятельности, были известны во времена империи, но забыты с ее падением на тысячу лет. Только в ХV в. свиток с этим трудом был найден в одном из итальянских монастырей. На многие столетия он стал руководством к действию для архитекторов. Труд изучали, трактовали, на его основе строили новые исследования в архитектуре. Основной постулат Витрувия — «польза, прочность, красота» — стал отправным для архитекторов всего мира. Витрувий настаивал на том, что в основе архитектуры лежит наука, что собственно является причиной неувядаемой правоты его учения о целях зодчества и средствах достижения этих целей. Несмотря на то, что прошли века, изменилась функциональная наполненность зданий, появилось множество совершенно новых типов зданий, которых не знала античность, в строительстве стали применяться новые материалы, на основе которых в архитектуру вошли новые конструктивные решения, здание должно быть прочным, полезным и красивым. Во II в. н.э., во времена правления императора Траяна, которое было признано современниками и историками как наиболее благополучное в период существования Римской империи, активно развивались искусства, литература, науки и архитектура. Наиболее значительной фигурой периода можно назвать архитектора Аполлодора, которому принадлежат самые значительные постройки. Во времена покорения даков возникла необходимость построить мост через Дунай. Эта работа была поручена Аполлодору. Мастер успешно справился с поставленной задачей, в дальнейшем также воздвигнув мост Алькантара через реку Тахо в Испании. Его авторству принадлежат многочисленные акведуки в Испании, в том числе известный акведук в Сеговии (рис. В.11). Наиболее грандиозной постройкой Аполлодора стал форум Траяна рядом с существующими форумами предшествующих императоров (рис. В.12). Форум Траяна был настолько большим, что для его строитель21
Основы архитектурно-конструктивного проектирования ства было изъято около 200000 м3 грунта. Колоссальное полукружие пятиэтажного здания рынка как части форума возводилось из кирпича и замыкало его пространство. На территории форума находилась значительная по своим размерам базилика Ульпия длиной в 160 м, небольшой дворик с замечательной колонной Траяна, на которой в барельефе были изображены два его похода. Длина барельефа составляет 250 м с 2000 скульптурных изображений. В цоколе колонны захоронен прах Траяна и его жены. По грандиозности работ форум Траяна ставят на второе место после Колизея. Аполлодору также было поручено обновить старые термы. После выполненных работ термы Траяна послужили примером и основой для возведения термкомплексов Каракаллы, Диоклетиана, Константина. Все постройки Аполлодора отличает масштабность замысла и строительства. Среди значительных построек того времени в Риме выделяется Пантеон. Задуманный как центрическая ротонда Пантеон получил, скорее всего, из- за вмешательства следующего императора Адриана, крупный портик, который явно нарушил первоначальный замысел центрической композиции, несущей в себе идею объединения, в частности всех римских богов. После реставрационных работ по укреплению фундаментов в конце XIX в. было установлено время возведения Пантеона и его замечательного беспрецедентного купола из римского бетона диаметром 43,2 м. Однако авторство этого сооружения так и не было точно установлено. Можно предположить, что это был Аполлодор, обладавший знаниями и умениями крупного мастера своего времени, а не Агриппа, имя которого, вероятнее всего, появилось на фронтоне в результате конфликта между Аполлодором и Адрианом. Независимо от установления авторства Пантеона, важно понять, каким образом могла возникнуть эта гигантская по тем временам конструкция купола, которую изучали мастера Возрождения перед тем, как возвести свои огромные купола: Брунеллески — для собора Санта-Мария-дель-Фьоре во Флоренции, Микеланджело — для собора св. Петра в Риме. При этом значимость Аполлодора как наиболее яркого зодчего своего времени остается для всех последующих поколений наиболее важной. При рассмотрении истоков формирования технической мысли, позволившей, в конце концов, возводить столь сложные сводчатые и купольные конструкции с большими пролетами, необходимо обратиться к арке как основополагающей конструкции, которая получила свое развитие в системах акведуков. Протяженные акведуки, передававшие чистую питьевую воду с больших расстояний (например, акведук Марция поставлял воду с расстояния в 100 км), в основном имели подземную конструкцию. При этом необходимо было перекидывать некую систему через реки, овраги и другие низменные места. Акведук Марция получил 10-километровую надземную трехуровневую часть на основе аркад, убывающих по своим размерам вверх. Максимальные пролеты между опорами составляли 5,4 м. Трехъярусная аркада представляла собой внушительное и красивое сооружение. В ее пропорциях были заложены золотые соотношения. Конструкция поражала грандиозностью замысла. Через 100 лет после строительства акведука Марция техника в Риме существенно развилась. Мост Фабриция имеет пролет уже 24,5 м, что в пять раз превышает пролет акведука Марция. С помощью твердеющих в воде бетонов появилась возможность для возведения опор на глубине рек. Очевидно разделение профессии архитектора по профилям. Поскольку в строительном деле принимали участие не только римские архитекторы, но и греческие, то все проблемы, связанные с решением технических задач в военном и гражданском строительстве, взяли на себя архитекторы-римляне, а в гражданском строительстве, где художественная сторона была более важна, участвовали больше греки. Уровень технического мастерства 22
Раздел 1. Профессия — зодчий римских зодчих был весьма высоким. Они обеспечивали крупномасштабное строительство с большепролетными сводчатыми и купольными конструкциями, создавали системы центрального отопления и напорного водоснабжения в зданиях. В области военного строительства, строительства плотин, мостов, акведуков римские архитекторы не знали соперников. I–II вв. н.э. время расцвета литературы, наук и архитектуры римского общества, в том числе осмысление и установление собственных творческих традиций в архитектуре. На фоне сложных конструктивных систем возникает чисто римская трактовка декоративного убранства архитектуры — широкое использование арки и более яркий и пышный декор. В заключение можно сказать, что вклад римских архитекторов в строительное дело, развитие технической мысли, создание собственных художественных традиций сделал эпоху античного Рима одной из наиболее ярких и значимых в истории цивилизаций. Применение римского бетона и создание на его основе грандиозных для своего времени большепролетных сводчатых и купольных систем, разработка и строительство новых типов зданий, применение новых технических приемов в строительстве, разработка систем пропорционирования, свойственных художественной традиции римского общества — все это сделало римских зодчих основоположниками в архитектуре на долгие века, вплоть до промышленной революции (практически, до XIX в., когда в руках зодчих появится металл, стекло и железобетон). Пространственный размах римской архитектуры, высокий технический уровень, строгая лаконичность форм, законченность композиции поставили Древний Рим на одно из ведущих мест в развитии мировой архитектуры. 1.1.2. Византийская империя и Европейское Средневековье История Византии — это история процветания, войн и упадка в течение IV– XV вв. Само государство возникло в результате распада великой Римской империи на Западную и Восточную под натиском варваров в IV в., перенесения столицы в Константинополь и установления самостоятельности государства под названием «Ромейская империя». В начальный период существования Византии на ее территории были собраны многие богатства, перевезенные из Рима. На волне экономического подъема в стране развивались искусства и науки. С введением христианства появилась необходимость в строительстве крупных храмов, вмещающих большое количество молящихся. От античного рационализма общество склонилось к религиозной мистике. Храмовое и монастырское зодчество захватывает страну. Строится собор св. Софии в Константинополе (рис. В.13). В Равенне, которая оставлена Византией в Италии как колония, воздвигается храм св. Виталия (рис. В.14), строится мавзолей Теодориха (рис. В.15). Несмотря на богатство и расцвет культуры в начальный период государственности, особенно при императоре Юстиниане, на протяжении многих последующих столетий Византии приходилось постоянно испытывать натиск сельджукских турок, монголов, османских турок, а затем болгар и славян. Даже Крестовые походы, имевшие целью отвоевание у турок Святой земли, обернулись против Византии. В IV Крестовом походе крестоносцы осадили Константинополь, разграбили его, а уже в 1453 г. османские турки завоевали город, покончив окончательно с Византией как государством. Поскольку Византия была христианской империей, она испытывала постоянное давление со стороны близлежащих мусульманских территорий. Для усиления и упрочнения религиозных основ христианства по всей территории было развернуто активное храмовое строительство. Постоянные войны и переход территорий 23
Основы архитектурно-конструктивного проектирования под власть османских турок с магометанской религией — причина того, что не сохранилось большого количества памятников этой эпохи. Тем не менее, известно, что в империи одновременно с храмами строилось много зданий самого разного назначения, большое количество укреплений и дорог. Это требовало и множества специалистов, причем специалистов высокого уровня. С этой целью в государстве открываются специализированные учебные заведения. Императоры содействуют расширению и умножению архитектурных кадров, обеспечивая учащихся стипендиями и освобождая родителей от налогов, которые в Византии составляли значительные суммы. За счет очень высоких налогов и победоносных войн государство во главе с императорами вкладывало средства в строительство храмов, дворцов, странноприимных домов, больниц и, конечно, оборонительных сооружений. Перед архитекторами, кроме уже традиционных для этой профессии задач, воспринятых еще от Римской империи, встали совершенно иные, которые определялись новыми канонами и большим количеством молящихся в храме. Если языческая религия предусматривала целый пантеон божеств, то в христианской — Бог един. Необходимо было создать некую имитацию небесного свода, где бы обитало божество, окруженное ангелами. Для этих целей более всего подходило купольное сооружение, а внутреннее пространство должно было обладать структурой, направляющей внимание молящихся к алтарю, размещенному в восточной абсиде. Иными словами, архитектору необходимо было объединить купольное сооружение, такое как уже известный Пантеон в Риме, с римской базиликой, состоящей из трех нефов*, дающей возможность проникать свету в центральный неф через окна в его повышенной части и имеющей продольно-осевую планировочную структуру. Так, постепенно, отталкиваясь от центрического сооружения, такого как мавзолей Теодориха, византийские архитекторы пришли к совершенно новому типу храма, которое нашло свое отражение в величайшем памятнике архитектуры соборе св. Софии в Константинополе. Центрическое купольное сооружение, объединенное с продольно-осевой структурой базилики, доминирует на многие века в архитектуре христианского храмового зодчества. Эта планировочная и конструктивная система, соответствующая идеологии единого Бога и одного властителя на земле в лице императора или царя, найдет свое отражение в храмовом зодчестве не только Западной и Восточной Европы, но и в Древней Руси, где ей придадут особенное своеобразие, а также в Армении и Грузии. Даже в мусульманских мечетях эта система станет основой их образа, одновременно с чем будут заимствованы строительные приемы, примененные греческими мастерами при возведении этих сооружений. Собор св. Софии — Премудрости Божией в Константинополе («София» — от греч. «мудрость») должен был стать главным храмом не только Византии, но и всего мира, памятуя традиции и величие античного Рима. Его размеры, внутреннее строение и убранство должны были поражать как паству, так и иностранцев. В нем проводились не только религиозные мистерии, но и большие празднества во главе с императором и его семьей. Таким образом, задача, которая встала перед архитекторами, была необычной. Для решения этой сложнейшей задачи были привлечены известные мастера греческого происхождения Анфимий из Тралл и Исидор старший и младший из Милета. Очевидно, что эти архитекторы должны были обладать всей широтой знаний в области возведения крупных сооружений, существовавших в это время. По свидетельствам историков Прокопия и Афанасия, известно, что Анфимий был хорошим механиком, т.е. инженером, руководил работами, а Исидор ему помогал. Каков был архитектурно-строитель24
Раздел 1. Профессия — зодчий ный метод этих мастеров остается неясным. Однако понятно, что перед строительством чертежи исполнялись не на песке, а на бумаге, уже известной в это время, с помощью угольников, измерителей и циркуля. Только после этого начиналась разбивка здания на строительной площадке. Пространственное решение, которого удалось добиться архитекторам, до настоящего времени поражает смелостью конструктивной мысли и широтой архитектурного подхода (рис. В.16). Уплощенный тонкостенный купол диаметром 33 м парит над огромным пространством крестообразного в плане помещения. Полукупола с восточной и западной стороны увеличивают ощущение грандиозности этого свободно перетекающего пространства. Купол опирается на четыре столба через арки парусного свода* и на стену с 40 световыми проемами, через которые солнечный свет льется внутрь храма. Тонкие простенки между окнами пришлось со временем укреплять, настолько смелым было это решение, что во время землетрясений они начали разрушаться. Распор от плоского купола, который во много раз больше, чем от сферического, воспринимался полукуполами и четырьмя мощными пилонами. Беспрецедентное архитектурно-конструктивное решение восхищало не только современников; оно и в наше время остается непревзойденным по технической мысли и архитектурно-пластической выразительности среди каменных куполов, когда-либо возводившихся в мире. Новая организация внутреннего пространства привела к пересмотру сложившихся античных традиций и распространению этого опыта как на территорию Европы, так и на Древнюю Русь. Средние века в Европе приходятся на IV–XIV вв. Длительный период Западная Римская империя приходила в упадок под натиском остготов, гуннов, лангобардов, вандалов, венгров, норманнов. Разрушалась огнем и мечом материальная культура античной цивилизации, уходило в прошлое язычество. На смену пришло христианство, распространившееся по всей территории Европы, начиналось медленное становление феодальных государств. Профессия архитектора, ее место в жизни общества по-прежнему оставались чрезвычайно важными. Необходимо было возводить христианские храмы, монастыри, восстанавливать и строить новые мосты, осуществлять военное строительство, планировать возникавшие города. Сведений о положении архитектора в этот период дошло до нас существенно меньше, чем из истории античности. Это объяснялось тем, что для «темных» веков характерны бесконечные войны за передел территорий, очень низкий уровень грамотности. В это время название профессии обрело новое звучание. Вместо привычного слова «архитектор», обозначавшего главного строителя, зодчего, сначала появилось понятие «каменщик», а затем «мастер-каменщик». В связи с этим долгое время считалось, что как таковых архитекторов-профессионалов в этот период вообще не было, все строительство осуществлялось «свободными каменщиками». Однако очевидно, что руками простых строительных рабочих невозможно было возвести такие огромные и технически сложные романские и готические соборы. Французский архитектор-реставратор Виолле-ле-Дюк и его соплеменник О. Шуази доказали, что специалисты-архитекторы не только вели строительство этих сложных сооружений, но перед строительством делали расчеты, создавали чертежи и модели будущего здания. Только обученные профессиональные специалисты могли руководить строительством, понимая работу конструкции, свойства строительных материалов, технологии возведения столь грандиозных для своего времени объектов. Из-за дробления территории Европы, бесконечных войн, эпидемий, уносивших население целых селений и городов, частичной потери накопленного в античный период архитектурно-строительного опыта до нас почти 25
Основы архитектурно-конструктивного проектирования не дошли имена выдающихся зодчих, составивших славу своего времени и благодаря которым потомкам остались удивительные произведения этого сложного исторического периода. Только кое-где в соборах по углам на покрытии пола обозначались имена лиц, по-видимому, имевших прямое отношение к их строительству. Так до нас дошли имена Жана д’Орбэ, Жана де Лупа, Гоше Реймского и др. из Реймского собора (рис. В.17); Роберта Люзарша, Томаса и Реньо де Комонов из собора в Амьене (рис. В.18). В сферу деятельности мастера входил большой круг обязанностей. Как уже упоминалось, перед началом строительства создавались чертежи, некоторые из которых дошли до нас. Эти проекты были выполнены на высоком профессиональном и графическом уровнях. Для осуществления чертежной проектной работы, по исследованиям французского ученого А. Стейна, на строительной площадке отводилось специальное помещение. В нем выполнялись чертежи и модели деталей для исполнителей. Однако до конца не понятно, пользовались ли ими при непосредственном возведении здания или это были больше документы для определения стоимости объекта, особенно в ранний период Средневековья. Очевидно, что мастер осуществлял разбивку здания на строительной площадке, следил за возведением конструкций, отвечал за их прочность, обеспечивал качество строительных работ. Иначе говоря, выполнял задачи инженера-архитектора. Декоративные элементы выполняли по шаблонам или моделям. На этом этапе работы проявлял себя рабочий-каменщик, который, сохраняя общее художественно-пластическое решение декоративной отделки, вносил свой индивидуальный вклад в создание декора или скульптуры. Оплата работы мастера и каменщика была разной. Каменщик получал сдельно за выполненный объем работы, мастер — повременно фиксированную оплату. Напрашивается вывод о том, что главным был архитектор, поскольку в романскую эпоху декор и скульптура почти отсутствуют, а прочность всегда стояла на первом месте в любое время. Одновременно со строительством сложных в инженерном отношении соборов архитекторы выполняли множество утилитарных задач: строили мельницы, прокладывали водопровод и канализацию, правда, в незначительных по сравнению с античным Римом объемах, возводили производственные здания. Особенно распространены в Средние века были хорошо укрепленные крепости. Их строительство представляло не меньшую сложность, чем возведение соборов, так как для них выбирались высокие утесы, труднодоступные холмы (рис. В.19). Крепости окружались мощными стенами и рвами, заполняемыми водой, перекидными мостами. Все это входило в сферу деятельности мастеров, которых сегодня назвали бы инженерами-архитекторами. Как выполняли чертежи проектов в Средние века и с какой целью? В ранний период чертежи отличались схематичностью и часто отсутствием масштаба. Однако уже в XIII в. чертежам средневековых специалистов могли бы позавидовать современные архитекторы, настолько подробно и точно выполнялась проектная документация на пергаменте чернилами и пером с применением чертежных инструментов (циркуля и масштабной линейки). Из ранних чертежей сохранился чертеж плана Сан-Галленского монастыря, строительство которого было начато еще в 829 г. Чертеж выполнен красными линиями на большом куске пергамента. Внутри плана изображены скамьи, столы, печи. План вычерчен без масштаба. В XIII в. уровень графического исполнения чертежей резко возрастает. Чертеж фасада Реймского собора, относящийся к 1270 г., выполнен в масштабе по линейке с циркульными кривыми. Все декоративные детали собора при этом отличаются одна от другой. Очевидно, что над их исполнением творчески рабо26
Раздел 1. Профессия — зодчий тали «каменщики». Сохранились чертежи фасада собора в Страсбурге на пергаменте размером 62 × 86 см. К XIV в. относится серия чертежей западного фасада Кельнского собора, выполненного в масштабе 1 : 60 на пергаменте трехметровой высоты и полутораметровой ширины. На чертеже проработаны все детали, что доказывает высокий уровень графического мастерства исполнителей. Для демонстрации столь высоких профессиональных знаний и навыков, очевидно, была необходима предварительная подготовка. Раннее Средневековье характеризуется массовым переселением из городов в сельскую местность. Значение профессии падает. Однако с ростом и развитием городского строительства возрождается полноценная профессия архитектора. По сложившейся традиции он называется каменщиком. При этом «монастырский» период Х – ХII вв., когда образование получали только за стенами монастырей, отчасти содействовал сохранению и возрождению архитектурной профессии. Из монастырских школ выходили специалисты со знанием гидравлики и военной инженерии, что было необходимо для обеспечения обороноспособности городов и крепостей и снабжения населения водой. Эти школы давали в большей степени технические знания, художественное мастерство обреталось в процессе индивидуального обучения, часто на строительной площадке. Ученичество у большого мастера продолжалось длительное время, знания передавались под строжайшим секретом. Часто процесс обучения проходил внутри семьи и знания переходили от отца к сыну. Одновременно с передачей художественных творческих навыков необходимо было и школьное обучение грамоте, счету, геометрии со стереометрией. Таким образом, архитектор Средневековья должен был обладать значительным набором профессиональных знаний для осуществления сложных строительных задач, например, строительства романских и готических соборов, крепостей, мостов и т.п. (рис. В.20). Зодчим этого периода удалось создать совершенно новые конструктивные системы с нервюрными* сводами и передачей нагрузки от них через арочные аркбутаны* на внешние столбы-контрфорсы, которые включались в общий вертикальный строй готических соборов. При сравнительно небольших пролетах нефов (10—15 м) готические соборы были очень высокими. Собор в Солсбери имеет высоту шпиля 123 м (рис. В.21), собор в Страсбурге — 142 м. Готические соборы не превзошли по величине ни соборы эпохи Возрождения, ни даже пирамиду Хеопса (147 м). Если собор св. Петра в Риме выглядит огромным, то готические соборы — высокими. Их архитектурно-пластическая выразительность достигается устремленностью всех элементов ввысь, к Богу. Необходимо отметить, что готические соборы, строительством которых практически завершаются Средние века, были не массивными монументальными зданиями, а кружевными конструкциями, отражающими идею легкости и воздушности (рис. В.22). Таким образом, архитектор в Средние века должен был одновременно быть скульптором, создающим богатейшее декоративное убранство собора. Из имен архитекторов до нашего времени дошло имя Виллара де Оннекура, который родился около 1200 г. во Франции. Скорее всего, Виллар был типичным представителем архитектурной профессии своего времени. Его альбом с 63 листами содержит рисунки и чертежи, выполненные на высоком графическом и художественном уровнях. Обладая знаниями в области техники кладки, сложных конструкций стрельчатых арок и сводов на их основе, что подтверждают его чертежи и эскизы, Виллар, очевидно, был и очень хорошим художником. В его альбоме присутствуют зарисовки животных, человека, множества деталей планов и декора 27
Основы архитектурно-конструктивного проектирования самых разных соборов в Шартре, Реймсе, Лионе и др. (рис. 6). Великолепно выполненная деревянная резная деталь говорит о том, что автор был превосходным художником орнамента. При этом о самой личности Виллара ничего не известно. Его «Альбом» — величайшая ценность, хранящаяся в Париже, — дает достаточно ясное представление об архитектурной профессии в Средние века. Рис. 6. Рисунки из альбома архитектора Виллара де Оннекура, ок. 1200 г. (Национальная библиотека в Париже) Еще одно имя дошло к нам из «темных» веков — имя строителя Реймского собора (см. рис. В.17). Собор начал строиться в 1211 г. С началом строительства связывают его создателя Жана д’Орбэ. По-видимому, архитектор заложил общую концепцию собора и успел воплотить в жизнь алтарную часть храма, на что указывает высеченная в соборе надпись. Среди готических храмов Реймский собор отличается особенной ясностью решения, внутренней структурой, наиболее ярко выражающей религиозную идею — обратить души молящихся к Богу. Такой выразительный результат был достигнут во многом внутренним пропорциональным соотношением пролета* и высоты среднего нефа 1 : 2,8, тогда как в Шартрском соборе — всего 1 : 2,21 (рис. В.23). При этом не только неф выше почти на 1 м, но и пилоны тоньше, чем в Шартрском соборе. Столь смелое и композиционно цельное решение легло в основу всей будущей храмовой архитектуры. Собор заканчивали строить в 1427 г. Вероятно, в строительстве мог принимать участие Виллар де Оннекур. В строительстве Кельнского собора принимали участие французские специалисты Анри и Пьер Парлэ, отец и сын. Собор начали строить в 1270 г. (рис. В.24). Предположительно фамилия Парлэ — прозвище, образованное от французского слова «говорящий». Таким образом, можно предположить, что Парлэ-отец выполнял роль посредника между главным архитектором и строительными рабочими, т.е. роль прораба. При этом, скорее всего, он принимал участие в создании проекта, доскональное знание которого упрощало общение с большим количеством исполнителей с помощью чертежей, используемых на строительной площадке. После смерти отца сын продолжал строительство Кельнского собора, 28
Раздел 1. Профессия — зодчий а затем церкви в Гмюнде (Германия). Причем Пьер стал проводником новых идей в готическом зодчестве: через витиеватый декор они выражали не главную композиционную идею сооружения, а, напротив, во многом скрывали ее за богатейшим декоративным убранством. Этот период относился к стилю архитектуры, который назывался «пламенеющей готикой» и отразил его закат. Итак, в Средние века в Европе архитектор стал называться мастером, старшим каменщиком, магистром. Хотя суть его деятельности, в основном, осталась прежней. Архитекторы создали замечательные памятники: романские и готические соборы, отличающиеся высочайшим техническим уровнем, крепости, строительство которых требовало больших инженерных знаний, мосты и другие постройки. Средние века стали ступенью к следующей эпохе — эпохе Возрождения. 1.1.3. Эпоха Возрождения и барокко Возрождение ворвалось в Средние века стремительно и бескомпромиссно. Италия, безраздельно царствовавшая целое тысячелетие на берегах Средиземноморья, в период конца ХIV–ХV вв. была разделена на три части. Север испытывал давление со стороны Франции и Германии. Юг с неаполитанскими землями и Сицилией выделился в самостоятельное княжество. Центральная часть состояла из отдельных городов-республик, в которых быстро начали развиваться производство, торговля, банковское дело. Политическая система склонялась к общественной форме правления, главную роль в которой играли не монархи, а состоятельная буржуазная верхушка. В умах складывалось новое отношение к окружающему миру, природе, самому человеку и его месту в этом мире. Гуманистический подход в мировосприятии широко распространился среди представителей развивающейся науки, искусств и литературы. Развитию искусств способствует существенное финансовое обеспечение со стороны богатейших семей Флоренции. Семьи Медичи, Питти, Пацци окружают свою жизнь большим количеством художников, скульпторов и, конечно, архитекторов. Меценаты не скупятся на большие вложения в архитектуру. Дети стали получать хорошее образование, в которое входит обучение рисунку и живописи, для чего требуется множество учителей. Большинство зажиточных граждан заказывают живописные и скульптурные произведения искусства для украшения своих домов и парков, что влияет на появление художественных школ на базе мастерских известных художников и скульпторов. Гуманисты этого периода подвергают серьезной критике устои предшествующей готической эпохи, связывая ее с религиозным догматизмом. Такой же критике подверглись памятники и архитектурные достижения того времени. Необходимо было найти новые приемы в архитектуре, отражающие гуманистические настроения в обществе. Для этого как нельзя лучше подошла античность, с ее открытостью к внешнему миру. Интересно, что Возрождение берет за основу исключительно римское искусство, а не греческое, которое было более логично и обладало гармонией и целесообразностью. Веку богатства и благополучия были ближе идеалы красоты Римской империи, чем республиканская демократия греков. В постройках эпохи Возрождения была активно развита плоскость стены, которая требовала вмешательства изобразительных искусств для ее украшения. Мастера Возрождения обращались к римским росписям и скульптуре, которыми украшались античные здания, а не к храмам античной Греции, представленным чаще строгими периптерами, окруженными со всех сторон колоннадой. Профессиональное положение архитектора эпохи Возрождения в корне меняется. Эпоха сохранила множество имен архитекторов, составивших славу 29
Основы архитектурно-конструктивного проектирования профессии зодчего. Помимо уже выработанных приемов организации архитектурно-строительного дела, в это время над одним произведением архитектуры могли трудиться несколько авторов, не просто продолжая постройку своего предшественника, но и изменяя или корректируя со временем первоначальный замысел. Так было со строительством собора св. Петра в Риме (рис. В.25). Много известных в свое время архитекторов и художников принимало участие в его проектировании и строительстве: Браманте, Рафаэль (участвовал в конкурсе), Антонио де Сангалло, Микеланджело, Доменико Фонтана и Карло Модерна внесли свою лепту в строительство грандиозного собора. Таким образом, преемственность и самостоятельность были чертами архитекторов этого времени. У архитектора было много помощников. Так, Филиппо Брунеллески доверял своим помощникам весьма ответственные решения, а их ошибки ложились на плечи мастера. Известно, что Брунеллески обвинили в ошибке его помощника Франческо дела Луна при строительстве Воспитательного дома во Флоренции (рис. В.26). У Микеланджело работало значительное число помощников при строительстве собора св. Петра, которые впоследствии стали известны в самостоятельной профессиональной деятельности, например Джакомо дела Порта и Доменико Фонтана, которые продолжили строительство собора после смерти мастера. Кого же в эти времена можно назвать архитектором? Мастера проектировали, строили, создавали модели для заказчиков, занимались самым разным строительством от религиозных зданий до жилых дворцов, общественных зданий, мостов и т.д. Назвать себя архитектором мог каждый, поскольку не было дипломов об образовании. Однако общество допускало к этому званию только технически подготовленных и художественно образованных мастеров. Практика на строительной площадке была непременным начальным условием обретения профессии, работа под руководством опытного мастера давала необходимые знания. На завершающем этапе обучения будущий архитектор приобщался к проектному делу. На протяжении длительной подготовки накапливались художественные знания и умения. Объединение практики с теоретической деятельностью, как отмечали Альберти и Леонардо да Винчи, — непременное условие становления архитектора. Одним из распространенных методов повышения мастерства было изучение римских построек. Их раскапывали, обмеряли, зарисовывали, анализировали с точки зрения античного пропорционирования. Освоение античного опыта становилось основной архитектурной школой в эпоху Возрождения. К строительству любого сооружения допускались только представители цехов каменщиков, плотников и т.д. Такая организация строительного дела перешла в эпоху Раннего Возрождения из Средних веков. Но ни архитекторы, ни художники не имели своих цехов, в связи с чем на этой почве возникали конфликты. Так, Брунеллески хотя и вступил сначала в цех шелкоделов, а позже в цех ювелиров, однако при получении заказов на строительство у него возникали проблемы, потому что он не был членом цеха каменщиков. К ХV в. цеховая система начинает отмирать: состоятельная буржуазия предпочитала иметь дело непосредственно с мастером, а не с посредником в лице цеховых представителей. Несмотря на явные изменения, традиционное отношение к архитектору во многом оставалось прежним. К нему относились, как к слуге. В Ватикане ему отводилось место вместе с кучерами, скотниками и водоносами. Только к ХVI в., участвуя во всех больших начинаниях пап и верхушки государства, архитектор 30
Раздел 1. Профессия — зодчий постепенно обретает особое положение в обществе: способ оплаты его труда становится более «благопристойным», иногда в виде пенсий или особых привилегий. Эпоху Возрождения отличает от Средневековья существенный поворот в профессии архитектора. Литература и изобразительное искусство стремились к раскрепощенности, свободе, индивидуальности их авторов еще в ХIII в., в живописи востребован портрет, образы Мадонны и Христа обретают реалистичные черты, признаки идеалов красоты, свойственных эпохе. Архитектура также потребовала творческого отношения архитектора к своим произведениям. Архитектор становится, подобно своим собратьям в изобразительных искусствах и литературе, творческим художником, а не исполнителем, связанным догматами религии и требованиями общества. Закладывая в основу своего творчества ордерную систему античности, мастера Возрождения не только изучали и обобщали опыт прошлого, но и вырабатывали собственные подходы к ордерной системе. Теоретические трактаты Альберти, Виньолы, Палладио посвящались ордерным системам и их индивидуальной творческой трактовке. Архитекторы прекрасно владели перспективой и были не только квалифицированными чертежниками, но и блестящими рисовальщиками. Сохранилось множество чертежей, перспектив и рисунков Браманте, Брунеллески, Джулиано де Сангалло. Сохранились целые альбомы с предложениями о реконструкции или новоом строительстве, которые не были осуществлены. Особое внимание уделялось макетам или моделям будущей постройки. Помимо того, что это был способ наиболее реалистично представить здание заказчику, архитектору он также помогал увидеть произведение в пространстве, что давало дополнительную информацию об его архитектурно-пластических качествах. Во Флоренции в соборе Санта-Мария-дель-Фьоре (рис. В.27) и сегодня хранится макет фонаря купола высотой в 60 см в масштабе 1 : 22. В музее собора есть также две деревянные модели всего купола. Архитекторы эпохи Возрождения, так же как и в античное время, занимались строительством практически всех типов зданий и сооружений. Они строили гражданские частные и общественные здания, мосты, занимались фортификационными* сооружениями, водопроводными системами. Санмикеле проектировал крепостные ворота в Вероне, крепость на сваях на о. Лидо. Вазари в своих трудах подробно рассказывал о трудностях, которые возникали при возведении фундаментов. Микелоццо построил акведук и дорогу в Ассизи, Камичия сооружал мельницы, Антонио де Сангалло построил водопровод в Орвието, Фра Джокондо занимался планировкой городов. В ХVI в. начало развиваться садово-парковое строительство, в чем преуспел архитектор Триболо при проектировании и строительстве парка Кастелло. Архитекторов привлекали для строительства декораций во время праздников, карнавалов, в честь побед и т.п. При всем этом общество не позволяло представителям профессии выходить за рамки определенных кругов. Аристократические семьи не отдавали детей учиться ни на художников, ни на архитекторов, несмотря на то, что многие архитекторы достигали богатства и славы, как, например, Микеланджело, который при составлении контракта требовал, чтобы в его работу никто не мог вмешиваться. Основная же масса художников и архитекторов была зависима от заказчиков и часто выполняла свои произведения, учитывая не всегда грамотные требования с их стороны. Если обратиться к социальному происхождению зодчих этого времени, то наблюдается следующее: из 32-х архитекторов только один был из духовенства (Фра Джокондо), трое из семей аристократов (в том числе Альберти и Сансовино), двое 31
Основы архитектурно-конструктивного проектирования из «благородных, но обедневших семей» (Браманте и Микеланджело), 17 — сыновья художников, остальные из бедного сословия. Антонио де Сангалло-младший был сыном бондаря, Триболо — сыном плотника и т.д. Невозможно не остановиться на титанах-зодчих, прославивших свою эпоху, оставивших множество произведений. Первым, кто перевернул взгляд на архитектуру эпохи Возрождения, был Филиппо Брунеллески. Он был не теоретиком архитектуры, а практиком, который своим творчеством поменял взгляд общества на профессию. Он вложил в нее не только познания в технической области строительства, но и по-новому трактовал античные достижения, дух легкости, свободы и изящества, не свойственные античным образцам, на которые опирались гуманисты. Брунеллески родился в 1377 г. в семье нотариуса и с детских лет был окружен атмосферой гуманистических идей, витавших в доме. Он получил хорошее образование, но нотариусом не стал. Его привлекало творчество. Сначала он поступил в цех золотых дел, затем увлекся скульптурой, в чем достиг больших успехов, подружившись с известным скульптором Донателло. Затем получил второе место в конкурсе на двери Баптистерия во Флоренции в 1402 г. после Гиберти, это сделало их врагами на всю жизнь. Затем он уехал на три года в Рим, вернувшись, выиграл конкурс на возведение купола собора Санта-Мария-дель-Фьоре во Флоренции (рис. В.28). Он выиграл конкурс, предложив возведение с минимальным количеством строительных лесов*. Двухскорлупный купол диаметром 42 м, воздвигнутый с невероятной для того времени изобретательностью и технической новизной, которые давали огромный выигрыш в стоимости, полностью изменил существующий взгляд на возведение столь грандиозных сооружений. После античного Пантеона с куполом, имевшим в основании толщину оболочки около 7 м, «легкая» двухскорлупная конструкция с ребрами между двумя оболочками представлялась техническим чудом, в основе которого лежало восприятие распора от купола вытянутой вверх формы. Форма купола решала двоякую задачу. С одной стороны, она снижала распор в основании купола, с другой, — купол такой формы легко парил над окружающим пространством города, объединяя его и концентрируя внимание на себе. Поскольку распор нужно было чем-то воспринять, а контрфорсы готической эпохи не годились, Брунеллески закладывает в нижней трети высоты купола так называемые цепи из камня и дуба. Таким образом, он нетрадиционно и технически изобретательно заложил прочностные свойства купола, который стоит уже несколько сотен лет. Параллельно с возведением собора Брунеллески построил Воспитательный дом на площади Аннунциата во Флоренции. Дом для подкинутых и рожденных вне брака младенцев превратился в руках мастера в художественный шедевр. Хорошо зная и чувствуя изнутри принципы художественной трактовки античных ордеров, Брунеллески включает в композицию фасада, обращенного к площади, легкую аркаду. Как отмечает И.С. Николаев: «Красота арочной галереи здания поражает гармонией пропорций, изяществом деталей и смелостью конструкции аркады, вошедшей в мировой фонд лучших произведений искусства». Таким образом, Брунеллески личным творчеством изменил общественный вкус в Италии. Его вклад в развитие зодчества своего времени и в последующую архитектуру отмечали О. Шуази, М.В. Алпатов, особо останавливаясь на небольшой капелле Пацци в дополнение к Воспитательному дому (рис. В.29). Если М.В. Алпатов отмечает в этих произведениях присущую им «юношескую стройность и чистоту», то А.Г. Цирес пишет, что капелла — это «ранний цвет весны итальянского Возрождения. В ней юность, красота, стройность, чувство свободы и простоты». Трудно точнее выразить сущность художественной ценности этих построек. 32
Раздел 1. Профессия — зодчий Таким образом, Брунеллески своим творчеством внес неоценимый вклад в архитектуру новой эпохи Ренессанса. Талант и высочайший уровень инженерной мысли поставили его не только в ряд лучших зодчих мира, но и дали возможность возглавить не столь обширный круг гениальных архитекторов. Строительство собора св. Петра в Риме затянулось на долгие годы и имело сложную историю проектирования и возведения. Собор строился как главный собор католицизма. Габариты собора должны были быть такими же грандиозными, как и собора во Флоренции, если не больше. На месте строительства существовала старая базилика, которую решено было снести. Начинал проектировать и строить собор известный и опытный Браманте. Браманте оказался зачинателем нового стиля Высокого Возрождения, тяготеющего к классике с ее тенденцией к выражению политического всевластия папства. Наиболее яркие постройки Браманте: двор Бельведера в Ватикане и небольшая церковь Сан-Пьетро-инМонторио, точно отражающая стилистику художественных образов, созданных Браманте (рис. В.30). Имея малые размеры, здание выглядит очень цельно и величественно. Однако Браманте умер, не воплотив своих замыслов в жизнь. После его смерти многие авторы предлагали завершить собор, но все попадает в руки Микеланджело. Он пересматривает проект, превращая композицию в центрическую, общее решение которой тяготело к вертикальности. Микеланджело был скульптором, гениальным мастером, поэтому его в первую очередь интересовало восприятие здания из городского пространства. Он «лепил» объект как скульптуру, не соотнося пропорции ордерных систем с античными образцами, а вкладывая свое видение в соотношение элементов и целого. Над зданием собора должен был возвышаться купол на 17 м выше флорентийского: вместо отметки 58 м, на которую водружен купол Санта-Марии-дель-Фьоре, купол собора св. Петра поднят на отметку в 72 м. Композиция собора выглядела цельной и законченной, но мастер не дожил до завершения работ, и купол заканчивали его ученики и соратники Доменико Фонтана и Джакомо делла Порта, более сведущие в инженерной стороне дела, чем их учитель. Купол возводили всего 22 месяца. Несмотря на то, что купол уже через два года потребовал ремонта, собор, созданный гением Микеланджело, стал предвестником следующего стиля в архитектуре Возрождения — позднего Возрождения. В нем уже прослеживаются черты нарождающейся эпохи барокко, архитектура которой со всеми стилистическими особенностями расцветет в ХVII в. Микеланджело назовут отцом барокко. Поздние пристройки портика исказят первоначальный замысел, скрыв от зрителя в большой мере объем купола. Только колоннада Бернини, которую возвели в 1667 г., вернула собору и куполу объемно-пространственное звучание. Андреа Палладио — наиболее известный архитектор, творивший в ХVI в. Трактат Палладио «Четыре книги об архитектуре», постройки в Венеции, Риме и Виченце сделали его кумиром архитекторов многих последующих поколений. Правила пяти ордеров, представленные в трактате, изучались, применялись, часто слепо копировались. Его творческому методу следовали Иниго Джонс и Христофер Рен в Англии, братья Перро во Франции, Джакомо Кваренги в России, И.В. Жолтовский в советский период. След, который Палладио оставил в архитектуре, оказался очень привлекательным. Новые принципы раскрытия объемно-пространственных средств архитектуры в произведениях Палладио (театр в Виченце или вилла Ротонда (рис. В.31)) были поддержаны его современниками Сансовино, построившим библиотеку на площади Сан-Марко в Венеции (рис. В.32), и Санмикеле. Новое отношение к выражению глубинного простран33
Основы архитектурно-конструктивного проектирования ства в решении фасадов дало возможность иначе посмотреть на объемно-пространственное построение здания. Внимательно относясь к триаде Витрувия «польза, прочность, красота», Палладио особенно отмечал важность удобств для семьи. Функциональная сторона построения здания занимала у Палладио важное место. С технической точки зрения он проявляет себя опытным строителем, обеспечивая прочность постройки. Красота сопрягалась с целесообразностью. Каждая деталь ордерных систем отрабатывалась с позиций тонкого пропорционирования. Произведения мастера индивидуальны. Переоценить вклад Андреа Палладио в развитие архитектуры невозможно. В ХVI в. завершается эпоха Ренессанса. Наступило иное время со своими предпочтениями в мироустройстве, религии, политике и, конечно, искусстве. В государствах Европы, в частности в Италии, наступает период реакции. Идеи гуманизма уходят в прошлое, церковь берет реванш. Главная задача в предстоящий период вернуть паству в лоно церкви. Возводятся в большом количестве храмы. Причем стройность архитектурных композиций, утонченное изящество и простота Возрождения больше не удовлетворяют запросам церкви. Традиции, сформированные в эпоху могущества Флоренции, канули в лету. Возникают новые требования к архитектуре: храм должен быть богато украшенным, поражать искусным декором. Разбогатевшая аристократия заказывает массу особняков, вилл, дворцов (палаццо в Италии) с парками, фонтанами, скульптурой. Центр политического влияния смещается во Францию. Профессия архитектора востребована и начинает быть доходной. Архитекторами становятся выходцы из аристократических фамилий. Так, из 30 архитекторов сыновьями ремесленников были лишь четверо, из семей художников и скульпторов происходят 12, остальные — аристократы. Известные архитекторы держат мастерские, где трудятся многочисленные безымянные помощники, которые никогда не смогут получить признания. Профессия расширяет свои границы. Среди архитекторов выделяются декораторы, обустраивающие различные сценические действия. По-прежнему архитекторы строят практически все: мосты, склады, рынки, мельницы, верфи. Принимают активное участие в военном строительстве, решают одновременно архитектурные и инженерные задачи. Отношение к античности больше потребительски воспитующее. Ордер потерял свое тектоническое значение, превратившись исключительно в декоративную деталь. Происходят некоторые научные открытия в механике и физике, на которые реагирует образование. Однако оно по-прежнему начинается с обучения изобразительным искусствам и только потом постижению на практике технических тонкостей профессии. В период Раннего и Высокого Возрождения основную часть архитекторов составляли флорентийцы. Затем в Рим, Венецию и Милан съехались архитекторы из всех городов Италии. В большинстве крупных итальянских городов открылись академии, где преподавались все виды искусств, в том числе и архитектура. При подготовке архитекторов изучались математика и геометрия, перспектива и строительное искусство. Для студентов учреждались стипендии и поощрительные вознаграждения. С одной стороны, профессия становилась широкой, вовлекая в свои ряды все большее количество специалистов, с другой, — терялось возвышенное отношение к произведению архитектора, которое так лелеялось в период Возрождения. В этот период работал знаменитый скульптор и архитектор Джованни Лоренцо Бернини (1598–1680), которого ценили не только в обществе: он был высоко отмечен папой Урбаном VIII. Кардинал Мазарини приглашал его работать во 34
Раздел 1. Профессия — зодчий Францию. Сам Людовик ХVI написал ему письмо. Имея столь высоких ценителей и покровителей в архитектуре Бернини прославился своей колоннадой перед собором св. Петра (рис. В.33). На первый взгляд, казалось бы, что в ней особенного? Но если мы мысленно уберем колоннаду, то сможем оценить гений Бернини, который исправлял ошибки достройки собора после Микеланджело. Организовав двумя полукружиями колоннады из двойных рядов колонн площадь перед собором, Бернини создал объемно-пространственную композицию, центром которой стал собор. Теперь ничто не мешает воспринимать собор с достаточно далекого расстояния как главный элемент композиции, не искаженный поздней пристройкой. Венчающий собор купол воспринимается в тех пропорциональных соотношениях со зданием собора, которые заложил Микеланджело. Параллельно с Бернини работает его сверстник и соперник Франческо Борромини (1599–1667), творчество которого отличает необыкновенная изобретательность, например, церковь СанКарло в Риме (рис. В.34). Он был известным и имел обширную практику, однако не смог вынести славы соперника и покончил с собой. Таким образом, можно отметить, что ХVII в., век барокко прошел под знаком развития архитектурной профессии. Появились академии, где обучались и обменивались опытом люди искусства. Архитекторы получили хорошую школу для освоения профессии. Мастера, работавшие в это время, отвечали веяниям эпохи. С одной стороны, они порывали с классикой, с другой, — проявляли себя в новом видении архитектуры. Дж. делла Порта, К. Мадерна, Д. Фонтана, Бернини, Борромини и др. внесли весомый вклад в архитектурное наследие. Следуя дальше по течению времени, мы попадаем в эпоху классицизма. Стилистические особенности ее архитектуры распространились по всей Европе, в том числе и в России. Но для того, чтобы осветить развитие профессии в этот период, необходимо рассмотреть историю ее развития в России, начиная с Московского государства ХVII в. 1.1.4. Московское государство ХVI–ХVII вв. и петровская эпоха Почему приходится начинать описание труда русских зодчих с конца ХVI в.? Поскольку первый раздел данной книги посвящен развитию профессии, то приходится опираться в этом описании на имена, которые оставила нам история. Однако так сложилось, что имен русских зодчих за весь длительный период строительства на Руси до конца ХVI в. до нас не дошло. Это не значит, что на Руси мало строили. Необходимо отметить, что строили, во многом опираясь на византийские традиции и привнося самобытные черты. Храмы и монастыри, палаты и мельницы, кремли с башнями и укрепленными крепостными стенами — многочисленные примеры национального строительного искусства. В большом количестве строили из дерева, в результате чего сложились чисто русские приемы деревянного зодчества. Каменное строительство также выработало свои приемы возведения не только стеновых, но и купольных, и шатровых покрытий. При таком богатом опыте национального строительного искусства первые имена, дошедшие до нас, — имена строителей храма Василия Блаженного (рис. В.35) в Москве зодчих Бармы и Постника, хотя сегодня историки оспаривают их личности. С конца ХVI в. известно имя еще одного «городового мастера» — Федора Коня. Под его руководством были выстроены крепостные стены Белого города в Москве (1586 – 1588), а также укрепления в Смоленске. ХVII в. для Московского государства был веком тяжелых испытаний, польсколитовского вторжения, постоянных набегов на южные рубежи крымских татар, 35
Основы архитектурно-конструктивного проектирования крестьянских восстаний, раскола церкви. Опустение сел и деревень, повсеместная неграмотность, отсутствие какой-либо системы образования и, как результат, небольшое количество ярких памятников культурного наследия. К концу века культура переживает некоторый подъем. В Москве открывается Славяно-греколатинская академия. Леонтий Магницкий, закончивший это училище, напишет известный учебник «Арифметика». Таким образом, конец ХVII в. стал периодом развития учености. Однако знания были доступны очень ограниченному слою общества. Большинство населения оставалось неграмотным. Даже дети бояр и дворян чаще не обучались грамоте, поэтому императору Петру I пришлось принудительно посылать на учебу за границу отпрысков знатных родов. Естественно, что в такой обстановке не существовало профессии архитектора. Каменщики, которые выполняли строительные работы, были в основном из крепостных крестьян, реже из свободных. Ни о какой профессиональной подготовке речи идти не могло. Знания и навыки приобретались на стройке и передавались из уст в уста. Некоторые из «подмастерьев каменных дел» вырастали в мастера или подрядчики. Зодчие этого времени были, по сути, талантливыми ремесленниками или художниками. Экономическое состояние государства в начале ХVII в. заставило отказаться почти повсеместно от дорогостоящего каменного строительства. Все силы были брошены на строительство оборонных сооружений, засечных полос, оборонительную Белгородскую черту от крымских татар, протянувшуюся на 800 км, большого земляного вала в 100 км и множества городов-крепостей. Оборонительные задачи потребовали восстановления Приказа каменных дел в 1620 г., но строительный опыт возведения в камне был во многом утерян, поэтому приходилось восстанавливать его заново. В военном деле произошли коренные изменения. Военные действия со стороны запада проходили на фоне применения тяжелого огнестрельного оружия. В связи с этим на вооружение армии потребовалось использование большого количества современного оружия, что повлекло за собой создание железоделательных и оружейных заводов. Таким образом, взамен стрельцов армия получила огнестрельное вооружение и регулярную организацию. В строительстве арка и свод, которые лежат в основе перекрытий церквей и палат еще со времен первых храмов, построенных по византийским образцам, получили увеличение пролетов за счет металлических затяжек. Тем не менее, любые технически сложные решения чаще были не доступны мастерам-строителям из-за их низкого образовательного уровня. Ведь строители в большинстве своем крепостные. Мастер мог происходить из холопов, которых помещик послал учиться строительному делу к уже умелым мастерам. В этом случае у мастеров получались замечательные произведения архитектурно-строительного дела, например, церковь в Уборах, построенная Я.Г. Бухвостовым (рис. В.36), церковь Покрова в Филях (рис. В.37) и многие другие. Богатейшее декоративное убранство этих многоярусных церквей говорит о художественном вкусе авторов, стремлении создателей к неординарности и выразительности архитектурного решения, получившего название «нарышкинского барокко». При всем многогранном таланте этих мастеров, они не ценились ни своими хозяевами, ни обществом. Их могли посадить в тюрьму за несвоевременное окончание работ, например, как Я.Г. Бухвостова, могли засечь до смерти, как В. Белозерова, построившего в усадьбе князя Голицына Марфино церковь с нетрадиционным решением опоры свода. Такое отношение к зодчим — причина их безвестности. Потомкам известно немного имен многочисленных строителей этого периода. Только в 1659 г. патриарх 36
Раздел 1. Профессия — зодчий Никон организовал обучение строительному делу стрельцов и «охочих людей». Так начался процесс распространения строительных знаний в народе. Тем не менее, чертеж как отправной документ в строительстве продолжал отсутствовать на строительной площадке. Небольшие рисунки, а не чертежи, поскольку они не имели масштаба, выполнялись на бересте мастерами для помощников, чтобы точнее описать какой-либо элемент. При этом уже в середине XVII в. было переведено с иностранных языков несколько книг по строительному делу. Однако они оставались недоступными для неграмотных зодчих. Наиболее яркий представитель профессии в ХVII в., о котором до нас дошли некоторые сведения, — Яков Григорьевич Бухвостов, крепостной окольничего М.Ю. Татищева. Известно, что Бухвостов выходец из крестьян села НикольскогоСверчково Дмитровского района Московской губернии. Даты его жизни не известны, но сохранились сведения об его строительной деятельности в течение последнего двадцатилетия ХVII в. Так, он участвовал в публичных торгах (конкурсе) на строительство в Москве церкви на Пресне. Торги он проиграл, заложив очень высокую цену в 1500 р., которую пришлось снизить вдвое в процессе торгов, что, тем не менее, не помогло. Торги выиграл известный в то время строитель Осип Старцев. Тем не менее, участие в торгах, которые устраивало Дворцовое ведомство, говорит об известности Бухвостова в среде строителей. Авторство Бухвостова церкви Спаса Нерукотворного Образа в селе Уборы установлено, но вот доля участия в декоративном убранстве этой церкви остается под вопросом. На эту мысль исследователей натолкнуло различие в пластике декора церкви в Уборах, декоре Рязанского собора и надвратной церкви Ново-Иерусалимского монастыря, в строительстве которых Бухвостов также принимал участие. Однако это могло свидетельствовать о развитии собственного творчества столь яркой личности. Таким образом, ХVII в. оставил немногочисленные, но самобытные и интересные памятники каменного зодчества. Этот период также отмечен строительством большого количества деревянных храмов, сохранившихся и по сей день. Вторая половина ХVII в. и эпоха Петра I ознаменовались большими переменами в жизни общества. Становление производства, освоение сибирских богатств вели к развитию внутреннего рынка, при этом рынки сбыта были отрезаны от государства, не было выхода к морю, что являлось препятствием для развития страны. Петровские преобразования были направлены на коренные изменения в политике и экономике. Прежде всего, необходимо было выйти к Балтийскому морю, где властвовала Швеция, сильная в военном и экономическом отношениях держава. Еще в ХV в. Иван III заложил форпост на р. Нарве, однако слабая в те времена Русь во главе с Иоанном Грозным не сумела удержать единственную возможность выхода к Балтике. Петру I предстояло решить эту сложную задачу. Помимо геополитических проблем ему пришлось преодолеть сопротивление боярской части общества, отстаивавшей традиционные устои и не дававшей провести преобразования, которые были направлены на сближение с Западом. Кораблестроение, которому Петр I уделял огромное внимание, развитие железоплавильных заводов на Урале и вооружение армии способствовали становлению России как мощной державы, которая была способна, с одной стороны, противостоять западному давлению, с другой, — выйти на равных на европейский рынок. Петру I принадлежала идея по строительству северной столицы. Москва — древняя столица государства, отражающая отживающие устои общества, для Петра I была помехой на пути преобразований. Поэтому строительство новой столицы стало для царя необходимым шагом в продвижении государства по новому пути развития. В основном, застройка Петербурга была осущест37
Основы архитектурно-конструктивного проектирования влена после Петра I. В ней приняли участие не только русские зодчие, но и западные. Трудами Растрелли, Камерона, Росси, Кваренги совместно с русскими зодчими Земцовым, Еропкиным, Коробовым и многими другими был создан уникальный градостроительный ансамбль Петербурга, отличающийся органическим единством с художественно-историческими традициями нашего прошлого. Выбор места для возведения новой столицы был скорее политическим решением, чем здравым. Сплошные леса и болота создавали почти непреодолимые препятствия для возведения каких-либо сооружений. Тем не менее, Петр I решил построить здесь укрепленный город, который был бы не просто столицей, а олицетворением новых тенденций развития страны. Скорость, с которой был возведен город, сродни только Ахетатону* в Древнем Египте и столице Бразилии. За десятилетия, а не за века был воздвигнут город с мощной крепостью, прямыми улицами, великолепными набережными и прекрасными дворцами. Несмотря на то, что город будет достраиваться после кончины Петра I, в нем будут созданы блестящие градостроительные ансамбли, которые так разительно отличают Петербург от других столиц мира, где застройка часто отмечена случайностью или хаотичностью. Однако невозможно забыть о том, что при строительстве «Северной Венеции»* было загублено множество жизней. Как говорится, город был построен не только на многочисленных сваях*, которыми укреплялись основания под здания, но и на костях строителей. Постоянно на строительство вызывались из деревень и городов страны мастера и подмастерья строительного дела. Они приезжали вместе с семьями, голодали, непосильно трудились и умирали от болезней и невыносимых бытовых условий проживания в землянках или прямо под чистым небом. Цена, которую Россия заплатила за строительство прекрасного города, была слишком высока. Что же нового ввел Петр I при строительстве Петербурга? Несмотря на то, что в начале строительства города не существовало его генерального плана, очень скоро практика строительства заставила продумать и сформировать генеральный план застройки. В основу генплана была положена регулярная планировка городских улиц, наличие площадей, набережных, парков, бульваров и скверов. Дома получили ограничения по высоте и занимали место по красной линии застройки улиц. Учитывались противопожарные разрывы. Были разработаны типовые дома для простых горожан. Уже к концу правления Петра I в городе насчитывалось 70 тыс. жителей. Петропавловская крепость и Адмиралтейская судоверфь, административные здания и прекрасные дворцы, городские усадьбы жителей, размещенные в соответствии с требованиями генерального плана, мощенные камнем улицы вместо дерева, ночное освещение — все это превратило Петербург в современную столицу, не уступающую западным образцам. При этом очевидно, что для осуществления столь обширных замыслов, кроме просто строительных рабочих, требовались специалисты — зодчие и инженеры. Понимая необходимость в квалифицированных кадрах, Петр I привез из Голландии много ремесленных и мастеровых, которые передавали свой опыт русским. Вместе с этим создавались благоприятные условия для приезда на работу в Россию иностранных специалистов. Такие архитекторы как Ж.-Б. Леблон (рис. В.38) или Д. Трезини (рис. В.39) получали до 5000 р. ежегодного жалованья и обеспечивались квартирами для проживания. Петр I покровительствовал «архитектам», проводил с ними многие часы и даже дни в беседах. Все это происходило с одним единственным условием к иностранцам: передавать свои знания без утайки. В случае отъезда кого-то из иностранных специалистов, Петр I строго проверял и наказывал тех, кто явился причиной неудовольствия уехавшего специалиста. 38
Раздел 1. Профессия — зодчий Для работы под руководством иностранных архитекторов требовались переводчики. Так, в Петербурге появился Михаил Григорьевич Земцов (1688–1743). Его определяют к зодчему Трезини на обучение строительному мастерству. Он — один из первых после обучения получает признание как полноценный специалист сначала у своего шефа Микетти, а затем у архитектурной общественности Петербурга, состоящей в это время из иностранцев. Насколько влияние иностранных специалистов сказалось на архитектурных тенденциях этого периода при строительстве Петербурга? Понятно одно, что строительство нового города не сопровождалось заранее продуманными художественными направлениями. При этом на архитектурно-строительной ниве работало множество специалистов из самых разных стран. Здесь были итальянцы и швейцарцы, французы и голландцы и многие другие. Поэтому говорить о существенном влиянии какого бы то ни было направления или группы не приходится. Зато когда в среде иностранных специалистов начнут работать русские архитекторы, город получит отличительные чисто русские черты. Их внесут П.М. Еропкин и И.К. Коробов, И.А. Мордвинов и И.Ф. Мичурин и, конечно, Земцов. Для создания национальных кадров Петр I посылал за границу в Италию, Германию или Францию молодых людей, которых он сам специально отбирал. И.Э. Грабарь отмечает, что в одной из таких групп было трое живописцев, один гравер* и восемь архитекторов. Половина была отправлена в Италию, другие в Голландию. Еропкин и Коробов учились в Голландии. К концу правления Петра I в государственном реестре уже имелось три степени звания архитектора. Первая — «архитекторы-ученики», вторая — «гезель» — помощники архитектора, третья — «архитектор». Особая любовь Петра I к Голландии прослеживается в том, что в первой четверти XVIII в. сильны заимствования в архитектуре голландских и германских традиций, а к концу века преобладали уже тенденции заимствований из архитектуры Франции. Особо стоит отметить влияние итальянских мастеров, например Трезини в начале столетия, отца и сына Растрелли (рис. В.40), в конце века — Камерона (рис. В.41) и Кваренги. Однако назвать эти заимствования чисто механическими невозможно, так как они тонко переработали свой опыт на русской почве. Очевидно, что организовать такое грандиозное строительство не только без специалистов, но и без разработанного генерального плана было невозможно. Проектное предложение Трезини было отклонено, и все строительные вопросы решал сам Петр I. Петербург остался без генерального плана. Адмиралтейство во многом стихийно оказалось центральным объектом города, к которому устремлялись все дороги. К началу правления Елизаветы Петровны план представлял собой только перечень и места расположения главных улиц и каналов. Необходимость подробно разработанного градостроительного плана была очевидной. Для его создания был организован единый архитектурный центр, обличенный определенными полномочиями, получивший название «Комиссия о Санкт-Петербургском строении». Важным фактором в формировании генерального плана города стало написание трактата «Должность архитектурной экспедиции». Самое деятельное участие в создании документа, помогавшего организовать архитектурно-строительный процесс, приняли П.М. Еропкин и его друзья «пенсионеры» Петра I, например И.К. Коробов. Трактат состоял из 30 глав и около 400 артикулов, в которых рассматривались вопросы объединения всего архитектурного корпуса, образования архитектурных кадров с точными ре39
Основы архитектурно-конструктивного проектирования комендациями по его организации в специальном учреждении и перечнем дисциплин, необходимых к изучению. Очевидно, что авторы хорошо знали трактат Витрувия, но отнеслись к нему критически, внеся некоторые поправки в триаду Витрувия, добавив «пропорции*, покой и великолепие». Авторы также на первое место поставили теорию, а не практику, как у Витрувия. А.В. Бунин пишет: «Трактат “Должность архитектурной экспедиции” явился самой ранней попыткой в истории мировой архитектуры научно поставить и организовать в общегосударственных масштабах все проектное и строительное дело». Москва осталась в стороне от экономического развития и соответственно развития архитектурно-строительного дела. Проводниками новых идей в архитектуре стали также петровские «пенсионеры». Если Петербург отличается влиянием и заимствованием из западноевропейской архитектуры в результате работы приезжих архитекторов, то в Москве задачи обновления города решались русскими зодчими, получившими образование по велению Петра I и переехавших в Москву из Петербурга. Москва оставалась старым сформировавшимся городом. Однако именно это послужило залогом более глубокого осмысления традиций и особенностей русского зодчества при создании новой архитектурной среды. Развивающаяся Москва требовала пересмотра генерального плана, создания новой застройки, но кадров отчаянно не хватало. Подготовкой молодых специалистов занялись И.Ф. Мичурин и И.К. Коробов, переехавшие из Петербурга. Вскоре в Москву приехал И.А. Мордвинов и вплотную занялся решением градостроительных задач. Параллельно решались задачи реконструкции домов и подмосковных усадеб, восстановления ветхового фонда города. Они заложили основы новой московской архитектуры, отличающейся от архитектуры северной столицы большей близостью к национальному духу и традициям. Особое внимание необходимо уделить блестящему зодчему, ученику «пенсионеров» Петра I Дмитрию Васильевичу Ухтомскому (1719–1774). Работы этого мастера отличают стилистические черты «нарышкинского», или «елизаветинского», барокко. Вдумчивый и профессионально грамотный архитектор, Ухтомский создал свою ветвь этого направления, наперекор работавшему в столице Растрелли. Проявляя себя не только как архитектор, но и как художник, он достиг высочайшего профессионального уровня. Однако им не осуществлено почти ни одной крупной постройки до конца. Колокольня Троице-Сергиевой лавры, а также Красные ворота — замечательные памятники Ухтомского. Неоценим вклад мастера в подготовку кадров. Его усилиями в 1753 г. раньше, чем Академия художеств в Петербурге, была создана школа по подготовке архитектурных кадров. Мизерные стипендии давали возможность студентам с трудом сводить концы с концами, денег хватало только на немудреную еду. Зато школа имела помещения с мебелью и чертежными принадлежностями. В ней обучали арифметике, геометрии и черчению ордеров. Помощники архитекторов вели со студентами практическую деятельность в строительстве. По завершении обучения студент получал свидетельство об окончании школы — диплом — и возможность продолжать профессиональную деятельность. Судьба Ухтомского сложилась трагично. По-видимому, он был оклеветан, в результате чего лишен всех должностей, удалился в собственное имение, где и умер. Таким образом, Россия лишилась еще одного талантливого специалиста. Школа Ухтомского была закрыта и забыта. Все «пенсионеры» Петра I и их ученики заложили основу профессиональных кадров архитекторов, в числе которых мы увидим и Казакова, и Баженова, оставивших богатейшее наследие потомкам. 40
Раздел 1. Профессия — зодчий 1.1.5. Эпоха классицизма и Промышленной революции на Западе и в России Профессия архитектора в Европе и Соединенных штатах Америки. ХVIII в. в истории Европы и Америки — это век Просвещения, век Вольтера, Д. Дидро, Ж.-Ж. Руссо, Т. Джефферсона, Монтескье, М.В. Ломоносова, И. Канта, Лейбница и многих других. Просветители поставили перед обществом вопрос о том, что же может заменить веру? Жизнь и успехи в науке и философии дали ответ — разум. Франция оказалась в авангарде этих поисков. Именно французскими просветителями были заложены основы материалистического взгляда на мир. Просветители выдвинули идеи устройства государства на основе права. Мыслители Нового Света внесли свои поправки в основные идеи Просвещения, добавив в структуру власти принцип «сдержек и противовесов», что легло в основу Конституции США в конце ХVIII в. В ХVIII в. в ряде государств Европы получила распространение такая форма организации общества, как «просвещенный абсолютизм». Монархи Австрии, Пруссии, Испании, России проводили реформы, в целом направленные на общие перемены в обществе, но при сохранении базовых устоев его устройства. Покровительство наукам и искусствам свойственно дворам большинства монархов Европы, однако не могло коренным образом изменить саму суть монархического строя. Экономика же требовала организации рыночных отношений. Все это входило в конфликт и создавало почву для общественных волнений. ХVIII в. одновременно создал фундамент для будущего развития промышленности; в ХVIII в. начался промышленный переворот, который был связан с переходом от ручных мануфактур* к машинному производству на фабриках. В 1765 г. была изобретена механическая прялка, в 1784 г. появились паровая машина, токарный станок и другие изобретения. Фабрики, на которых широко использовались крупные машины, положили начало переходу к индустриальной цивилизации. В Англии на основе машинного производства формировались крупные промышленные города Манчестер, Бирмингем, Шеффилд. Четверть населения страны переселилась в города. Развернулось строительство каналов и дорог с твердым покрытием. Промышленность создала основную долю национального богатства. Владельцы предприятий, слой промышленников начали претендовать на власть. Роль Соединенных Штатов Америки в развитии западного общества оказалась огромной. Новое государство порвало с прошлым и активно пошло вперед в своем политическом, экономическом и социальном развитии. На пути расставания со старыми порядками оказалась и Европа. Особую роль в этом сыграла Французская революция. Франция, вдохновляемая идеями Вольтера, Руссо, Дидро, искала новые пути развития. В США в августе 1789 г. была принята Декларация прав человека и гражданина, где были определены основные принципы устройства общества. В армейской среде стал выделяться своими взглядами и военными успехами молодой генерал Наполеон Бонапарт. Он проявил себя не только как успешный военачальник, но и как политический деятель. Наполеону удалось создать эффективную и устойчивую в политическом и экономическом отношениях систему. В 1804 г. Наполеон провозглашен императором. Но 31 марта 1814 г. союзные войска вступили в Париж. Император Наполеон отрекся от престола и был сослан на о. Эльба. Французская революция покончила с феодализмом как в самой Франции, так и во многих других странах западной и центральной Европы, ока41
Основы архитектурно-конструктивного проектирования зала огромное влияние на формирование нового общества в большинстве стран Европы. Каждое государство пошло своим путем в становлении гражданского общества, придавая этому процессу ярко выраженную национальную окраску. Начало ХIХ в. связано со значительной перегруппировкой сил на политической арене на территории Европы. Франция оказалась разбитой. В победивших странах не столь однозначно склонялись к идеям французской революции. В европейских государствах сформировались два основных направления развития: революционный и эволюционный. Первый путь был избран Францией, которая вступала в новый политический кризис. 22 февраля 1848 г. в Париже вспыхнуло восстание, в результате которого король отрекся от престола, а уже 25 февраля Франция была провозглашена республикой со всеми правами личности и обязанностями государственного аппарата. В США новое общество строило новую жизнь на основе эволюционных принципов. Таким образом, западный мир вступил в полосу жизни на основах демократического устройства общества и капиталистических экономических отношений. Несмотря на то, что многие страны, например такие, как Россия, отставали на этом пути, основной поворот в сторону нового устройства общественной жизни наступил. Национальные особенности наложили свой неизгладимый отпечаток на исторические процессы в обществе, но тенденции его развития становились очевидными. Все эти непростые процессы сказались на профессии зодчего. Профессия претерпела коренные изменения. Промышленная революция, выдвинувшая на передний план строительных задач использование чугуна, а затем стали в большепролетных конструкциях*, дала приоритет «чистым» инженерам. Первое сооружение, в котором железо стало основным строительным материалом, — мост через р. Северн в Англии (рис. 7), построенный в 1779 г. За заслуги по возведению этого моста литейных дел мастер Абрахам Дерби был награжден Золотой медалью Королевского общества искусств. В трех милях от первого моста через р. Северн по проекту Томаса Тельфорда был возведен второй чугунный мост. Третий чугунный мост был завершен в 1796 г. в Северной Англии. Его пролет* достигал уже 71 м. Стремление выполнить мосты с наибольшим пролетом привело к проекту Тельфорда по реконструкции Лондонского моста. В 1801 г. он предложил перекрыть Темзу единым чугунным пролетом в 183 м. Проект провалился, не понятый решающей комиссией. Однако инженерная мысль шла вперед, и подобные предложения стали появляться. На рис. 8 а, б представлены цельночугунные мосты, последний из которых действует и в настоящее время. Возможность перекрыть большие пролеты при относительно малой массе конструкций привела к широкому применению чугуна именно в мостостроении. Но у металлических конструкций было еще одно неоценимое преимущество — их несгораемость или, по крайней мере, высокая пожароустойчивость. Эта особенность послужила причиной применения металлических конструкций в гражданском и промышленном строительстве. Первое здание с металлическим каркасом было построено во Франции, но широкое применение металлический каркас получил в Англии при строительстве фабрик. Текстильные фабрики в Англии подвергались частым пожарам. Такие фабрики имели 5–6 этажей. Главным источником возникновения пожара был хлопок. По перекрытиям, устроенным из досок по деревянным балкам, пожар быстро распространялся и охватывал все здание. Первым, кто создал огнестойкую конструкцию перекрытия, был Уильям Стратт. В 1792 г. он запроектировал и осуществил перекрытие универмага, предло42
Раздел 1. Профессия — зодчий Рис. 7. Первый чугунный мост через р. Северн, 1799 г. (Колбрукдейл, Англия) а б Рис. 8. Первые чугунные мосты: а — вариант проекта чугунного моста (арх. Т. Притчард); б — построенный и действующий в настоящее время цельночугунный мост женная конструкция показала относительно высокую пожаростойкость. В 1803 г. Страттом было построено первое промышленное здание с чугунным каркасом, где, кроме колонн, из чугуна были сделаны и балки. Чугунный каркас в ХIХ в. стал широко применяться в практике строительства промышленных зданий в Англии вплоть до 1914 г., когда его потеснили конструкции из стали. Применение чугунных конструкций совпало со временем возрождения классических традиций в архитектуре. Европа, уставшая от революций и войн, жаждала мира и стабильности. Основными признаками прошлого были классические традиции во всем, особенно в архитектуре. Новому Свету при огромном богатстве буржуазии не хватало знатности и аристократизма. Будучи выходцами из Старого Света представители западного бизнеса ассоциировали признаки древности династий с внешними проявлениями их жизни. Таким образом, в Новом Свете сложились тенденции к развитию классической архитектуры, отождествляемой не столько с богатством, сколько с глубоким аристократизмом, который был свойствен Европе. В итоге чугунные колонны применялись для колонн дорических, ионических и коринфских ордеров с разницей, что они были существенно тоньше мраморных прототипов. Рядом с несущими конструкциями появился причудливый декор в виде решеток, оград и других элементов. В результате сложился некий этап в развитии стилистических особенностей этого времени, в котором архитектура из чугуна заняла свое особое место с тонким очарованием, присущим только ей. Тем не менее, светская чугунная архитектура, которая разбросана по территории США, Англии, Австралии, оставалась не столь многочисленной. В основном, чугунные конструкции использовались в фабричном строительстве, где ими занимались не архитекторы, а инженеры. Строительные фирмы набирали опыт 43
Основы архитектурно-конструктивного проектирования проектирования и расчетов конструкций. Однако полного доверия к расчетам не было, и конструкция подвергалась испытаниям на фрагментах каркаса*. В 1824 г. вышел первый учебник Томаса Тредголда по проектированию чугунных конструкций, который стал основным пособием для инженеров на несколько десятилетий. В начале ХIХ в. во Франции сложилась самая совершенная теоретическая база, а также осуществлялась блестящая подготовка специалистов. Но этого оказалось недостаточно для быстрого перехода к строительству на основе металлических конструкций. Хотя рациональные методы расчета английских инженеров с использованием чугуна и стали существенно уступали теоретическим разработкам французских инженеров, они позволили осуществить масштабное строительство промышленРис. 9. Третий маяк близ Плимута, ных объектов, применяя чугунный каркас. 1756 – 1759. Арх. Дж. Смитон (Англия) В основе их работ лежали надежные методы конструирования и широкий опыт строительства, что оказалось важнее для прогресса строительного дела. Несмотря на приоритет чугуна, в Англии в ХVIII в. возникла необходимость строить долговечные маяки, которые бы не теряли прочностных свойств при взаимодействии с морской водой, что привело к использованию бетона. Надо было найти способ сделать бетон водостойким. Английский инженер Джон Смитон в 1756 г. взялся за возведение каменного маяка (рис. 9). Перед ним стояла задача найти такой состав вяжущего*, чтобы он был достаточно водостоек. В итоге его маяк простоял 123 года без каких-либо признаков разрушения, а затем был перенесен на другое место. Также росло производство цемента, однако он использовался в основном для раствора в стеновой кладке. При производстве бетона цемент начнет широко применяться только в середине ХIХ в. Первым крупномасштабным проектом, где широко использовалось бетонирование, стало строительство Лондонского канализационного коллектора в 1859 г. При гражданском строительстве по-прежнему избегали применения бетона. В 1832 г. появились бетонные блоки, их начали использовать при строительстве некоторых зданий в Лондоне и Брайтоне, позже во Франции. После 1850-х гг. появился термин «монолит». С помощью монолитного бетона французские строители начали сооружать первые монолитные дома. Отделка интерьеров, в частности, потолков, в ХVIII в. получила самое широкое распространение. Мастера этого времени создали настоящие шедевры в оформлении интерьеров. Оштукатуренные поверхности больших куполов в интерьерах — примеры мастерства как конструкторов, так и живописцев. Появилась облицовка фасадов, имитирующая природный камень. Так возник новый прием отделки зданий, который соответствовал стоимости кирпича, но выглядел как натуральный камень. 44
Раздел 1. Профессия — зодчий Период ХVIII — первой половины ХIХ  вв. — время значительных открытий и технического прогресса — заложил основу для великой технической революции второй половины ХIХ в. В это время существенно выросло значение профессии инженера, которая стала отделяться от профессии архитектора. Какую роль играли архитекторы в процессе проектирования и возведения зданий в обозначенный период? Архитектура в этот период развивалась по-разному. Так, английские архитекторы Айзек Уэр (рис. В.42), Ричард Гренвилль (рис. В.43) тяготели к палладианскому стилю: общество искало успокоения в чертах прошлого. Гораций Уолпол (рис. В.44) и Чарльз Барри (рис. В.45) обращались к более ранней готической эпохе. В целом архитектуру Англии этого периода определили три архитектора: Роберт Адам, Уильям Чемберс и Джон Нэш. Жизненный опыт У. Чемберс (1723–1796) начал приобретать не на поприще архитектуры. Молодым человеком он работал в Ост-Индской компании, путешествовал по Бенгалии и Китаю. В 1749 г. он поступил в известную Школу изящных искусств Ж.-Ф. Блонделя в Париже, затем продолжил обучение в Риме и в 1755 г. вернулся в Лондон, где сделал головокружительную карьеру. В 1776–1801 гг. он построил Сомерсет Хаус. Но не это здание принесло ему наибольшую известность. В 1760 г. Чемберс преподавал основы архитектуры будущему королю Георгу III, в результате чего получил пост ответственного за все строительство, принадлежащее короне и правительству. Работая в стиле палладианства, распространенном в Англии, Чемберс создал наиболее яркие творения благодаря знаниям китайской архитектуры, накопленным в молодости. В 1757 г. он издал труд о «китайских зданиях»; в этом же году приступил к проектированию садов Кью, которые принесли ему наибольшую известность. Парк украшало множество павильонов и скульптур в классическом и экзотическом стилях. Китайская пагода сохранилась до наших дней, правда, потеряв украшавших ее драконов (рис. В.46). Р. Адам (1722–1792) учился в Риме. В 1758 г. появился в Лондоне, где сразу включился в создание домов и их интерьеров для широкого круга аристократии и состоятельных людей. Не следуя жестко законам классической архитектуры, Адам изобретательно применял элементы ее стилистики. Он следовал собственной идее раскрытия и перетекания внутренних пространств здания, объединяя и размежевывая их с помощью различных классических приемов в виде экседр, ордерных систем, триглифо*-метопного* фриза без архитрава*, что придавало этим элементам ощущение зависания в воздухе. Адам не переживал по поводу отступления от классики, он, напротив, гордился своими находками. Очень скоро он стал самым востребованным архитектором, особенно по реконструкции зданий. Вместе со своими братьями Адаму удалось создать несколько наиболее значимых интерьеров раннего классицизма, отличающихся элегантностью и богатством декоративной отделки (рис. В.47), за что их нещадно критиковали. Однако этому стилистическому направлению подражала вся Европа. Тем не менее, к 1770-м гг. этот стиль вышел из моды. Дж. Нэш (1752–1835) — один из столпов английского классицизма — начинал как бизнесмен в области строительства. Но вскоре обанкротился и вернулся к профессии архитектора. Сначала его очень привлекали идея живописности в архитектуре, связи жилища с природным окружением, идеалы сельской жизни. Длительное время он успешно работал на этом поприще. Однако застройка в Лондоне территории вокруг парка Мэрилебоун привлекла его внимание. В 1811 г. он включился в работу и создал несколько интересных классических зданий. Многое не сохранилось, но дома вокруг Риджентс Парка длиной 300 м стоят 45
Основы архитектурно-конструктивного проектирования до сих пор (рис. В.48). В планировочном отношении они ничем не выделяются, так как содержат обычные квартиры. Но вид из каждой квартиры на парк создавал впечатление, что люди живут не в центре города, а в своем поместье. Внешне все дома отличались друг от друга, представляя собой настоящие дворцы. В основе их архитектуры лежали традиционные построения классики: ее ордерные портики* с фронтонами*, пилястровые* фасады и аттик* над карнизами. Творчеству Нэша принадлежит также Королевский павильон в Брайтоне (рис. В.49). В его создание было вложено много средств. В итоге получилось здание-мечта причудливого псевдовосточного вида с элементами китайской архитектуры и архитектуры эпохи великих моголов с луковичными куполами, минаретами и другими декоративными элементами восточной культуры. Соединенные Штаты Америки как новое молодое государство на раннем этапе своего развития придерживались архитектурных принципов, которые привезли с собой переселенцы из своих родных стран. Для создания новых архитектурных традиций приходилось обращаться к опыту Европы. Одновременно нехватка аристократизма заставляла привносить в архитектуру нового государства принципы Старой Европы, где, может быть, не доставало капиталов по сравнению с Америкой, но не аристократизма. Классические традиции пришли в Новый Свет из Старого Света, тем более, что архитектурой часто занимались не специалисты, а любители. Такими были Томас Джефферсон (рис. В.50) — создатель первого Университета в классических традициях в Вирджинии, майор французского происхождения Пьер Ланфан, создавший план Вашингтона, Уильям Торнтон — врач и архитектор-любитель, выигравший конкурс на создание Капитолия (рис. В.51). Таким образом, многие наиболее важные здания того периода были построены непрофессионалами. Хотя эти здания отличались стилистическим единством, в них явны заимствования из европейской архитектуры. А что же Европа? А именно Франция как родоначальник неоклассицизма? Во Франции ситуация в корне отличалась, например, от США. Во Франции к периоду ХVIII в. существовали прочные традиции национальной архитектурной школы и подготовки специалистов, обучались представители большинства европейских стран, в том числе России. Теоретически и практически хорошо подготовленные французские архитекторы оставили богатое наследие. Наиболее яркими последователями классических традиций в архитектуре стали Жак-Анж Габриэль (1698 – 1782), Жак-Дени Антуан (1733–1801) и Анри Лабруст (1801–1875). Особо стоит отметить период классицизма во Франции, который получил название ампира, и его представителей Александра Виньона, Жана Шальгрена и Жана Реймона. Ж.-А. Габриэль принадлежал к известному роду королевских архитекторов и строителей. С 1718 г. он учился в Академии архитектуры в Париже. Вслед за своим отцом в 1742 г. он получил пост «первого архитектора короля», который занимал 30 лет, являясь олицетворением стиля официальной французской архитектуры. Опираясь на классические традиции, привнося в них элементы палладианства, Габриэль создал несколько замечательных произведений: Малый Трианона — дворец для Марии-Антуанетты (рис. В.52), два прекрасных дворца на площади Согласия, придворный оперный театр (рис. В.53), в котором заметны решения, навеянные театром «Олимпико» А. Палладио в Виченце*. Прожив наполненную работой жизнь, Габриэль умер в возрасте 84 лет в 1782 г. В истории он остался флагманом французского классицизма. Продолжателем традиций Габриэля стал Ж.-Д. Антуан. Будучи моложе своего предшественника и учителя, Антуан выиграл конкурс на Королевский мо46
Раздел 1. Профессия — зодчий нетный двор (рис. В.54). Он был большим поклонником античной архитектуры, глубоко ее изучал, что помогло ему воплотить все замыслы в комплексе зданий, расположенных на сложном рельефе и призванных олицетворять национальное благосостояние. В эпоху классицизма были пересмотрены каноны архитектурных решений церквей, проводником которых был архитектор Жак-Жермен Суфло (1713–1780). Он поставил задачу создать церковь, которая превосходила бы подобные сооружения в Риме (собор св. Петра), Лондоне (собор св. Павла). Однако предупреждения специалистов и появившиеся позже трещины в куполе заставили остановиться на более скромных размерах. Барабан купола обрел в результате кольцо коринфских колонн, что связало его идеологически с «конкурентами» в Риме и Лондоне. Так возникла церковь св. Женевьевы (рис. В.55), переименованная позднее в «Пантеон великих людей». Автор применил новые конструктивные решения, которые позволили получить «легкое» здание, наполненное светом. Архитектурное и конструктивное решение Пантеона легло в основу множества построенных вслед за ним церковных зданий, что произвело переворот в культовой архитектуре. Классицизм во Франции многообразен. В развитие классицизма внесли вклад так называемые «римские стипендиаты», которые учились во французской академии в Риме. Наиболее ярким явлением классицизма стал французский ампир. Это направление классицизма связано с именем Наполеона Бонапарта и установлением империи. Новая империя требовала прославления побед императора, что вызвало к жизни не греческие классические традиции, как это было ранее, а архитектурные традиции богатой Римской империи. Потребности общества с успехом удовлетворяли архитекторы этого периода Жан Шальгрен и Жан Реймон. Ими было запроектировано и начато строительство Триумфальной арки (рис. В.56) на площади Этуаль в Париже по заказу самого Наполеона. Предполагалось, что арка, как и в римские времена, послужит триумфальному въезду императора в город. По заказу императора в Париже была также создана церковь св. Магдалины (рис. В.57). Оба объекта построены в стиле ампир. Интерьеры ампира также отражали богатство и пышность, которая царила в высших кругах общества после революционных событий, сильно пошатнувших благосостояние народа. При сохранении и распространении принципов классицизма по всей Франции и за ее пределами среди молодого поколения архитекторов появились новые настроения. Архитекторы склонялись к большей функциональности и применению новых материалов, таких как чугун, в качестве несущих конструкций. Причем основным принципом было не сокрытие этих конструктивных элементов за архитектурными деталями, а, напротив, их максимальная обнаженность в пространстве интерьеров. Проводником этих идей стал Пьер Франсуа Анри Лабруст (1801– 1875), который родился в Париже и учился в парижской Школе изящных искусств. Позже он восстал против догматов преподавания в школе, в 1824 г. он уехал в Рим, где изучал конструктивную основу античной архитектуры. Лабруст был сторонником использования в строительстве новых материалов и учета их свойств в архитектурном проектировании. В 1830 г. он организовал в Париже «Рациональную школу архитектуры». Построенное им в 1843–1850 гг. изящное здание библиотеки св. Женевьевы в Париже — наиболее удачный пример его стиля. В 1858–1868 гг. он построил читальные залы Национальной библиотеки (рис. В.58). Лабруст перекрыл пространство куполами из стекла и металла, опирающимися на металлические колонны. Работы архитектора знаменуют переход европейской архитектуры от классицизма к функционализму. Умер Лабруст в Фонтенбло 24 июня 1875 г. 47
Основы архитектурно-конструктивного проектирования На этом можно завершить описание развития архитектурной профессии на Западе в период ХVIII–ХIХ вв. Очевидно, что этот период стал временем переосмысления профессии зодчего. В связи со сложностью конструктивных решений некоторых зданий или сооружений потребовались профессиональные расчеты и испытания, что повлекло выделение профессии инженера как самостоятельной профессии в процессе проектирования и строительства. Правда, наиболее ярко это проявилось в Англии. Во Франции и других странах Европы, по-прежнему, профессия архитектора оставалась главенствующей, подразумевающей серьезные инженерные знания. Архитектурные школы по подготовке кадров стали самостоятельными, особенно во Франции и Италии. В Новом Свете еще предстояло создать свою базу по подготовке профессиональных кадров. Стилистические заимствования составляли пока основу американской архитектуры. ХVIII в. — первая половина ХIХ в. в России. Период правления Петра I известен как время «дворцовых переворотов». Строилось в этот период немного. Архитекторы, в основном, занимались градостроительными задачами. Только в эпоху Екатерины II начался подъем государства и вместе с ним — строительного дела. Екатерина Великая старалась приблизить свою политику к тенденциям развития западных государств. Через переписку с Вольтером и Дидро она пыталась представить свои реформы как прогрессивные и не чуждые новым западным веяниям. В области строительства, действительно, происходили значительные перемены. Была проведена губернская реформа, после которой губерний стало в два раза больше. Провинциальные администрации получили свободу в преобразовании городов. Города стали застраиваться общественными зданиями: домами губернаторов, дворянских собраний, городских училищ, больниц. Расширялось жилое строительство. Все это требовало градостроительной проработки складывающейся ситуации. Одновременно увеличилось количество образовательных учреждений. Учреждены Горное училище и Землемерная школа, две медицинские школы, Коммерческое училище для купеческого сословия, Главное училище для подготовки учителей, военные школы — Инженерный и Артиллерийский корпуса. Академия художеств находилась под непосредственной опекой самой Екатерины II. Эпоха повсеместного распространения образования, развития наук не могла не сформировать блестящих архитектурных кадров. В это время работают В.И. Баженов, А. Ринальди, А.Ф. Кокоринов, В. Деламот, Ю.В. Фельтен, одевший набережные Невы в гранит, Ч. Камерон, Дж. Кваренги, Д.В. Ухтомский, М.Ф. Казаков. Все они оставили великолепное наследие потомкам. Нельзя не отметить особую роль Растрелли-сына (рис. В.59), который хотя и с определенным опозданием по сравнению с западными странами, создал свой стиль барокко, который отличался, как отмечает И.С. Николаев, «оригинальностью, пластическим и цветовым, чисто русским богатством». Со смертью Растрелли это стилистическое направление закончилось. На смену пришел классицизм. Период классицизма в России ознаменовался широкими градостроительными мероприятиями по созданию генпланов российских городов. Казань, Астрахань, Ярославль, Торжок, Воронеж, Дорогобуж, Тверь, Кострома, Нижний Новгород и множество других городов получили регулярные планы или планы реконструкции. Это был плод работы учрежденной Екатериной II «Комиссии о каменном строении Санкт-Петербурга и Москвы». Была проведена огромная работа по геодезической съемке. Еще в 1757 г. просвещенная Елизавета Петровна дала согласие на организацию Академии художеств, которую задумывал сам Петр I. Под присмотром графа 48
Раздел 1. Профессия — зодчий И.И. Шувалова был проведен первый набор юношей в 1758 г., в числе которых был В.И. Баженов. Студентов набрали «из народа», как например, В.И. Баженова и И.Е. Старова, детей священнослужителей, которые по окончании обучения были отправлены на стажировку за границу. Обучение шло весьма успешно. Однако с приходом на престол Екатерины II в Академии существенно изменилась организация системы образования. В Академию стали набирать детей в возрасте 5–6 лет, строго регламентируя процесс обучения. Дети, склонности которых, а тем более их художественную одаренность еще трудно оценить, к завершению академического курса не показывали ярких наклонностей в архитектурном деле. Поэтому время Екатерины II свело на нет весь замысел создания Академии как центра архитектурно-художественного творчества, объединения ярких творческих личностей на основе теории и практики архитектуры. Академия больше воспитывала художников и скульпторов. Соединения общехудожественных принципов образования со специальными и общенаучными основами архитектуры у Академии не получилось. Поэтому талант крупных мастеров архитектуры таких, как А.Н. Воронихин, В.П. Стасов, К.И. Росси, формировался не в стенах Академии. До самой революции задачей Академии было художественное воспитание зодчих, уже окончивших Петербургский институт гражданских инженеров или Московское училище ваяния и зодчества. Значение Академии в истории культуры, тем не менее, весьма велико. Академия была центром художественной жизни страны. В ней распределялось множество заказов на художественные работы, присваивались звания художникам, боролись за новое стилистическое направление классицизм вместо отживающего дворцово-декоративного стиля. Однако принципы и методики архитектурного образования в Академии так и не сформировались. Василий Иванович Баженов (1737–1799), вышедший из стен Академии, стал для России едва ли не самым значимым архитектором. Сын дьячка, он был зачислен в Академию еще при И.И. Шувалове в 1758 г. с первым набором среди 38 юношей в возрасте 20 лет. Он обучался в стенах Академии под руководством Деламота (автора здания Академии совместно с Кокориновым и Фельтоном) и Чевакинского, а затем в течение нескольких месяцев стажировался в архитектурном бюро Ф.В. Растрелли. Далее его направили в Париж и затем в Рим для совершенствования мастерства. Только в 1765 г. Баженов вернулся в Россию. Уже в Париже он проявил себя как талантливый ученик, что на специальном экзамене отметил его учитель Шарль де Вальи. Увлекаясь деревянными моделями, Баженов предложил своему учителю модель храма Весты, которая обладала настолько точными пропорциями и деталями, что де Вальи заказал ему сделать еще несколько моделей, которые оказались столь же прекрасными, как и храм Весты. Убедившись в том, что первая модель была не случайностью, педагог предрек Баженову блестящее будущее. Выпускной экзамен для студентов из России не был обязательным, но Баженов пошел на публичный экзамен в Парижской академии, с триумфом сдал его и получил право на Римскую премию (Золотую медаль). Обычно после столь успешно сданного экзамена французские студенты направлялись в Рим на 2–3 г. И.И. Шувалов присвоил Баженову звание «адьюнкта» (кандидата в академики), что было невозможно для студента такого возраста, и направил его в Рим на год. На публичные испытания в Римской академии св. Луки Баженов представил проекты и модели известнейших памятников Рима и Парижа (собора св. Петра в Риме и галереи Лувр в Париже), одновременно поразив всех своими теоретическими и практическими познаниями. После такого представления Баженов фактически стал профессором 49
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Римской академии, затем академиком Флорентийской, Клементийской и членом Болонской академий. Такого успеха на Западе не достигал еще никто из российских зодчих. После этого Баженов рассчитывал на счастливое будущее на родине, но судьба обманула мечты молодого архитектора. Приход к власти Екатерины II повлек удаление от престола всех приближенных императрицы Елизаветы Петровны. Баженов как человек И.И. Шувалова был отвергнут, несмотря на известность, которую он приобрел за границей. Ему устроили унизительный экзамен и не присвоили степени профессора академии. Однако Баженову неожиданно повезло: его послали в Москву по артиллерийским надобностям. Приехав в древнюю столицу и имея опыт европейского уровня, он был поражен хаотичной застройкой города, где вокруг Кремля возникло множество дворянских усадеб и других построек. Он захотел превратить старую Москву в уникальный город. Первое, что он предпринял — создание Большого Кремлевского дворца с многочисленными колоннами (рис. 10). Здание должно было быть шестиэтажное, с двумя подземными этажами длиной около 639 м на месте Кремлевской стены, выходящей на Москву-реку. Вдоль остальных двух сторон треугольной площади Кремля предполагалась большая застройка с площадями, нетронутой оставалась только древняя часть стены, выходящая на Красную площадь. Грандиозность замысла увлекла даже Екатерину II. Но для строительства требовалось около 50 млн р. — огромная сумма, которая для государства была неподъемной. Были начаты разработки, сделана модель дворца, фрагмент которой хранится сегодня в Музее архитектуры, начат поиск крупногабаритного мрамора. Однако с мечтой пришлось расстаться. Работы были остановлены. Баженов был подавлен. Почему строительство Большого Кремлевского дворца, которое поддержала сама императрица, остановилось, до настоящего времени остается загадкой для исследователей. Скорее всего, до Екатерины дошли слухи о вольнолюбивом и строптивом характере Баженова, выражающего нелицеприятные для императрицы суждения об ее постановлениях и указах и симпатизирующего ее сыну Павлу, чего не могла допустить императрица. Все это привело к плачевному исходу в деле реконструкции Москвы под руководством Баженова. Баженов сосредоточился на частных заказах: им были Рис. 10. Большой дворец в Московском Кремле, 1767–1774. Модель. Овальная площадь. Фрагмент амфитеатра. Арх. В.И. Баженов 50
Раздел 1. Профессия — зодчий построены замечательные усадьбы и церкви. Одновременно он вместе с помощниками занимался переводами трудов Витрувия и сбором материалов для создания альбома увражей всех памятников архитектуры России. Однако это оказалось трудной задачей. Практически, никто не прислал таких материалов мастеру, кроме Казакова, по памятникам Москвы, где отсутствовали работы самого Баженова. Если бы такой труд состоялся, то не было бы необходимости в дальнейших искусствоведческих поисках. Баженову принадлежит постройка в Царицыно (рис. В.60). Екатериной II была заказана загородная усадьба. Десять лет отдал Баженов работе над этим сооружением. Он поменял направление своего творчества. Классический подход был заменен совершенно иным, получившим название «псевдоготики». Однако и с этим строительством ему не повезло. Екатерина потеряла интерес к усадьбе, и, соответственно, финансирование было приостановлено. Баженова это сломило окончательно. До настоящего времени усадьба находилась в руинах. Недавно была проведена реконструкция, которую можно назвать спорной. С приходом на престол императора Павла Баженову вернули все его заслуженные регалии. Он был назначен вице-президентом Академии художеств, составил записку об ее реорганизации. 2 августа 1799 г. В.И. Баженов скончался. Ему было всего 62 года. Неудачи и удары судьбы сломили организм великого зодчего, и он не смог выполнить еще многого, что мог бы оставить потомкам. Матвей Федорович Казаков (1738–1812) родился в бедной семье «подканцеляриста» и не получил такого образования, как Баженов. Но с детства проявил способности к рисованию. В 13 лет попал в мастерскую Д.В. Ухтомского. Проучившись 9 лет в школе Ухтомского, он в должности архитектора начал работать в мастерской Никитина. Работа, связанная с Большим Кремлевским дворцом Баженова, привлекла Казакова, и он получил должность «заархитектора». Рядом с Баженовым, который обладал несравненно большими профессиональными знаниями, полученными в России и за рубежом, Казаков сформировался в крупного зодчего. При этом остаются некоторой загадкой взаимоотношения между этими архитекторами со столь разной судьбой. Если Баженова преследовала череда неудач, то Казаков стал архитектором, услугами которого постоянно пользовались при дворе и даже сама императрица. Планировка Кремля при жизни Баженова была передана Казакову: проект Большого Кремлевского дворца Баженова заменен на малоинтересный проект Казакова. Ему предложили осуществить крупный проект Голицынской больницы, Дома собраний (Колонного зала). Царицыно также перешло в руки ученика. Трудно представить, но отношения между учителем и учеником современники характеризовали как дружеские. Скорее благодаря Баженову, который, несмотря на свою незавидную судьбу, оставался человеком порядочным и доброжелательным. Возможно по каким-то другим причинам. Долгое время произведения Баженова приписывались Казакову. Так, считалось, что дом Пашкова — проект Казакова. Ему же отдавалось авторство модели Большого Кремлевского дворца. Тем не менее, творения Казакова представляют собой славу русского классицизма (рис. В.61). Умер Казаков 26 октября 1812 г. в эвакуации в Рязани. Он не смог пережить, что московский пожар 1812 г. в одночасье уничтожил многие его творения. Вклад Баженова и Казакова в развитие архитектуры неоценим. Москва, восстановленная после пожара, стала совершенно другой. Ее архитектура обрела новые черты «теплоты и интимности» (И.С. Николаев), которые получили название «московского ампира». 51
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Классицизм в России приобрел совершенно иные черты, чем на Западе. Базируясь на принципах классической архитектуры античности, русский классицизм отличался ансамблевой архитектурой. Конец ХVIII — начало ХIХ  вв. в России при Екатерине II и Александре I — время относительной стабильности и спокойствия, поэтому ощущение стабильности своего положения у класса аристократии отразилось в потребности чисто классических направлений в архитектуре. Этому соответствовали масштабные решения ансамблей в Санкт-Петербурге и Москве. В это время работали замечательные зодчие: в Санкт-Петербурге — Т. де Томон (1754 – 1813), А.Д. Захаров (1761 – 1811), А.Н. Воронихин (1759 – 1818), В.П. Стасов (1769 – 1848), К.И. Росси (1775 – 1849), в Москве — О.И. Бове (1784 – 1834), Д.М. Жилярди (1788 – 1845), А.Г. Григорьев (1782 – 1868). Воспитываясь на традициях Баженова и Казакова, Старова и Кокоринова, часто приобретая знания в совместной работе с ними, русские архитектуры внесли весомый вклад в развитие российского зодчества. Одной из наиболее интересных фигур этого времени был Андреян Дмитриевич Захаров (1761–1811). Захаров родился в семье прапорщика, был принят в училище при Академии еще при И.И. Шувалове. Закончив Академию, стажировался в Париже у известного французского архитектора, автора Триумфальной арки Ж. - Ф. Шальгрена, в течение 4,5 лет. В 1787 г. он был приглашен на педагогическую работу в Академию и уже не расставался с ней никогда, отдав делу воспитания будущих зодчих все свои силы и знания сначала в качестве адъюнкт-профессора, а затем профессора архитектуры и академика. Профессиональная деятельность Захарова сложилась непросто. Получив в 1805 г. заказ на строительство Адмиралтейства (рис. В.62), он всецело отдался решению этой сложной задачи. Протяженность трех фасадов Адмиралтейства, выходящих на городские площади, составляла почти километр. Грандиозное здание было построено всего за 5 лет, что даже сегодня кажется невероятным. При этом Захаров вынужден был заниматься проектированием и строительством всех объектов Морского ведомства в других городах. Помощи Захаров так и не допросился, с него не сняли также канцелярскую работу. Масса мелочных забот наряду с грандиозной задачей по строительству Адмиралтейства лежала на Захарове. Сложность задачи по реконструкции стен и центральной башни Адмиралтейства, возведенных еще Коробовым, требовала усилий многих опытных архитекторов, в помощи которых Захарову было отказано. Однако он создал гениальное решение протяженного объекта с главным зданием, увенчанным шпилем. Захаров не увидел своего творения завершенным. Предчувствуя, что силы на исходе, он работал с таким рвением, что успел полностью выполнить проект, который давал возможность даже без его присутствия построить здание. Однако замысел автора впоследствии был нарушен. Канал засыпали, береговую линию перед Адмиралтейством застроили безликими домами, главный фасад скрылся за массивом выросших деревьев, большой зал с цилиндрическим сводом был разгорожен на мелкие помещения. Смерть великого зодчего прошла незаметно. Он ушел тихо, оставив потомкам свой гениальный труд, который недооценен мировым сообществом. И.Э. Грабарь говорил об Адмиралтействе: «Логика, стройность и спокойная самоуверенность всей этой дивной композиции — поразительны». Для наших современников Адмиралтейство — визитная карточка северной столицы. Судьба Андрея Никифоровича Воронихина (1759–1814) сложилась иначе. Из крепостных крестьян в возрасте 9 лет он был взят на воспитание в аристо52
Раздел 1. Профессия — зодчий кратическую семью графа Строганова. Воронихин в раннем возрасте проявил свои способности и при благосклонности графа получил блестящее образование под руководством просвещенных воспитателей наравне со своим «законным» братом. В течение 11 лет, начиная с 19-летнего возраста, Воронихин провел за границей, совершенствуя свое образование, обращаясь в среде людей искусства. Вернувшись в Россию, Воронихин с помощью графа Строганова попал в Академию, но не на архитектурное направление, а на направление перспективной живописи. Воронихин становится академиком за проект дачи Строганова, который включал как живописные, так и архитектурные достоинства. Только после 40 лет Воронихин получил архитектурный заказ на строительство Казанского собора (рис. В.63), который ему поручил граф Строганов. Спустя два года начали возводить фундамент, а ведь Воронихин совсем незадолго до этого только получил диплом архитектора. Как мог этот архитектор за сравнительно короткий срок получить техническую подготовку для осуществления такого крупного сооружения? Сведений о специальной дипломированной подготовке Воронихина не нашел даже его биограф В.А. Панов. Остается только предположить, что Воронихин был настолько талантлив, что смог пополнить недостающие знания с помощью огромной библиотеки Строганова. Однако абсолютного доверия от администрации он все-таки не получил, поэтому курировать строительство был назначен опытный и немолодой И.Е. Старов, с которым у Воронихина сложились довольно сложные отношения. Собор полностью в соответствии с замыслом Воронихина так и не был закончен. Была выстроена только его половина, выходящая на Невский проспект. Еще одним ярким зодчим Санкт-Петербурга был Василий Петрович Стасов (1769–1848). Стасов был москвичом и не закончил никакое архитектурное образовательное учреждение. В 14 лет он поступил в штат «Архитектурной экспедиции» чертежником, проработал 11 лет, дослужился до должности «помощника архитектора» и в 1802 г. был послан на повышение профессиональной подготовки во Францию и Италию на 6 лет. В 1809 г. Стасов переселился в Петербург и вскоре получил звание академика. Своим творчеством Стасов продолжал классические традиции в архитектуре. Он построил множество усадеб в окрестностях Петербурга и вложил много сил в формирование застройки Петербурга, включая жилые дома самых разных типов, от малоэтажных до многоэтажных многоквартирных, которые легли позднее в основу «доходных домов», широко распространившихся в Москве и Петербурге. Стасов был правой рукой Александра I в деле формирования ансамблевой застройки столицы, создания набережных и проспектов. Его особенная заслуга — применение в строительстве стали и чугуна. Участвуя в реконструкции старых зданий, он первым применил металлические стропила взамен устаревших деревянных. Особое место в его работе занимало развитие художественного чугунного литья и его использования в архитектуре. В итоге едва ли можно найти какое-либо архитектурное произведение в России того времени, в котором бы не принимал участие Стасов. Другим титаном позднего классицизма в России был Карл Иванович Росси (1775–1849). Росси был сыном известной балерины и, так же как Стасов, не получил специального образования. Он работал у художника Бренна, а в 20 лет получил должность чертежника в Адмиралтейском ведомстве. В 1802 г. он уехал в Италию и по возвращении в 1806 г. получил должность архитектора и отправился в Москву в Кремлевскую экспедицию для восстановления правительственных зданий. До 1815 г. он занимался отделкой дворца в Твери, а затем воз53
Основы архитектурно-конструктивного проектирования вратился в Петербург, где началась его активная деятельность по созданию ансамблей столицы. Мастер ансамблевой архитектуры, Росси построил Михайловский дворец и здание Главного штаба (рис. В.64), завершившего Дворцовую площадь. Дугообразное решение здания с великолепной аркой пролетом 17 м и высотой 28 м, открывавшей вид с Морской улицы на Александрийский столп (триумфальную колонну, воздвигнутую в честь победы в Отечественной войне 1812 г.), стало блестящей находкой автора. Зданиями Сената и Синода Росси решил застройку и организацию Сенатской площади. Ансамбль Александринского театра с улицей Росси поставили зодчего на самую высокую ступень профессионального мастерства среди коллег. Все эти произведения были созданы при императоре Александре I. Его брат Николай I был человеком иного толка. Он заменил русскую классическую архитектуру русско-византийским стилем, основным представителем которого стал архитектор К.А. Тон. Судьба Росси складывалась в последний период его жизни плачевно. Он был вынужден выйти в отставку и даже просить царя о помощи своей семье ввиду ее тяжелого материального положения. Завершают эпоху классицизма в русском зодчестве московские архитекторы О.И. Бове (1784–1834), Д.И. Жилярди (1788–1845) и А.Г. Григорьев (1782–1868). Все трое проявили себя в период восстановления Москвы после пожара 1812 г. Москва сгорела на две трети, поэтому требовалось, прежде всего, срочно восстановить жилье почти для 200000 человек. Пожар Москвы имел серьезные последствия для населения России, но освобождение Москвы вселило дух патриотизма в людей. Восстановительные работы были осуществлены всего за пять лет. Стоит отметить, что архитектура Москвы и Петербурга сильно отличалась друг от друга. Патриархальная Москва с ее средневековым радиально-кольцевым планом и традиционным отношением жителей к архитектурной стилистике требовала своего подхода к восстановлению. Приемы архитектуры Петербурга, построенного на свободной территории, получившего регулярную планировку с проспектами и площадями, не подходили для Москвы. Бове, Жилярди и Григорьев создали особый архитектурный облик Москвы, так любимый жителями России. Осип Иванович Бове приехал с отцом в Россию в 1782 г. Вместе с отцом участвовал в строительстве Екатерининского дворца в Лефортово. Затем учился в учрежденной М.Ф. Казаковым школе при Экспедиции кремлевского строения. В 1816 г. получил звание архитектора. Бове был назначен руководителем всего проектирования. Все возводимые здания должны были проходить через его утверждение. Бове был автором многих зданий в Москве. Ему принадлежит архитектурное решение Манежа с фермами инженера Бетанкура, первый вариант Большого театра, Триумфальные ворота, которые сегодня размещены на Кутузовском проспекте, Градская больница на современном Ленинском проспекте, особняк Гагарина на Новинском бульваре. Его работы легли в основу восстановленной Москвы, ее нового облика, отличаясь, с одной стороны, классическим образом, с другой, — необыкновенной интимностью и уютом, что всегда являлось отличительной особенностью застройки Москвы. Доменико Иванович Жилярди был сыном итальянского архитектора, который уже работал на строительстве Воспитательного дома на набережной Москвыреки. Жилярди учился в Милане, а по возвращении снова приступил к работе над Воспитательным домом. Он работал в Комиссии с Бове. Жилярди пристальное внимание уделял общественным зданиям, шедевром среди которых стало здание старого Московского университета (рис. В.65). Вскоре Жилярди становится самым любимым и востребованным архитектором Москвы. Его авторству при54
Раздел 1. Профессия — зодчий надлежат также дом Лунина на Никитском бульваре и усадьба Усачевых (бывших Найденовых) на Садовом кольце. Проект усадьбы Найденовых Жилярди делал с известным архитектором того периода А.Г. Григорьевым. Наиболее яркими работами последнего стали дом Станицкой (музей Л.Н. Толстого) и церковь Большое Вознесение (часто спорно приписываемая Казакову). Интересен построенный им мавзолей в подмосковном Суханово в виде купольной ротонды, который теперь относится к дому отдыха архитекторов. Творчество этих трех замечательных мастеров московского классицизма завершает историю классической архитектурной школы в России. При этом необходимо отметить, что к этому времени в России не сложились столь прочные традиции подготовки архитектурных кадров, как во Франции. Но богатейший опыт и творчество талантливых архитекторов создали достойный облик классической архитектуры ХVIII—ХIХ вв. в России, не уступающий западным образцам. Ансамблевый подход к формированию городской застройки, индивидуальный характер архитектуры каждого мастера оставили потомкам красивейшие памятники, несмотря на большие трудности на творческом пути почти каждого из них. 1.2. Профессия зодчего в современном мире Конец ХIХ и весь ХХ  вв. принесли с собой коренные преобразования в архитектуре. Изменился окончательно политический строй практически во всех странах Европы. В России разразилась революция 1917 г. Первая и Вторая мировые войны нанесли огромный ущерб благосостоянию большинства населения Европы и России. Если в переломные годы конца ХIХ — начала ХХ вв. еще велось активное строительство, то с началом Первой мировой войны все изменилось. Война затронула большинство европейских стран, разруха распространилась повсеместно. Однако невозможно было остановить развитие технической и творческой мысли. На первый план в строительном деле вышло разделение профессий на инженера и архитектора. Развитие строительной науки потребовало математических знаний, знаний физических свойств новых материалов (металла, железобетона, стекла, пластмасс), их изменения под воздействием нагрузок. Еще в 1716 г. для потребностей армии во Франции был создан «Корпус инженеров мостов и дорог», а в 1747 г. — «Школа мостов и дорог», которая легла в основу современной высшей инженерной школы. Дж. Смитон — первый гражданский инженер. Разделение профессий было узаконено в 1818 г. в Лондоне с созданием Института гражданских инженеров, а в 1834 г. — Королевского института британских архитекторов. Строительство дорог, мостов, промышленных зданий отводилось инженерам, всего остального — архитекторам. Архитекторам не хватало знаний для профессионального использования чугунных, а затем стальных конструкций в проектируемых зданиях, поэтому они начали приглашать на консультации инженеров. Если вначале это были только консультации, то вскоре они превратились в совместную работу, которая не всегда складывалась гладко. Конфликт между прочностью конструкций и красотой сооружения часто становился трудно разрешимым. К концу ХIХ в. профессия инженера в гражданском строительстве была признана, к 1900 г. архитекторы считали почетным вступить в английскую Королевскую академию, а инженеры — стать членами Королевского общества архитекторов. Так, архитектор становится художником — творцом в архитектуре, а все технические вопросы берет на себя инженер. 55
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Первая мировая война вместе с разрушениями и социальными изменениями вызвала потребности в совершенно новых типах зданий. Требовалось восстанавливать массовое жилье. Дорогостоящие отделки фасадов стали обременительными, вследствие чего в побежденных Австрии и Германии архитекторы выбирают иной путь в архитектуре, который к началу Второй мировой войны 1939–1945 гг. распространился по Европе и занял прочное место в умах архитекторов. Начались поиски современных принципов формирования архитектуры. Экономическая необходимость и новые веяния в теории архитектуры создали стилистические направления, основанные на функциональной необходимости, возможностях новейших строительных конструкций и рационального подхода к пластике решения архитектурно-композиционных задач. Еще в 20-х — начале 30-х гг. ХХ в. изменению взгляда на архитектуру способствовали советские архитекторы братья А. и В. Веснины (рис. 11) и М. Гинзбург, которые возглавили Общество современных архитекторов, в котором принимали участие М. Барщ, А. Буров, И. Леонидов, И. Николаев, Г. Орлов и др. Они перевернули творческие тенденции в архитектуре не только в СССР, но и в западных странах. а б Рис. 11. Проекты братьев Весниных и И. Леонидова: а — здания газеты «Ленинградская правда», 1924; б — проект Института им. В.И. Ленина в Москве, 1927 В результате потрясений на территории Европы пополнилась кадрами архитектурная общественность Америки, что не замедлило сказаться на качестве архитектурных и инженерных решений. К 1950-м гг. в Европе наметился активный рост населения, пополнявшего города рабочими кадрами. Это было связано с ростом промышленного производства, решением проблемы водоснабжения и канализации во всех крупных городах, а также существенно повысившимся уровнем медицинского обслуживания. Перед архитекторами встала трудная задача обеспечения жильем многочисленного рабочего класса. Жилище, построенное в довоенное время, не соответствовало новым требованиям. Новые подходы к архитектуре помогали решать эти масштабные задачи, учитывая невысокий уровень благосостояния населения. 56
Раздел 1. Профессия — зодчий Архитектурная практика потребовала создания высокопрофессиональных коллективов, члены которых могли бы решать одновременно архитектурные, конструктивные задачи, задачи обеспечения комфортности пребывания человека в здании (обеспечение теплом в отопительный период, водоснабжение, канализация, вентиляция (в жарких странах), сохранение тепла, теплоизоляция ограждающими конструкциями и др.). На начальном этапе ошибок было много даже у самых известных архитекторов, таких как Ле Корбюзье или Л. Мис ван дер Роэ. Великолепные гладкие поверхности, предусмотренные проектом, вскоре перерезались трещинами в бетоне или в штукатурном слое, крыши протекали, в помещениях было очень жарко. Все эти вопросы требовали консолидированной работы в творческих мастерских. Так, в ХХ в. сложились основные принципы работы архитектурных мастерских. Кадровый состав этих коллективов, в основном, укомплектовывался дипломированными специалистами, хотя бывали случаи, когда яркими архитекторами становились люди без архитектурного образования (например, французский архитектор Ле Корбюзье, выходец из художественной среды). В СССР система мастерских легла в основу целых объединений, таких как проектно-строительные организации со множеством творческих мастерских, инженерными отделами и другими подразделениями, необходимыми в проектно-строительной практике. Архитектор и инженер-проектировщик практически освобождались от ведения строительных работ на строительной площадке. Этим стали заниматься подрядные строительные организации, для которых готовились в строительных вузах инженеры-строители (бригадиры строительных подразделений, линейные мастера и прорабы*). Проектировщикам отводилась роль архитектурного и инженерного контроля за соответствием проводимых работ проекту и решение экстренных вопросов, возникающих на строительной площадке. Отдельным подразделением, обеспечивающим составление смет на проведение проектных и строительных работ объекта, стали сметные подразделения. Если в СССР цены на виды работ и стоимость строительных материалов назначались централизованно (хозяйство в стране было плановым), то за рубежом цены определял рынок и договорные отношения между архитектором (или архитектурной мастерской), подрядной строительной организацией и заказчиком. Это способствовало конкуренции на архитектурно-строительном рынке и более быстрому прорыву в этой области. Первый «небоскреб» — 47-этажный Зингер-билдинг высотой 207 м — был построен в Нью-Йорке уже в 1907 г. В Европе строительство высотных зданий пришлось только на 1950–1960-е гг. В СССР, если не считать сталинских высоток в Москве, процесс строительства небоскребов, требующий высокого уровня инженерного обеспечения и существенных материальных затрат, запаздал на многие годы. Высотное строительство было развернуто только в России, когда сформировались рыночные механизмы экономики. В послевоенные 1945–1950-е гг. в СССР главным направлением в архитектуре был поиск возможностей для обеспечения большого количества людей, пострадавших во время войны, жильем. Таким направлением стало полносборное панельное домостроение. Первые панельные пятиэтажки появились уже в 1950- х гг. Сроки возведения панельных жилых пятиэтажных домов были короткими, что давало неоспоримый приоритет перед другими технологиями. В стране было развернуто широкое строительство домостроительных комбинатов. Почти каждый районный центр имел подобный комбинат. Стандартизация и унификация строительных элементов создавали для архитекторов порой непреодолимые барьеры в достижении художественных качеств таких зданий, жестко ограничивающих композиционные возможности. Но даже в этих сложных условиях было создано немало архитектурных решений, кото57
Основы архитектурно-конструктивного проектирования рые можно признать вполне удачными, несмотря на ограничения в проявлении творческих возможностей авторов. Жилые кварталы и объекты инфраструктуры (школы, детские сады, административные здания, гостиницы и др.) — достояние того периода, поскольку выполнили задачи, стоявшие перед страной. Были разработаны типовые проекты, которые радикально сокращали сроки на проектирование. Крупнейшие проектные организации, такие как Московский научно-исследовательский институт типового экспериментального проектирования (МНИИТЭП) и Центральный научно-исследовательский институт экспериментального проектирования жилища (ЦНИИЭП жилища) силами своих коллективов внесли большой вклад в создание огромного количества проектных решений зданий самого разного назначения (от жилых домов до детских садов, школ, больниц и т.п.). Несмотря на то, что объемы довольно однообразной застройки были излишне велики, не следует недооценивать этот период в стране (рис. В.66). Массовый переход на монолитные технологии в России произошел только на стыке ХХ и XXI вв. Чем ближе к нашим дням, тем сложнее рассматривать судьбы отдельных архитекторов. Представителей не только архитектурных кадров в целом, но даже наиболее известных архитекторов становится все больше. Тем не менее, можно назвать несколько периодов и наиболее значимых имен, составивших славу архитектуры ХХ в. Приоритетами для архитекторов после первой мировой войны стали организация социально ориентированной среды, возможность обеспечить население достойным и недорогим жилищем и комфортной городской структурой. Эту задачу удачно решили известные советские архитекторы К. Мельников (клуб им. Русакова, 1927–1928), И. Голосов (клуб им. Зуева, 1927–1929) (рис. В.67), братья Веснины (дворец культуры им. Лихачева). В Европе, в частности в Германии, движение на социально ориентированную архитектуру возглавил В. Гропиус в организованной им художественнопромышленной школе Баухауз. В это же время Ле Корбюзье сформировал свои пять принципов проектирования зданий, которые позволили применять их повсеместно. Они служили матрицей для создания новых зданий, в которых функция преобладала над яркой выразительной формой (рис. В.68). Вторая мировая война внесла свои коррективы в Европе: архитекторы уехали в Америку (В. Гропиус, Л. Мис ван дер Роэ (рис. В.69)), другие смогли продолжить свою деятельность только по окончании войны. Многие в этот период возглавили архитектурные школы: Гропиус в Гарварде, Мис ван дер Роэ в Иллинойсе (рис. В.70). Архитектура предвоенного и послевоенного времени развивалась по-разному, вырабатывала разные стилистические направления: от функционализма, экспрессионизма до модернизма и регионализма, структурализма и постмодернизма. Направление регионализма особенно ярко проявилось в Японии. Японские архитекторы на какой-то период задали тон в архитектуре на несколько десятилетий. К. Танге создал ряд замечательных произведений, отличающихся сложной формой, вкраплением национальных традиций в современную архитектуру и применением сложных формообразующих большепролетных конструкций (рис. В.71). Весомый вклад в современную архитектуру ХХ в. внес американский архитектор Ф.Л. Райт. Опираясь на принципы Ле Корбюзье, он пошел дальше в создании архитектуры, открытой в природу. Внутреннее пространство Райт членит не перегородками, а свободными зонами, разделенными мебелью или раздвижными занавесами. Именно создание индивидуальных домов (рис. В.72, а) принесло ему наибольшую известность, несмотря на то, что он проектировал здания самого разного назначения: многоэтажные офисы, музеи, лаборатории, храмы. В 1944–1945 гг. Райтом был построен музей Гуггенхайма в Нью-Йорке (рис. В.72, б). Обычно музеи строились по анфиладной схеме, когда вы58
Раздел 1. Профессия — зодчий строенные последовательно залы перетекали из одного в другой. Музей Гуггенхайма разрушил этот стереотип. В музее экспозиция размещена по нисходящему спиралевидному пандусу. Благодаря таланту Райт оставил выразительные и самобытные творения. Другой яркой фигурой довоенного и послевоенного периодов стал бразильский архитектор О. Нимейер (1907–1983). Невероятно талантливый и плодовитый, он оставил колоссальное наследие. Им было воплощено в жизнь около 70 объектов, около 60 проектов остались неосуществленными. Любитель монументальных, обобщенных и пластических форм, Нимейер строил в своей стране и за рубежом. Придерживаясь коммунистических взглядов, он построил несколько зданий для политических организаций во Франции, в том числе для французской компартии в Париже. Самым грандиозным проектом для архитектора стала застройка новой столицы Бразилии — Бразилиа (рис. В.73), размещенной в пустыне. Масштабность мышления и тонкость художественного вкуса (рис. В.74) позволили ему внести существенный вклад в мировую архитектуру. В 1970-е гг. появились молодые архитекторы, которые проповедовали совершенно иную архитектурную эстетику высоких технологий. Выразителями этих направлений стали Р. Пиано и Р. Роджерс, которые создали центр искусства Ж. Помпиду в Париже (рис. В.75) в 1971–1977 гг. Трудно воспринимаемый извне, музей, к сожалению, не совсем отвечает экспозиционным задачам, поскольку практически не имеет плоскостей, предназначенных для этих целей. Здание просвечивается через несущие конструкции ферм и межферменных связей. На фасад вынесены все инженерные и транспортные коммуникации, что придает зданию вид технического устройства. В этом же направлении работал в 1986 г. английский архитектор Н. Фостер, который построил в Гонконге Шанхайский банк (рис. В.76). Однако более логичное размещение несущих элементов, вынесенных на фасад, а также ясная внутренняя структура здания, с одной стороны, поддержали новые направления в архитектуре, с другой, — позволили вполне последовательно и ясно применить элементы хай-тека (высоких технологий) к зданию. Тема хай-тека в архитектуре перешагнула ХХ в. В настоящее время она привлекает многих архитекторов, которые для своих произведений выбирают этот стиль. Говоря об архитектуре ХХ — начала ХХI вв., необходимо остановиться на организации архитектурно-строительного дела в настоящее время. Многие архитектурные мастерские сегодня превратились в крупные центры с большим штатом сотрудников, способные организовывать масштабные проекты в любой стране мира. Такой центр организовал английский архитектор Н. Фостер. Его грандиозные идеи осуществляются помощниками в любой точке земного шара (рис. В.77). Сегодня уже трудно найти страну, где бы он не «отметился» своими сооружениями. Обладая недюжинным талантом, Фостер проявил себя как способный организатор и бизнесмен. Сегодня многие крупные архитекторы идут по этому пути. Глобализация коснулась и этой сферы деятельности. Однако наряду с крупными фирмами существуют и, вероятно, еще долго будут существовать небольшие мастерские, которые решают не столь масштабные задачи в архитектуре, а удовлетворяют спрос на более мелкие и частные заказы. В этих малых организациях появилась потребность в специалистах, не только концептуальных архитекторах-художниках, но и специалистах, одновременно хорошо разбирающихся в конструкциях зданий самого разного назначения. Таким специалистам необходимо понимать формообразующую сущность конструкций, уметь на стадии выбора проектного решения оценить жизнеспособность конструкции, провести ориентировоч59
Основы архитектурно-конструктивного проектирования ные расчеты. Им также необходимо понимать специфику работы ограждающих конструкций, обеспечивающих комфортную среду обитания человека, т.е. знать теоретические основы строительной физики и практику применения ее положений в проектировании и строительстве и другие инженерные аспекты. Многими из этих вопросов, но на другом уровне, занимались архитекторы еще в римскую эпоху. Иными словами, необходимы комплексные специалисты инженеры-архитекторы, которые могли бы удовлетворять всем этим требованиям. Ничего нового в этих потребностях нет. Ведь до конца ХVIII в. архитектор отвечал за все проблемы не только архитектурного, но и конструктивного характера. Однако техническая революция, усложнившая решение инженерных вопросов в здании, разделила специальности инженера и архитектора. При этом потребности практики проектирования и строительства заставляют вернуться к истинной профессии архитектора как главного строителя, отвечающего и за инженерные проблемы. Если это трудно осуществить в полной мере на крупных и сложных объектах, то возможно в случае традиционных типов зданий относительно небольших габаритов. К тому же это существенно экономит средства: вместо двух специалистов работает один. Итак, профессия архитектора формировалась, следуя за изменениями потребностей общества и прогрессом архитектурно-строительного дела. Архитекторы проживали часто непростые судьбы. Архитектура городов с их зданиями, парками и садами, окружающая человека, не только удовлетворяла потребности человека, но и формировала его духовный мир, окружала его жизнь наиболее комфортными условиями. И чем ближе к нашим дням, тем архитекторов все более заботили именно вопросы обеспечения комфорта среды обитания человека. Профессия архитектора — вечная профессия, создающая для человека жизненно необходимый ареал. О задачах архитектуры написаны труды, но одно кажется неоспоримым: ни в одну эпоху человечество не смогло обойтись без архитектора. Невозможно создавать новое, не опираясь на знания и уважение к старому. Поэтому анализ становления, развития и современного состояния профессии дает возможность вступающему на этот путь студенту оценить важность своего места в качестве архитектора в обществе, в котором он живет, позволяет понять сложность и многогранность задач, которые он обязан решать, почувствовать накал творческих страстей в любой период развития профессии и те трудности, которые ждут его на этом пути. Знание биографий великих архитекторов помогает более глубоко осознать их роль в истории архитектуры, а также лучше понять их творческое кредо. Невозможно в короткой главе описать труды всех архитекторов, их жизненный путь. Однако краткое ознакомление с их именами и судьбами, с последовательностью развития событий в становлении профессии может помочь узнать в будущем многие замечательные личности, создавшие славу профессии. Цель этого раздела — помочь студенту осознать дело, которым он собирается заниматься, через призму исторической ретроспективы.
Раздел2 Основы архитектурного проектирования 2.1. Функциональные основы проектирования 2.1.1. Функция как основа объемно-планировочного решения ачем строится дом? Дом строится для того, чтобы в нем выполнялись определенные процессы жизнедеятельности людей. Жилые дома — для каждодневной жизни людей, кинотеатры — для просмотра фильмов, спортивные сооружения — для занятий спортом, больницы — для восстановления здоровья граждан и т.д. Выявление функциональных процессов в проектируемом здании, объединение этих процессов в определенные группы, разработка связей между этими группами, выявление состава необходимых помещений и их размеров, исходя из антропометрических и эргономических особенностей человека, габаритов оборудования или мебели, — основа процесса проектирования или его начальный этап. Разработка этого этапа ведет к окончательному построению планов, которые корректируются во взаимосвязи с пространственным решением здания на основе композиционного построения. Таким образом, функция лежит в основе любого планировочного решения. Подбор функциональных процессов обычно осуществляется с помощью специальной нормативной литературы СНиП (Строительных норм и правил) или СП (Свода правил). Однако реальная практика современного проектирования включает в совместную работу над этим этапом не только архитектора, но и заказчика, финансирующего процесс проектирования и строительства и мнение которого необходимо учитывать, профессионально корректируя его. При проектировании сложных зданий, связанных со специфической технологией, например, промышленных или медицинских, в процессе подбора функциональных процессов обязательно участвует технолог. Новые требования к зданиям, возникающие в связи с обеспечением, например, повышенного уровня комфорта, с новыми технологиями в образовании, с новейшими тенденциями в организации торговли, ресторанного или архивного дела, быстро меняют функциональную наполненность современных зданий. Перечень необходимых помещений в связи с этим может также существенно меняться. Современные нормативные документы не всегда успевают изменить свое содержание, поэтому процесс функционального проектирования обретает часто нетрадиционные решения, формирующиеся под воздействием множества факторов и частных мнений. Задача архитектора увязать все требования к зданию, изменить непрофессиональные мнения участников процесса и сформировать функциональную основу будущего планировочного решения в соответствии с перечнем нормативных требований и сложившейся реальной ситуацией. 61
Основы архитектурно-конструктивного проектирования 2.1.2. Функциональное зонирование Понимание функционального зонирования, функциональных связей, обеспечение перемещения людей и их комфортного пребывания в здании и в каждом помещении отдельно определяют грамотный профессиональный подход к проектированию. В настоящей главе рассматриваются основы функционального проектирования. В дальнейшем к вводным знаниям, полученным на этом этапе, добавятся знания о расчете путей передвижения людей в здании; формировании людских потоков, расчете видимости в зрелищных зданиях; основы строительной физики для обеспечения теплового, акустического и светового комфорта в помещении и многое другое. Однако в основе лежит функциональное проектирование здания. Функциональное проектирование состоит из двух принципиальных этапов: построения функциональной схемы и определения размеров помещений. Построение функциональной схемы имеет смысл предварить функциональным зонированием. Этот этап работы связан с объединением в группы функциональных процессов, родственных или близких по каким-либо критериям. Например, в школе объединяют функциональные зоны по возрастным группам. Это объясняется, во-первых, удобством организации учебного процесса, во-вторых, максимальным исключением пересечения разных возрастных групп детей, что определяется педагогическими требованиями (рис. 12). В медицинском комплексе разделяют поликлиническую* группу и группу стационара*, взрослые и детские отделения, по этажам группируют лор-отделение, отделение хирургии и т.п. Этот этап особенно важен при проектировании сложных зданий с разными функциональными процессами для различных групп людей с их специфическими требованиями. Небольшой индивидуальный дом также имеет смысл разобрать на две отличающиеся зоны, учитывающие дневной и вечерний активный отдых, приготовление и прием пищи и т.п. и принципиально иной характер жизненных процессов в зоне пассивного отдыха (сон) или спокойной уединенной работы (за книгой или компьютером). Эти зоны могут быть разделены по этажам: одна, связанная с активной жизнедеятельностью членов семьи, — на первом этаже, другая, где необходимо организовать пассивные процессы, — на втором. При одноэтажном Рис. 12. Функциональное зонирование школы 62
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования построении планировочного решения зона пассивного отдыха и работы должна быть отнесена вглубь дома, где легче создать тихую и интимную обстановку. Этот этап проектирования связан с определением принципиальных групп функциональных процессов и требований, их объединяющих, и созданием эскизных схем зонирования зданий, как показано на рис. 12. 2.1.3. Функциональная схема здания На самом начальном этапе проектирования функциональная схема, как и функциональное зонирование, помогает выявить все функциональные процессы, происходящие в здании, задать перечень функций в каждой зоне, определить состав помещений и принципиальные связи между ними. Перед построением самой схемы следует сформировать весь перечень функций, которые, по мнению проектировщика и заказчика, необходимо предусмотреть в здании, назначить нумерацию для каждой функции. На следующем этапе, если функциональная схема строится для крупного сооружения, функциональные процессы нужно объединить и получить сразу функциональное зонирование. В этой работе помогают СНиП (Строительные нормы и правила) или СП (Свод правил), а также специальная литература, из которой можно почерпнуть основной перечень помещений под функциональные процессы, происходящие в данном здании. В реальном проектировании таким материалом для формирования функциональной схемы может служить техническое задание, которое создается совместными усилиями заказчика и проектировщика. Однако меняется жизнь, меняются и требования человека к собственным процессам жизнедеятельности, набор функций и соответственно сама функциональная схема. Поскольку нормативная литература не всегда успевает за быстрыми изменениями современной жизни, то проектировщик обязан учитывать современные тенденции. В этом особенно важную роль играет функциональная схема, которая закладывает в проект будущего здания новые требования, соответствующие времени. Следующий шаг в построении функциональной схемы — назначение прямоугольников произвольного размера, ими обозначаются будущие помещения, которые следует подобрать под различные функциональные процессы или их группы. Затем эти прямоугольники с помощью прямых линий связываются между собой. Каждый прямой отрезок означает будущий дверной проем, через который осуществляется связь помещений. Наиболее сложный момент — расположение на плоскости листа или на экране монитора прямоугольников таким образом, чтобы в окончательном варианте схемы не происходило пересечения линий взаимосвязи помещений. Двери же не могут «пересекаться»! Если строится функциональная схема большого здания, где много функциональных процессов, то желательно сначала построить функциональную схему для каждой функциональной зоны, затем объединить их в общую схему. На этом этапе можно предусмотреть разделение по этажам. В этом случае лестница или лестничная клетка с лифтовым узлом представляется как самостоятельное помещение со своими связями. В функциональной схеме нет места конкретным размерам помещений. Это только схема взаиморасположения и связи помещений. В каждом прямоугольнике-помещении необходимо проставить номера функций. Ведь во многих помещениях могут выполняться одновременно разные функции. Например, в общей комнате квартиры одновременно могут выполняться функции активного и пассивного отдыха, приема пищи и детских игр и т.д. Помещения получают свои обозначения (кухня, гостиная, ванная и т.п.). В заключение функциональная схема должна иметь указатель-стрелку входа или входов. 63
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Разберем функциональную схему небольшого индивидуального жилого двухэтажного дома. Для начала работы над схемой жилого дома или квартиры необходимо предварительно определить демографический состав семьи. Демография — это показатель состава семьи по половому признаку и возрастным группам, а также семейным взаимоотношениям: представители старшего поколения (дедушки, бабушки), родители (отец, мать), дети (сыновья, дочери) и т.п. Разнополые дети до 7–8 лет могут иметь общую комнату. Дети старше этого возраста размещаются в отдельных комнатах. Состав семьи определяет перечень функций, исходя из потребностей каждого члена семьи соответственно полу и возрасту. Попробуем составить перечень функций, которые будут определять жизненные процессы семьи в этом доме. Прежде всего, представим, каким образом лучше организовать жизнь семьи так, чтобы члены семьи не мешали друг другу. Очевидно, что среди всех функциональных процессов есть два, принципиально отличающиеся: активная жизнь людей в дневное и вечернее время и пассивная ночью, когда в основном люди спят. Отсюда очевидно, поскольку изначально мы формируем двухэтажный дом, то процессы активной деятельности лучше разместить на первом этаже, а пассивный отдых или умственные занятия — на втором. Таким образом, определены две принципиальные функциональные зоны активного и пассивного отдыха, связанные лестницей. Теперь можно продолжить работу с каждой зоной отдельно. Вернувшись к демографическому составу семьи, в каждой функциональной зоне необходимо предусмотреть все функции, которые определяются потребностями каждого члена семьи в отдельности и всеми вместе. Предположим, что в задании на проектирование этого дома указано, что семья состоит из одного члена семьи старшего поколения (бабушки), двух родителей и двух разнополых детей в возрасте 5-ти и 9-ти лет. Последнее повлечет за собой отдельное размещение детей в доме. Функциональная зона активного пребывания людей может содержать следующие функции: 1 — вход — выход; 2 — смена верхней одежды и обуви; 3 — связи; 4 — гигиеническая; 5 — физиологические отправления; 6 — приготовление пищи; 7 — прием пищи; 8 — хозяйственная; 9 — активный отдых. В ней же необходимо предусмотреть функцию индивидуальной интимной жизнедеятельности для людей старшего поколения. Люди старшего возраста с трудом могут пользоваться лестницей в повседневной жизни. Итак, 10 — частная жизнь старшего члена семьи (бабушки). Нельзя забывать о том, что современные частные дома имеют часто автономную систему тепло- и водоснабжения, что влечет за собой техническую функцию 11. Функциональная зона пассивного отдыха и умственных занятий может иметь свои функции: 12 — пассивный отдых (сон) для членов семьи; 13 — занятия с книгой или компьютером; те же 4 — гигиеническая; 5 — физиологические отправления. Последние две функции должны предусматриваться в любом здании, независимо от его назначения (рис. 13). В результате общего назначения функциональных процессов мы имеем две принципиальные функциональные зоны, соединенные лестницей. С лестницы удобно начать построение схемы, выделив лестницу в отдельное помещение с функцией связи. Затем с одной стороны от лестницы можно начать формировать функциональную зону активного пребывания людей, с другой, — пассивного отдыха и зоны умственного труда. В итоге получаем исчерпывающую схему для двухэтажного дома, где обеспечен процесс жизнедеятельности семьи (см. рис. 13). Обозначим все помещения и внесем в каждое помещение функции, которые для него предусмотрены, обозначим входы в дом. Таким образом, заложена основа будущего планировочного решения, которое в качестве примера представлено на рис. 14. В этом примере по ходу согласования с заказчиком появилась возмож64
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования Рис. 13. Функциональная схема двухэтажного жилого дома ность опустить технические помещения в подвал, а библиотеку на втором этаже заменить на спальную комнату, так как дети достаточно большие и разнополые. Таким образом, произошла корректировка функциональной схемы на первичном этапе проектирования. Эта схема наиболее простая, поскольку здание небольшое для семьи из пяти человек. В более функционально насыщенных зданиях выделяются как главные, определяющие его назначение, так и вспомогательные функции. Если рассмотреть функции кинотеатра, то очевидно, что главная функция для зрителей — зрительская, просмотр кинофильма. Для работников кинотеатра — демонстрация кинофильма. Вспомогательные функции для зрителей — получение предварительной информации о фильме, покупка билетов, ожидание сеанса. Вспомогательные функции для сотрудников — реклама, продажа билетов, организация легкого питания и досуга перед сеансом, создание чистоты в помещениях кинотеатра. При формировании функциональной схемы кинотеатра необходимо сгруппировать помещения для зрителей (фойе, буфет, зрительный зал, туалеты, курительные комнаты). В другой группе должны находиться рабочие, складские и бытовые помещения (рис. 15). Функциональные схемы зданий, имеющих помещения большой вместимости, должны предусматривать такую связь помещений, при которой обеспечивается свободное движение потоков людей и исключается их пересечение. Например, в кинотеатре масса людей должна свободно попасть с улицы в фойе, из фойе в зрительный зал, из зала на улицу. При этом путь людей, идущих на сеанс, не должен пересекать путь людей, покидающих кинотеатр. Следующий этап проектирования — определение размеров помещений. 65
Основы архитектурно-конструктивного проектирования а б Рис. 14. Планировочное решение двухэтажного жилого дома: а — план первого этажа с внесенными корректировками; б — план второго этажа с внесенными корректировками 66
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования а б Рис. 15. Кинотеатр: а — функциональная схема кинотеатра; б — принципиальная схема плана кинотеатра: 1 — вход — выход; 2 — просмотр фильма; 3 — демонстрация фильма; 4 — покупка билетов; 5 — продажа билетов; 6 — ожидание сеанса; 7 — прием пищи; 8 — хранение продуктов питания; 9 — административная; 10 — физиологические отправления; 11 — гигиена; 12 — курительная; 13 — связи 2.1.4. Антропометрия и эргономика в архитектурном проектировании Антропометрия — система измерений человеческого тела и его частей. На основе этих измерений можно определять параметры человека в различных положениях его тела (стоя, лежа, сидя) и занимаемое им место. Это позволяет определить габариты необходимых для жизни человека мебели, санитарно-технических приборов и т.п. (рис. 16, 17). Из рисунков видно, насколько отличаются габариты человека в самых разных позах. Учет параметров человеческого тела и занимаемого им места в пространстве — основополагающий фактор формирования размеров помещения, которое предназначается для выполнения человеком тех или иных функций. Помимо статичного положения тела человека, необходимо учитывать габариты пространства при его передвижении. Справочник немецкого архитектора Э. Нойферта, являвшегося руководителем бюро В. Гропиуса, переиздавался 39 раз и содержит самый подробный перечень этих материалов. Автор и его последователи представили подробный перечень параметров не только отдельного человека в статичных и динамичных позах (рис. 18), но и групп людей, находящихся в движении (рис. 19). Эргономика — наука, изучающая человека в условиях производства с целью совершенствования орудий, условий и процесса труда. В этом смысле эргономическими особенностями человека можно пользоваться не только при проектировании производственных зданий. Человек в повседневной жизни, процессе обучения, отдыха, спорта находится в условиях пользования различными предметами быта, специализированной мебели или технологического оборудования. Все это также предмет изучения эргономики. Если рассмотреть труд человека в условиях кухни, можно заметить, что только путь движения по кухне может составлять в течение длительного времени несколько километров (рис. 20). Следовательно, все технологическое оборудование кухни должно иметь такие размеры, которые максимально облегчали бы процесс приготовления пищи. Размещение оборудования должно минимизировать пути движения по кухне. Из этого вытекает, что габариты помещения, предназначенного для кухни, определяются габаритами мебели, расстояниями перемещения по кухне человека при технологическом процессе приготовления пищи, а также габаритами са67
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Рис. 16. Размеры тела человека и занимаемое им место (по Нойферту): а — передвигаясь на коленях; б — сидя «по-турецки»; в — сидя (вид спереди); г — сидя (вид сбоку); д — на коленях; е — на полусогнутых ногах; ж — наклонившись; з — стоя наклонившись и прямо; и — в движении; к — с вытянутой вперед рукой; л — с рукой, отведенной в сторону; м — сидя за письменным столом; н — сидя за обеденным столом; о — сидя за работой или чаепитием; п — сидя в мягком кресле Рис. 17. Размеры тела человека и занимаемое им место (по Нойферту): а — при работе стоя; б — при работе на коленях; в — при работе сидя; г — при работе «на корточках»; д — сидя на матраце; е — сидя, опираясь на наклонную спинку; ж — полулежа; з — лежа 68
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования Рис. 18. Требуемое место для человека (по Нойферту): 1 — в различных позах: а — согнувшись; б — у рабочего стола; в — в движении; 2 — с багажом: г — с одним чемоданом; д — с двумя чемоданами; е — два человека с чемоданами; 3 — с тростью и зонтом: ж — с сумкой; д — с тростью; е — с зонтом; к — два человека с зонтами Рис. 19. Размеры тела и потребность в месте (по Нойферту): 1 — требуемый проход между стен: а — между стен (для людей в движении необходимо увеличение размеров, ≥ 10 %); б — два человека рядом; в — три человека рядом; г — четыре человека рядом; 2 — требуемое место для групп людей: д — тесно стоящие люди; е — нормальное расстояние; ж — хоровая группа; з — при длительном стоянии в очереди; и — с заплечным багажом; к — при ходьбе в ногу; л — для идущих строевым шагом; м — при прогулке; н — максимальное количество людей на 1 м2 — 6, например, в вагончике канатной дороги (фуникулере) 69
Основы архитектурно-конструктивного проектирования мого человека, которые лежат в основе удобного пользования оборудованием. Подобным образом можно рассмотреть любое помещение, находящееся в сфере деятельности человека. Однако в некоторых помещениях требования к комфортному пребыванию человека усложняются обеспечением видимости, слышимости, уровнем освещенности и т.п. Эти вопросы будут рассмотрены в дальнейшем при более глуРис. 20. Примеры путей движения по кухне: боком изучении последующих 1 — плита; 2 — шкаф; 3 — мойка; дисциплин. Антропометрия 4 — рабочий стол; 5 — холодильник; 6 — табурет и эргономика занимают особое место для людей с ограниченными возможностями при формировании так называемой безбарьерной, или доступной, среды их жизнедеятельности. В этом случае приходится учитывать габариты инвалидных колясок в покое и в движении, возможности использования подъемнотранспортного оборудования, организацию мест ежедневного пребывания этих людей, а также обеспечение их трудовой деятельности необходимым и удобным производственным оборудованием или мебелью. Этим вопросам посвящена в дальнейшем специальная дисциплина. 2.1.5. Определение размеров помещений на основе антропометрических и эргономических показателей Каким образом можно определить размеры помещения? В основе назначения размеров помещения лежат антропометрические (в покое) и эргономические (в движении) габариты человека, а также габариты мебели, зависящие от этих же параметров человеческого тела. Размеры помещений, где осуществляются функциональные процессы, которые как-либо связаны с определенной технологией, определяются вдобавок габаритами технологического оборудования. Если рассмотреть человека в положении стоя, то видно, что рост, вес, размах рук — довольно индивидуальные показатели. Однако большинство людей укладываются в габариты по росту, не превышающие 2 м, вес до 120–130 кг, размах рук до 1,80 м. Для чего нужны эти габариты? Рост определяет, например, размер длины кровати. Сегодня кровати стали делать длиннее, так как средний рост людей несколько увеличился. Если раньше длина кровати в большинстве случаев составляла 1,90 м, то сегодня кровати менее 2 м в длину почти не выпускаются, а часто их делают 2,1 м длиной. Следовательно, размер кровати определит размер простенка, который ей отведен в помещении, или один из размеров самого помещения. Дверной проем связан с ростом человека. Стандартный дверной проем — 2,05 м. Размах рук определяет минимальную ширину прихожей, которая не может быть менее 1,4 м, чтобы человеку возможно было надеть верхнюю одежду. Положение сидя определило высоту стола и стула. Стул имеет высоту сиденья 45 см, а обеденный стол — 75 см. Рабочий стол для приготовления пищи на кухне — не менее 80–85 см, так как человек работает за ним стоя. Положение полок на кухне также имеет ограничение по высоте, поскольку сле70
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования дует легко доставать с них предметы. Существуют таблицы в помощь проектировщикам, по которым легко найти все необходимые сведения для работы по определению габаритов помещений. Сегодня в СНиПах можно найти полный состав помещений для большинства зданий с указанием их площадей. Одновременно в СНиПах отсутствуют пропорции этих помещений. Каждое помещение имеет три размера: по ширине, длине и высоте. Проектировщику предстоит найти эти пропорции, размещая в помещении мебель или оборудование, учитывая дверной проем и площадь, занимаемую дверью при ее открывании. Световой фронт, т.е. оконный проем с его размерами, который должен быть учтен при проектировании, также окажет свое влияние на формирование помещения. Необходимо предусмотреть комфортное перемещение людей между мебелью и оборудованием. И, наконец, предусмотреть объем помещения, который будет удовлетворять нормативному воздухообмену. В учебниках по проектированию жилых, общественных и промышленных зданий будут освещены вопросы зрительного восприятия для классов, аудиторий и зрелищных зданий, вопросы акустики зала, которые окажут влияние на его форму, вопросы не только комфортного перемещения людей, но и их экстренной эвакуации. Все эти проблемы освещаются в процессе обучения в вузе. В данном учебнике приводятся только основы функционального проектирования, в которое входит определение размеров помещений, связанное с габаритами человека, мебели и несложного оборудования. Примером может служить планировочное решение одного этажа жилого коттеджа с размещением в помещениях мебели и санитарно-технического оборудования, а также с обозначением дверей в открытом положении, что показывает, какую площадь занимает дверное полотно при его открывании в помещении (см. рис. 14). Таким образом, определение габаритов помещения — емкая задача на начальном этапе проектирования. Необходимо отметить, что сегодня созданы так называемые нормали на многие помещения. Например, существуют нормали (набор стандартных размеров помещений) на санитарные узлы, школьные классы, спортивные залы, номера гостиниц и т.п. Конечно, это облегчает работу проектировщика. Однако архитектура последнего времени связана с нестандартными решениями. Типовое проектирование, столь развитое в эпоху Советского Союза, в большинстве случаев уступило место индивидуальным проектным решениям. Графические компьютерные программы помогают своими обширными библиотеками справляться с этими задачами. Однако компьютер — всего лишь инструмент. При решении творческих задач человеческий фактор, возможности человека особенно важны. Только человек с его творческими устремлениями и особенностями психики способен до конца взвешенно решать задачи проектирования. 2.2. Основы архитектурной композиции 2.2.1. Архитектура, основные понятия Что такое архитектура? Если исходить из греческого определения архитектора как главного строителя, то на первый взгляд архитектура — это то, что построено. В определенной мере это действительно так. Однако архитектура — более емкое понятие. Архитектура — это материально организованная среда жизнедеятельности человека и одновременно деятельность, направленная на организацию этой среды. Архитектура — это здание или сооружение, поселок или город, элементы городского декоративного искусства, организация взаимного размещения градостроительных зон (селитьбы*, промышленных зон, центров городов и т.п.) 71
Основы архитектурно-конструктивного проектирования и одновременно перемещения транспортных и людских потоков в этой среде. Архитектура решает множество задач по формированию среды обитания человека, но вместе с тем она создает ту художественно-духовную атмосферу, которая постоянно воздействует на человека и во многом формирует его внутренний мир. Создавая произведение зодчества, архитектор всегда решает задачу, которую определил еще Витрувий, римский архитектор и инженер второй половины I в. до н.э.: польза, прочность, красота. Начиная с доисторической эпохи, человек, прежде всего, возводил сооружение, которое ему было необходимо для укрытия от непогоды, защиты от животного мира. Во главе угла стояла польза. Однако из тех далеких времен до нас дошли также сооружения, которые играли иную роль в жизни человека. Уже в мегалитическую эпоху человек воздвигает не только кров, но и сооружения, отражающие его духовный мир, мир почитания предков, мир нарождающихся культовых традиций. Так, до нас дошли менгиры* (рис. 21), дольмены* (рис. 22), кромлехи*. Человек встал на путь организации искусственной среды обитания с позиций создания художественных образов. Отражение эстетических приоритетов эпохи в художественных образах архитектуры — предмет профессиональных интересов архитекторов. Рассматривая архитектуру Междуречья (рис. В.78), Египта (рис. В.79), античного периода Греции (рис. В.80) и Рима (рис. В.81), Средневековья (рис. В.82), барокко (рис. В.83), классицизма (рис. В.84) и близких к нам периодов развития цивилизаций, европейских и восточных, легко прослеживается, как менялась архитектура не только соответственно техническим возможностям времени, но и художественным предпочтениям каждой эпохи. Массивная тяжеловесная, но чрезвычайно выразительная архитектура Египта, отточенная в пропорциях изысканная античная архитектура, готическая архитектура с изящными кружевными формами, современные простые во многом утилитарные формы — все это длительный путь развития и видоизменения зодчества. Как говорил великий Ле Корбюзье: «Архитектура включает в себя всю культуру эпо- Рис. 21. Менгир 72 Рис. 22. Дольмен в Бретани (Франция)
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования хи; в архитектуре проявляется дух времени». Таким образом, художественно-эстетическое начало в архитектуре — ее неотъемлемая часть. И последнее — это проблемы прочности. Конечно, прочность по значимости стоит скорее на первом месте. Если полезное сооружение угрожает жизни людей, оно становится совершенно бесполезным, говорить о красоте уже не приходится. Прочность сооружений — главный параметр здания, обеспечивался строителем в первую очередь, однако возможности менялись от века к веку. Если египетский зодчий не имел технической возможности перекрыть большой пролет*, то современный архитектор легко использует достижения современной научно-технической мысли для перекрытия в своем сооружении очень больших пролетов, достигающих многих десятков, а порой и сотен метров. Следовательно, этот инструмент в руках зодчего зависит от уровня технического развития общества. Развиваются технические возможности цивилизации, развиваются строительные науки, на основе которых общество получает возможность возводить все более технически сложные сооружения. Как говорил архитектор ХХ в. Л. Мис ван дер Роэ: «Архитектура связана с наиболее значительными силами цивилизации». С развитием общества менялось отношение к целесообразности возводимых памятников. В Египте считалось вполне целесообразным возводить гигантские пирамиды, прославляющие власть фараонов и дающие им бессмертие. Барокко, создавая пышные по убранству церкви и соборы, преследовало цель упрочить позиции католицизма в условиях реформации. Сегодня для обеспечения производственного процесса не требуется дорогостоящих архитектурных декоративных деталей: промышленное здание возводится исключительно из утилитарных* соображений. Одновременно технические возможности позволяют возводить высотные и большепролетные здания, удовлетворяющие современным требованиям общества. Взаимосвязь целесообразного и технически возможного находит свое отражение в художественных образах архитектуры. Пирамиды и храмы, дворянские усадьбы и университеты, высотки и огромные стадионы — примеры востребованности каждым обществом целесообразного и прекрасного в архитектуре. Архитектура связана с созданием материальной среды. Она отражает, как уже отмечалось, социальные, экономические, политические и художественно-эстетические требования общества. Архитектор изучает опыт предшествующих эпох и под воздействием новых веяний времени, его технических возможностей видоизменяет мир. Этот творческий процесс постоянен в своем развитии, поэтому среда, в которой мы живем и действуем, все время меняется под рукой архитектора, воплощающего идеи нового в жизнь. Однако сложный процесс не может происходить без понимания и знания базовых положений в архитектурном творчестве. Если предыдущий подраздел был связан с функциональными основами проектирования, то настоящий — содержит положения композиционного проектирования, без которых достичь желаемого эстетического уровня в архитектурном решении невозможно. 2.2.2. Архитектурная композиция и художественные средства ее обеспечения Композиция (от лат. compositio) обозначает связь, соединение. Композиция — это искусство соединения в архитектурном произведении различных архитектурных элементов здания или сооружения, зданий в городской среде, декоративных элементов в самом здании и т.п. С помощью архитектурной композиции, которая объединяет пластику архитектурных деталей, архитектурных элементов, конструкций, определяющихся планировочным и конструктивным решением зда73
Основы архитектурно-конструктивного проектирования ния, архитектор создает целостное художественно выразительное произведение, отвечающее конструктивно-техническим требованиям. Теория архитектурной композиции включает закономерности формообразования, создание гармоничных, художественно востребованных объектов среды. Главное в архитектурной композиции — решение взаимосвязи между пространством и той оболочкой, которая его ограничивает, формирует их соотношения. Формообразующая оболочка базируется на тектонике конструктивных элементов, составляющих ее. Тектоника — художественное выражение работы конструкции и материала. Пространство в архитектуре формируется на основе функциональных, конструктивно-технических и эстетических принципов. Последнее связано, как уже отмечалось, с художественными предпочтениями эпохи. Однако эстетическая сторона организации пространства зависит также от психофизиологических особенностей человеческого восприятия. Человечество на протяжении веков выработало приемы формообразования, учитывающие психофизические особенности: симметрия и асимметрия, ритм, нюанс и контраст, пропорции частей и деталей и т.д. Для правильного восприятия объекта в архитектуре должен учитываться его масштаб относительно самого человека. При разработке объекта архитектор использует важнейшую составляющую общей композиции — цвет и фактуру поверхности. Нельзя забывать о том, что глаз не совершенен, в результате чего могут возникать искажения объекта. Это необходимо исправлять с помощью архитектурных приемов или специально использовать, добиваясь большей выразительности. Все средства архитектурной композиции могут применяться только комплексно. Ни один из приемов в отдельности не даст положительного результата. Работа, основанная на приемах композиции, предусматривает не их механическое применение, а творческий процесс, в котором немаловажную роль играет талант автора, его профессиональная интуиция. Однако без знания основ архитектурной композиции трудно профессионально работать в области архитектурноконструктивного проектирования. 2.2.3. Организация пространства Одна из основных задач, которые решает зодчий, — организация пространства. Пространство в архитектуре формируется по-разному. Внутреннее пространство здания создается за счет ограничивающих его от внешней среды ограждающих конструкций. Это могут быть стены, светопрозрачные ограждающие конструкции, крыши и т.д. Членение пространства внутри здания происходит также с помощью конструкций стен или перекрытий. Однако внешнее пространство двора, площади, улицы можно формировать с помощью самих зданий, их фасадов, а также других элементов, таких как малые архитектурные формы, скульптура, сооружения технического назначения, например, транспортные эстакады. Итак, перед архитектором встают две принципиальные задачи: формирование внутреннего и внешнего пространства. Эти задачи решаются с помощью трех основных пространственных форм: само пространство, плоскость и объем. Взаимодействие в теории архитектурной композиции пространства, плоскости и объема называют объемно-пространственной композицией. Объемно-пространственная композиция включает три вида: 1) внутреннее пространство образовано внешней оболочкой, примером может служить любое здание; 2) объем, не имея внутреннего пространства, служит только для организации внешней среды, например обелиски, ограды, мосты; 3) свободное неперекрытое пространство организуется группой объемов, например площади, улицы, дворы. 74
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования Объемно-пространственная композиция зависит от многих факторов: функциональной цели сооружения, технических возможностей, климата, градостроительной ситуации и др. Примерами самого разного решения объемно-пространственной композиции могут быть памятники зодчества, воздвигнутые в разные времена. Например, египетские пирамиды имели при своих огромных размерах (рис. В.85) очень маленькие внутренние пространства погребальных камер (рис. 23). Это объяснялось тем, что пирамида несла в себе не только функциональный смысл погребального сооружения, но и имела символическое значение, отражая всю мощь и власть фараона. Одновременно в то время технических возможностей перекрыть сколько-нибудь значимое пространство не существовало. Рис. 23. Разрез пирамиды Хеопса, на котором показано перемещение крупных блоков в сердце пирамиды и небольшая внутренняя погребальная камера: а — разрез основной пирамиды; б — пирамиды принцесс; в — поминальный храм на горе, посвященный культу обожествленного фараона; 1 — ограда пирамиды; 2 — входная галерея пирамиды; 3 — сокровищницы и подземная погребальная камера с саркофагом; 4 — святилище; 5 — двор с колоннадой; 6 — хранилище приношений и кельи жрецов; 7 — небольшой храм царицы; 8 — вестибюль поминального храма; 9 — захороненные священные лодки Сравнительно небольшое внутреннее пространство Успенской церкви в г. Кондопога (рис. 24) или в Петропавловской церкви (1698) в с. Пучуга Архангельской области объяснялось суровыми климатическими условиями и необходимостью сохранять тепло, а также небольшим количеством посещающих их людей. Одновременно церковь была местом общественного притяжения немногочисленных жителей, населявших окрестности. Она должна была быть видна с больших расстояний, а звон ее колоколов слышен издалека. Поэтому путем надстройки абсолютно нефункционального, но художественно выразительного объема зодчие получили тот эффект символа объединения людей, населявших окрестности Онежского озера, который смог зрительно сфокусировать на себе окружающее пространство довольно невыразительного плоского ландшафта (рис. В.86). 75
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Рис. 24. Интерьер Успенской церкви в г. Кондопога (Карелия, Россия) Из приведенных примеров видно, что в общей композиции нет прямой зависимости внутреннего пространства и его внешнего объема. Такие же примеры можно обнаружить и в современной архитектуре. Например, на выставке ЭКСПО-2010 финнами был представлен павильон «Кирну» (рис. В.87). Внешне — это единый объем, по которому ничего нельзя сказать об его внутренней планировочной структуре. Вокруг открытого пространства двора «обернуто» закрытое пространство выставочных помещений, которые располагаются по спиралевидно поднимающемуся пандусу (рис. 25). Однако наиболее ясно и гармонично выглядят объекты, в которых эта связь легко прочитывается. При этом внешний объем зданий в архитектуре иногда приходится подчинять решению внешнего пространства окружающей среды, а внутренний объем формировать, исходя из функциональных, технических Рис. 25. Разрез павильона Финляндии «Кирну» на ЭКСПО-2010. Арх. Jааksi и др.: 1 — форум; 2 — выставочный зал; 3 — спиралевидный пандус; 4 — обслуживающие помещения; 5 — ресторан 76
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования или иных требований. Это происходит, например, при создании театральных зданий с большими зрительными залами. Форма зала напрямую связана с его акустическими характеристиками, а внешний объем театра может иметь самую разную пластику в зависимости от места строительства. Ярким примером несоответствия внутренней структуры объекта и ее внешних проявлений может служить Пекинская опера архитектора П. Андре, создавшего целостный пластичный объем (рис. В.88), продиктованный окружающей дробной застройкой прошлых лет. Здание оперы призвано объединить и сфокусировать на себе окружающую довольно невзрачную дискретную среду. Внутри этого объема находятся сразу три зала, которые существуют вполне автономно и на внешнюю форму не оказывают никакого влияния (рис. 26 а). Пространственная оболочка, замыкающая в себе все содержание постройки, служит объединяющим началом и не связана с планировкой (рис. 26 б). Таким образом, решение объемно-пространственной композиции объекта зависит от конкретных условий размещения в окружающей среде, технических требований и фантазии архитектора, который может создать яркий образ здания с удобным и комфортным внутренним пространством, отвечающим всем требованиям, предъявляемым к проектируемому сооружению. В сложном процессе создания объемно-пространственной композиции фантазия архитектора должна опираться на основополагающие принципы ее формирования. Основные принципы формирования объемно-пространственной композиции определяются ее тремя основными видами (фронтальной, объемной и пространственной): 1. Фронтальная композиция развивается в основном по двум координатам. Глубинная проработка поверхности подчинена развитию композиции в высоту и ширину. Этот вид композиции представлен, прежде всего, многими фасадами зданий, обращенных к улицам, площадям, набережным рек. Они рассчитаны на восприятие при движении вдоль них. Этому же типу композиции соответствуют иконостасы православных церквей, стенки-шкафы кухонь, если они расположены вдоль одной стороны помещения и т.п. 2. В объемной композиции преобладает трехмерное развитие при восприятии композиции со всех сторон в процессе обхода зрителя вокруг объекта. Обычно для такой композиции характерна замкнутость поверхностей составляющих ее а б Рис. 26. Большой национальный театр Китая. Арх. П. Андре: а — план; б — разрез 77
Основы архитектурно-конструктивного проектирования элементов. Примером такого решения может служить храм Василия Блаженного в Москве (рис. В.89). 3. Пространственная композиция наиболее распространена в архитектуре и отличается преобладанием пространства над элементами (формами), его организующими. Наиболее важно для восприятия в пространственной композиции развитие самого пространства, а не организующие его элементы или детали. Пространство в такой композиции может развиваться по трем координатам. Но если композиция развивается в глубину, она называется глубинно-пространственной. Пример такой композиции — обрамленный зданиями ул. Суфло фасад Пантеона в Париже (рис. В.90). При взгляде на это здание не важны детали застройки. Также мало значимыми кажутся и мелкие детали самого фасада, который находится на значительном расстоянии от зрителя. Видно глубинное развитие пространства, остановленное фасадом здания с его крупными компонентами: куполом, колоннадой вокруг барабана, портиком. По такому же принципу может быть построен интерьер. Так, на принципах глубинно-пространственной композиции создавались интерьеры христианских храмов с продольно-осевой структурой плана. Главным в подобном интерьере был алтарь, куда устремлялись взоры прихожан. Этому подчинялась вся структура композиционного решения. Например, в интерьере церкви СантаМария-Маджоре в Риме (рис. В.91) очевидно, что повторяющийся однообразный ряд колонн, плоскость потолка, разбитая на одинаковые кессоны*, мощение пола имеют целью сконцентрировать внимание на алтаре, который расположен в глубине общей композиции пространства церкви. Зритель не отвлекается на детали колонн, потолка или пола, его взгляд всецело поглощен алтарем. Такой же цели добивались египтяне, когда организовывали целые аллеи совершенно одинаковых скульптур сфинксов (рис. В.92). Участники процессии проходили мимо, не рассматривая детали этих скульптур, их интересовало пространство, находящееся в глубине между пилонами* входа и далее. Интересно, что первоначальный композиционный замысел может меняться в процессе перестройки, например, собор св. Петра в Риме. Если собор, построенный по проекту Микеланджело, представлял собой объемную композицию с парящим над зданием куполом (рис. В.93), видимым со всех сторон, то с обретением позднего портика (см. рис. В.25) композиция здания поменялась на фронтальную, обращенную к площади. Следующим этапом изменения композиции стало возведение Бернини колоннады, обрамляющей площадь и концентрирующей внимание на фасаде собора (см. рис. В.33). Колоннада включила собор в композицию, сделала его неотъемлемой частью общей концепции. Таким образом, композиция перешла в разряд глубинно-пространственной. Каждый тип композиционного построения подразделяется внутри себя на виды. Так, фронтальная композиция может иметь разные характеристики. Соотношение координат в такой композиции различается по высоте и ширине. Фронтальная композиция звонницы Новгородского Кремля развита приблизительно одинаково в двух направлениях — по горизонтали и вертикали (рис. В.94). Фронтальная композиция ратуши в Брюсселе, рассчитанная, прежде всего, на восприятие площади, плотно застроенной со всех сторон, развита по вертикали (рис. В.95). Фасады двух корпусов университетского кампуса в Сеуле архитектора Д. Перро построены в соответствии с фронтальной композицией, рассчитанной на восприятие со стороны длинного прохода между ними (рис. В.96). Композиция вытянута по горизонтали значительно активнее, чем по вертикали. 78
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования Фронтальную композицию можно выстроить симметрично или асимметрично. В истории чаще встречаются симметричные построения, благодаря симметричному построению плана, по тем или иным причинам привязанному к такому решению. При всей своей протяженности главный фасад здания Адмиралтейства решен строго симметрично вследствие симметричного построения плана (рис. 27). В современной архитектуре симметричное решение встречается реже, так как функциональная предопределенность планировочного решения более сложная. Современные здания имеют часто многофункциональное планировочное решение, функциональные зоны в котором отличаются по «весу», что отражается на асимметричном решении композиции. Если вернуться к университетскому кампусу в Сеуле (рис. В.97), то с большой высоты отчетливо видно, что фронтальная композиция стены корпуса — неправильный прямоугольник с ломаными сторонами, рисунок которых определяется уклонами самого прохода между корпусами, наличием лестницы-амфитеатра, ландшафтным рельефом на крыше. Фронтальная композиция может быть решена с помощью доминирующего объема, как, например, ратуша в Брюсселе с высокой дозорной башней в центре (см. рис. В.95), а может быть построена из нескольких объемов или фрагментов, находящихся в нюансных* соотношениях частей. Такой предстает перед нами застройка набережных Амстердама (рис. В.98). Плотно размещенные дома отличаются друг от друга исключительно собственным декором, навершиями фасадных стен и нюансными соотношениями по вертикали. Рис. 27. План и фасад Адмиралтейства со стороны Адмиралтейской площади, 1806–1820. Арх. А.Д. Захаров При использовании тех или иных видов фронтальной композиции необходимо при поиске соотношения частей достигать ее целостности. Объемная композиция — одна из самых древних в истории строительства. Менгир, установленный на месте захоронения или важного события, — один из первых примеров объемной композиции. Он должен быть виден со всех сторон. Постепенно с развитием архитектуры, кроме обелисков, крупных памятников и т.п., объемная композиция помимо внешних характеристик обрела и внутреннее содержание в виде внутреннего пространства. Так возникло современное понимание объ79
Основы архитектурно-конструктивного проектирования емной композиции и задач, с которыми она связана. Как сказано выше, внутреннее пространство не всегда непосредственно влияет на формирование внешнего объема, однако сама объемная композиция выражается не столько внутренним пространством, сколько соотношением собственной массы объекта и окружающего внешнего пространства. В этом соотношении должен преобладать именно объем здания, а пространство быть ему подчинено. Существуют три основных типа объемной композиции по взаимодействию объема и пространства. В первом случае композиция строится на использовании одного цельного геометрического объема или нескольких, которые при этом подчинены главной форме. Внешнее пространство «обтекает» вокруг объема и не проникает внутрь (рис. В.99). В этом случае композиция может развиваться по двум различным направлениям. Также композиция решается на основе объемов близких геометрических форм, которые подчинены основному. Такой тип композиционного решения применил Ф.О. Гери при создании музея Гуггенхайма в Бильбао (Испания) (рис. В.100). Архитектор сформировал композицию из пластичных «льющихся» форм, подчинив их главенствующему возвышающемуся в центре объему. Композиция здания рассчитана на обзор со всех сторон. Второе направление построения связано с формированием объемной композиции из различных геометрических объемов, объединенных в единую композицию каким-либо элементом. Например, дворец Национального конгресса в Бразилиа О. Нимейера (см. рис. В.73). Объемы разной геометрической формы объединены общим подиумом нижнего этажа и подчинены главной вертикали корпуса секретариата. Пространственная композиция может быть: 1) сформирована вокруг одного или группы элементов; 2) ограничена различными элементами, размещенными по его периметру. В первом случае объект визуально притягивает к себе зрителя и фокусирует на себе его внимание. Зритель чувствует, что объект как бы «держит» собой окружающее пространство и тем сильнее, чем он ближе к нему подходит. Этим свойством организации пространства вокруг себя обладают, прежде всего, объемные композиции, о которых уже шла речь. Во втором случае пространство замкнуто окружающими его объемами. Это явление можно проследить как в интерьере, так и в городской застройке. В интерьерах такой эффект создается часто в атриумных* решениях, где пространство атриума заключено внутри объема здания и окружено его частями. На рис. В.101 видно, что офисные помещения выходят окнами во внутренний атриумный двор здания и ограничивают его со всех сторон. В случае городской застройки ограниченное пространство обычно представлено площадями или дворами. Если мы вновь обратимся к площади перед собором св. Петра в Риме, то увидим как Бернини с помощью мощной колоннады организовал пространство перед собором (см. рис. В.33), включив его в общую композицию. Это было не только революционно для своего времени, но и до сих пор остается ярким примером организации городского пространства. Как приступить к организации объемно-пространственной композиции проектируемого объекта? Можно формировать объемно-пространственные композиции из абстрактных элементов, предполагающих развитие у студента чувства пропорций, композиционных соотношений, пластики объемных форм. В этом процессе чрезвычайно эффективно макетирование. Однако подобный этап обучения построению объемно-пространственной композиции подготовительный, подразумевающий развитие определенных навыков. Работа над объемно-пространственной композицией объекта определенного функционального назначения начинается с изучения функциональных процессов, происходящих в нем. Каждое здание имеет свое назначение, поэтому перечень функциональных процессов индивидуальный. Определив 80
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования назначение здания и функциональные процессы, проистекающие в нем, необходимо их объединить по группам или зонам, в которых они будут иметь наиболее близкие связи. Например, в школе группы функциональных процессов можно разделить по ступеням образования: начальная — 1–4 классы, средняя — 5–8 классы, старшая — 9–11 классы. Внутри этих групп функциональные процессы схожи, поэтому легко организовать внутригрупповые связи. Однако школа — единый организм, и поэтому необходимо одновременно создать связи между функциональными зонами. В итоге следует выделить также общие функциональные зоны, объединенные своими связями, и составить функциональную схему, которая ляжет в основу будущего планировочного решения. Таким же образом можно разобрать функциональную схему детского сада (рис. 28), на которой отчетливо читается функциональное зонирование, состоящее из пяти зон, и дальнейшее разделение на помещения со своими функциональными процессами. Этот этап проектирования был подробно рассмотрен в п. 2.1. Функциональная схема поможет наладить только связи между помещениями, выделенными под определенные функции. Рис. 28. Функциональная организация детского сада-яслей: I — ясельная дневная группа; II — ясельная круглосуточная группа; III — дневная группа детского сада; IV — круглосуточная группа детского сада; 1 — приемная; 2 — игровая; 3 — тамбур; 4 — веранда; 5 — спальня-веранда; 6 — санитарный узел; 7 — буфетная; 8 — кладовая; 9 — сушильная, гладильная; 10 — бельевая; 11 — постирочная; 12 — кухня; 13 — кабинет заведующего; 14 — вестибюль; 15 — врач; 16 — комната персонала; 17, 18 — санитарный узел; 19 — раздевалка; 20 — групповая комната; 21 —кроватная На следующем этапе подготовительной работы необходимо определиться с размерами помещений, их конфигурацией и площадями. Этот этап базируется на антропометрических размерах человека и был рассмотрен в п. 2.1.4. Недостаточно учесть габариты человека: необходимо выбрать мебель, которая создается, исходя из этих габаритов, или оборудование, применяемое в общественных или промышленных зданиях, разместить его в помещениях, о чем также уже говорилось. Однако это еще не все. Создавая функциональную схему и далее планировочное решение необходимо минимизировать коммуникационные расстояния для человека, начиная с организации функциональных процессов на кухне, где люди начинают и заканчивают свой день (а хозяйки подчас проводят долгие часы), до функциональных процессов в общественных или промышленных зданиях. Архитектор обязан думать о путях передвижения человека по зданию, которые должны быть максимально короткими 81
Основы архитектурно-конструктивного проектирования и удобными, а общие габариты помещений — достаточными и соответствовать установленным СНиПам или СП. При этом функциональная схема не может учесть все потребности человека. Любое пространство, кроме соответствия функциональным, антропометрическим параметрам человека и техническим требованиям, должно воздействовать эмоционально. Недостаточно удобно разместить мебель и оборудование и организовать коммуникационные связи, необходимо создать пространство, обладающее эстетическими свойствами. Человек оценивает эти свойства в зависимости от психофизиологических закономерностей восприятия пространства. Эти закономерности — объективные условия в процессе формообразования. Большое влияние на закономерности формообразования оказывают эстетические идеалы общества. Если здание несет в себе некую политическую или социальную нагрузку, закономерности формообразования становятся особенно очевидными. Решение внутреннего пространства здания в этом случае часто отодвигается на второй план. Самым важным становится выразительная форма сооружения. Так складывались устремленные ввысь шатровые покрытия русских храмов в ХVI в., например, церковь Вознесения в с. Коломенское (рис. В.102), или монумент «Покорителям космоса» в Москве (рис. В.103). Таким образом, эстетическое воздействие пространственной композиции на человека — неотъемлемая часть архитектурного произведения. В этой же плоскости объективных психофизиологических закономерностей восприятия находится и проблема формообразования по «законам красоты». Эта работа архитектора связана с удовлетворением духовных потребностей человека, созданием художественного образа. Работа над созданием художественного образа ведется с помощью последовательного эскизирования на основе функциональных схем и определения габаритов помещений, функциональных зон и здания в целом. В процессе эскизирования решаются композиционные задачи проектирования, которые помогают соответствовать эстетическим предпочтениям общества. На этом этапе необходимо прорабатывать возможные сочетания пространств в здании, их формы и пропорции*. Сравнительный анализ эскизов с точки зрения функциональной целесообразности и эстетической выразительности решения доводит эту стадию работы до требуемого уровня. Замечательно проследил этот последовательный процесс профессор МАРХИ Б.Г. Бархин в книге «Методика архитектурного проектирования» на примере создания японским архитектором К. Йокаяма проекта храма Ши-Хондо (рис. 29). Б.Г. Бархин описывает последовательность эскизирования и доведение работы до искомого результата следующим образом: «Первый этап состоял в творческом поиске вспарушенной* формы покрытия здания. 1. Автор увидел в крыльях птицы, распластавшейся в полете, символ будущего покрытия зала. 2. Второй этап содержал уточнение формы зала, функциональных связей. 3. Организация последовательности развития движения: площадь — портик — промежуточное звено — зал. 4. Центральным звеном четвертого этапа явился поиск структуры, противостоящей колебаниям при землетрясении. Ситуация разрешается введением пирамидальных устоев, 5) которым затем придается пространственная веерообразная форма. 6. Окончательное решение отвечает художественно-образной установке, структурной логике и функциональной сущности». Очевидно, что автор храма в процессе эскизирования прошел все этапы по формированию объемно-пространственной композиции, художественного образа здания, обеспечил функциональные связи и структуру здания и его прочность, применил формообразующую конструкцию. На данном примере отчетливо видна последовательность создания объемно-пространственной композиции объекта, учитывающей все факторы ее построения. 82
б Рис. 29. Проектирование храма Ши-Хондо. Арх. К. Йокаяма: а — первые три этапа эскизирования; б — завершающие этапы эскизирования а
Основы архитектурно-конструктивного проектирования 2.2.4. Организация внутренних пространств здания и их связь с внешним образом здания Внутреннее пространство здания — главная цель строительства. Оно ограничивается внешней конструктивной оболочкой и членится внутри самого себя на части с помощью внутренних конструкций в виде стен, перегородок, перекрытий. Исторически не имея возможности применить большепролетные конструктивные решения, внутреннее пространство формировалось с помощью массивных ограждающих внешних и таких же массивных несущих внутренних конструкций. Это создавало определенные традиции при создании внутреннего пространства, состоящего в основном из сравнительно небольших помещений, сообщающихся между собой посредством дверных проемов. При этом общая композиция была законченной и уравновешенной. Такими были дворцы эпохи Возрождения, где композиционные приемы оттачивались до совершенства. Повернутая к внутреннему двору композиция палаццо* Медичи — Риккарди представляет собой пример замкнутой группировки помещений вокруг двора (рис. 30), а фасад массивного палаццо (рис. В.104) скрывает за своими стенами жизнь семьи, которая проходит во внутреннем дворике. Объемно-пространственные композиции русских усадеб ХVIII в. часто раскрывались сразу на две стороны: парковую зону и парадный двор (рис. 31). Архитекторы второй половины ХХ в., обуреваемые идеей связи искусственно образованного пространства и природы, свободой планировочного решения, создали такие объемно-пространственные композиции, которые были максимально открыты внешнему миру. Такими проектировали жилые дома Райт и Л. Мис ван дер Роэ, Ле Корбюзье и Р. Майер (рис. В.105, 32, В.106, В.107, В.108). Сквозь большие остекленные поверхности внешних стен внутренний мир дома непосредственно связывался с окружающей природой. Рис. 30. План палаццо Медичи — Риккарди — замкнутая группировка помещений вокруг внутреннего двора (Флоренция, Италия) 84 Рис. 31. План и фасад дворца в Конькове. Чертеж из «Казаковского альбома». Конец XVIII в. (Москва)
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования Рис. 32. Фарнсворт. План дома. Арх. Л. Мис ван дер Роэ Архитекторы продолжительное время решали проблему, как преодолеть мелко расчлененную внутреннюю структуру зданий. Архитекторы Средневековья вслед за античными зодчими «расчленили» пространство храмов на три или пять нефов*, повысив средний для получения освещения, и через ряд несущих колонн объединили его с боковыми более низкими и менее освещенными нефами (рис. В.109). Архитекторы барокко создавали иллюзорно* бескрайнее пространство потолка с помощью живописных приемов. Они расписывали плафоны, «разрывая» плоскость потолка с помощью живописной перспективы. Итальянские квадротуристы ХVII–ХVIII вв. (искусство квадротуры — перспективное архитектурное обрамление живописи) способствовали этому эффекту, изображая в перспективе архитектурные детали (рис. В.110), что усиливало эффект пространственности. Однако это решало задачу односторонне . Только в ХIХ в. появились технические возможности новой организации внутреннего пространства. Применение чугуна, железобетона и стекла дало толчок к формированию нового пространства. Все началось с промышленных цехов, где технологические процессы потребовали максимально раскрыть внутреннее пространство, объединить его и связать коммуникационно. В это же время появились новые типы зданий, библиотеки, выставочные павильоны, магазины, вокзалы и т.д., где нужно было обеспечить свободное перемещение большого количества людей, хорошую обозримость пространства и его освещенность (рис. В.111). Технические возможности позволили членить внутреннее пространство следующим образом: 1. Для изоляции отдельных функций внутреннее пространство может быть расчленено как вертикальными, так и горизонтальными конструктивными элементами-стенами, перегородками, перекрытиями. Это традиционное решение сформировалось исторически и широко применяется до сих пор, но уже на современной технической основе, которая позволяет существенно увеличить пролеты и высоты выделяемых зон внутреннего пространства. 2. Для условного членения пространства на зоны, связанные единым функциональным процессом, применяются светопрозрачные, решетчатые ограждения, ограждения, созданные с помощью растений, ограждения, не достигающие полной высоты помещения. В современной архитектуре это распространенный прием как в жилище, так и в общественных зданиях. Большинство крупных офисов, имеющих 85
Основы архитектурно-конструктивного проектирования единый рабочий зал на каждого сотрудника, заполняют его рабочими блоками, имеющими невысокие перегородки непосредственно на рабочем столе. Организуются индивидуальные рабочие зоны, объединенные общим пространством зала. 3. В случае, если функционально и зрительно необходимо разделить пространство и одновременно через преграду свободно пропустить людей или создать эффект просматриваемости пространства, применяют так называемые пунктирные преграды в виде колонн или узких простенков. Такой прием часто используют в театральных зданиях для разделения гардеробной части вестибюля и непосредственно самого вестибюля. В этом случае могут быть также применены светопрозрачные преграды. 4. Если визуально необходимо разделить пространство, не создавая зрительных преград в одном помещении, то плоскость пола или потолка делят разными уровнями, сохраняя при этом единый объем. 5. Этой же цели достигают при изменении высоты различных функциональных зон в одном объеме. Рис. 33. Поселок «Старая Рига»: а — генеральный план поселка блокированных домов «Старая Рига»; б — планы 1-го и 2-го этажей блока домов: 1 — кухня—столовая—гостиная; 2 — кладовая; 3 — постирочная; 4 — котельная; 5 — спальня; 6 — гардеробная; в — аксонометрия блокированной строчки поселка 86
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования Таким образом, сегодня внутреннее пространство — это единое целое, состоящее из ограниченных и свободно перетекающих максимально открытых пространств. Художественная выразительность получила большие возможности для своего развития за счет технических средств, предоставляемых совершенствующейся технической базой строительных конструкций и материалов. Недоступный для архитекторов прошлого диапазон возможностей создания единого архитектурного пространства с сохранением связей между его частями и их одновременного разграничения получил в современной архитектуре яркое и подчас неожиданное развитие. Каким образом группируются сегодня помещения в здании и обеспечивается связь между ними? Существуют пять возможных типов группировки пространств в здании: 1) ячейковый — сводится к блокировке независимых друг от друга пространств. Наиболее яркие примеры в современном реальном проектировании — так называемые таунхаусы, или блокированные дома (рис. 33). Каждый блок-квартира такого таунхауса имеет свой вход, небольшую территорию личного участка и никак не связан с соседними блоками, имея с ними только общие стены; Рис. 34. Министерство окружающей среды в Дессау. Пример коридорной планировочной системы. Планы 1-го и 2-го этажей. Sauerbruch Hutton Architects 87
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Рис. 35. Комплекс «Город столиц». Планировочное решение апартаментов, пример бескоридорного варианта, где лестнично-лифтовой узел объединяет множество апартаментов и является одновременно вертикальным объединяющим ядром всего здания. Капитал групп Рис. 36. Дворец в Стрельне, 1720-е гг. Фасад и план. Арх. Н. Микетти 88
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования 2) коридорная система блокировки пространств, когда в единый коридор выходят отдельные ячейки. Это могут быть комнаты общежитий, номера в гостиницах и даже квартиры. Коридорная система распространена при проектировании общественных зданий: школ, больниц, административных и офисных зданий и т.п. В этом случае коридор — объединяющая коммуникация для всех пространственных ячеек (рис. 34, В.112); 3) связная бескоридорная система может быть представлена секционными жилыми домами, квартиры которых группируются вокруг лестничной клетки; это решение можно проследить также в любых многоэтажных домах точечного типа, где лестнично-лифтовой узел — вертикальная коммуникация, объединяющая как помещения одного этажа, так и по вертикали помещения сразу всех этажей (рис. 35, В.113); 4) анфиладный — используется, когда требуется, следуя функциональным связям, постепенно раскрывать одно пространство за другим. Наиболее ярко он использовался в зданиях прошедших эпох. По этому принципу строились дворцы и усадьбы, например, дворец в Стрельне (рис. 36, В.114). Сегодня этот принцип используется при организации выставочных экспозиций, в зданиях музеев (рис. 37); 5) зальный используется в случае организации функциональных процессов, требующих разместить большое количество людей в одном помещении. Чаще всего зальной системой пользуются в объемно-планировочных решениях закрытых зрелищных зданий: кинотеатров, театров и т.п. (рис. 38). Большое нерасчлененное пространство главное, и ему сопутствуют группы вспомогательных помещений. В крупных зданиях или зданиях-комплексах, как правило, внутреннее пространство организуется сразу на нескольких принципах группировки помещений (рис. 39, В.115). Как видно на плане ледового дворца в Коломне, в композиции здания присутствуют одновременно многие принципы формирования внутреннего пространства: зальный для центральной части с ледовой ареной, коридорный для помещений торговли, анфиладный для вестибюлей, холлов, гардеробов, ресторана. Рис. 37. План Новой Государственной галереи в Штутгарте: 1 — старая галерея; 2 — переходный мост; 3 — новое здание; 4 — терраса со скульптурами; 5 — пандус; 6 — центральная ротонда; 7 — экспериментальный театр. На плане видна анфиладная структура последовательно раскрывающихся залов галереи 89
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Внутреннее пространство не существует само по себе: оно результат вычленения из бесконечного внешнего пространства определенной зоны или среды с помощью ограждающих конструкций. Функциональные процессы, которые в ней происходят, и психофизиологические потребности человека требуют связи этих пространств. В искусственно созданную среду здания или сооружения, прежде всего, необходимо войти. С этого начиналось развитие системы Рис. 38. План Латышского художественного объединения двух пространств театра им. Я. Райниса. (внешнего и внутреннего) еще Арх. В. Быков, Е. Мальцин на заре человеческого общества. Если в то время вход был единственным соединяющим звеном и выполнял функции одновременно вентиляционную, светового проема, дымохода для удаления дыма от очага, то сегодня эти функции выполняют светопрозрачные ограждения, специально созданные дымоходы, вентиляционные каналы и др. В настоящее время вход, кроме своей функции — обеспечения доступа человека в здание, получил еще и основную композиционную нагрузку в качестве главного элемента, определяющего порядок функциональных процессов в нем. В связи с этим вход — основной акцент в общей композиции всего сооружения. Человек должен легко определять его положение в системе организации фасада, для того чтобы быстро и беспрепятственно воспользоваться им. Если собственных средств для обозначения этого элемента оказывается недостаточно, то необходимо использовать дополнительные композиционные приемы для выявления этого важного элемента здания. Рассмотрим композиционные приемы выявления входа на главных фасадах здания различными способами в разные периоды развития архитектуры. Вход в пещерный храм в Аджанте в Индии отмечен двумя размещенными по бокам утолщенными колоннами и большой аркой над входом (рис. В.116). В большом храме в Кходжурахо создатели поступили иначе: к входу ниспадает череда уменьшающихся объемов, которые как бы приглашают, втягивают человека внутрь храма (рис. В.117). В соборе св. Марка в Венеции (рис. В.118) и в капелле Пацци во Флоренции (см. рис. В.29) прием несколько схож, несмотря на существенно различающиеся габариты зданий и время их постройки. Для того чтобы выделить входы в череде аркад или среди одинаковых повторяющихся колонн, архитекторы в первом случае повысили главную арку входа и удвоили ее по высоте, во втором — в силу камерных размеров сооружения просто создали высокую арку входа, разрезающую фризовую плоскость фасада. Сравнительно близкие приемы использованы в Гёкмедресе — школе Корана 1271 г. постройки в Турции (рис. В.119) и в готическом фасаде Кафедрального собора в Сиене (рис. В.120). В обоих случаях вход отмечен арками и минаретами или готическими башенками по бокам. В соборе в Сиене вход дополнительно акцентирует большое окнороза и треугольный фронтон, завершающий фасад. В русской архитектуре входы 90
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования а б Рис. 39. Ледовый дворец в г. Коломне. Арх. А.А. Годер, А.И. Томский, В.Н. Дерябин: а — план дворца; б — аксонометрия дворца; 1 — ледовая арена; 2 — раздевалка; 3 — торговля; 4 — вестибюль; 5 — детская комната; 6 — бассейн; 7 — подсобное помещение; 8 — сауна; 9 — тренажерный зал; 10 — камеры сухого жара; 11 — конференц-зал; 12 — фойе с зимним садом; 13 — кафе; 14 —универсальный спортзал; 15 — второй свет; 16 — ресторан; 17 — администрация; 18 — наземная автостоянка; 19 — балкон для зрителей; 20 — VIP-зона; 21 — пресс-центр; 22 — паркинг; 23 — техническое помещение; 24 — зона загрузки 91
Основы архитектурно-конструктивного проектирования в церквах часто отмечали высокими крыльцами, а в деревянной архитектуре еще и бочкообразным покрытием (рис. 40). Этот прием перешел и в каменное зодчество (рис. В.121). Аристотель Фиораванти при строительстве Успенского собора в Кремле решил эту задачу с помощью высоко поднятого над входом козырька и изображения Богоматери под ним (рис. В.122). В период барокко входы получили наиболее пышное убранство в силу стилистических особенностей архитектуры этого периода. Ф. Мансар и Ж. Лемерсье в церкви монастыря Валь-де-Грас не просто акцентировали вход, а усилили его значение двумя треугольными фронтонами с портиком в нижнем этаже, окном, повторяющим входную дверь, сдвоенными колоннами по бокам входа и двумя валютами, украшающими главный фасад с двух Рис. 40. Никольская церковь в с. Панилово, 1600 (Архангельская обл.) сторон (рис. В.123). Портики выполняли акцентирующие функции для входов и в эпоху классицизма. Но с коренными изменениями, произошедшими в эпоху промышленной революции, появлением новых материалов и технических возможностей, архитектура быстро пошла по пути поиска новых приемов пластической выразительности. В павильоне Польши на ЭКСПО-2010 архитекторы «приподняли» угол здания, приглашая тем самым заглянуть внутрь (рис. В.124). В музее в Денвере входом является остекленный прямоугольник неправильной формы рядом с постоянно меняющимися в лучах света поверхностями здания, отделанными фактурными панелями (рис. В.125). Темное пятно входа резко контрастирует с остальным зданием, привлекая к себе внимание. Для человека наиболее важна зрительная связь внутреннего и внешнего пространства, которая осуществляется через светопрозрачные конструкции окон, витражей, витрин и т.д. Визуальная связь человека с внешним пространством необходима для его нормального психофизического здоровья, ощущения единства с окружающим миром. Необходимость присутствия в архитектуре элементов, ограждающих внутреннюю среду от внешней и одновременно дающих возможность проникновения внешней среды во внутренний мир здания, — один из значимых факторов формирования его архитектурного образа. Архитектор должен определить количество, размеры, формы этих элементов для создания гармоничной композиции. Если раньше вопросы освещенности помещений зависели от размеров окна, конструктивных возможностей (рис. 41, 42, В.126, В.127), то сегодня технические решения современных светопрозрачных ограждений этим не ограничены. Окна, витрины, витражи могут иметь самые разнообразные формы и габариты. Применение того или иного решения светопрозрачных ограждений скорее зависит от их функционального значения 92
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования и климатических условий местности, где возводится здание. Если внутреннее пространство предназначено для занятий, требующих большой сосредоточенности, или осуществления жизненных процессов человека (например, помещения квартиры), то лучше применять окна ограниченных габаритов, чтобы не нарушать условий работы или интимности жилища. В случае, если внутреннее пространство требует раскрытия его во внешний мир и его глубокого проникновения внутрь помещений, то применение больших витринных окон будет отвечать этим задачам, наприРис. 41. Конструктивные элементы мер, кафе в парке, вестибюль в театре, деревянной избы: 1 — тесовая кровля; выставочной галерее и т.п. Загородный 2 — охлупень; 3 — слеги; 4 — причалина; жилой дом Фарнсворт архитектора 5 — самцы; 6 — волоковое окно; 7 — красное окно; 8 — водотечник; Л. Мис ван дер Роэ, который представ9 — курица ляет собой остекленный с четырех сторон объем (см. рис. В.107), — наиболее яркий пример решения раскрытия внутреннего пространства во внешний мир. Из приведенного примера видно, что архитектор добился практически полного слияния внутреннего пространства жилища с внешней средой окружающего парка. Только незначительная интимная зона получила ограничивающие ее стены. Человек живет в окружении природы и полностью сливается с ней. Если недостаток света вызывает дискомфорт, а подчас и отрицательно воздействует на органы зрения, то нельзя забывать, что обеспечение освещенности выше нормируемой может иметь Рис. 42. Фрагмент апсиды Софийского обратную сторону: проникновение солсобора в Новгороде с арочным окном нечных лучей в помещение способствует утомлению от излишне интенсивного света, блескости. В этом случае стеклянная стена неуместна. На территории России выбор типа остекления имеет еще одну важную сторону. На большинстве территории России климат холодный, с которым связана необходимость отопления зданий в течение 7–8 месяцев в году. Остекленные наружные поверхности значительно повышают энергозатраты на отопление. Поэтому при выборе наружного остекления следует функционально оправдывать необходимость сплошного остекления и определять цену, которую заплатят владельцы за отопление данного здания во время длительного эксплуатационного периода. Использование кондиционеров в летний период, на которые часто полагаются для обеспечения комфортной среды в помещении, имеющем сплошное витринное остекление, стоит намного до93
Основы архитектурно-конструктивного проектирования роже, чем простое отопление в зимний период. Это не означает, что витринное остекление не может быть использовано по назначению. Оно дает прекрасную возможность связать внутреннее и внешнее пространства, создать их взаимное проникновение. Важно определять необходимость такого решения и знать его стоимость в процессе эксплуатации здания. Для раскрытия интерьера во внешнюю среду существуют приемы, которые содействуют ощущению единства внешнего и внутреннего пространства. Такими приемами могут быть продолжения во внешнюю среду плоскостей потолка, пола или боковых стен; обработка поверхностей этих элементов однотипными материалами, продолжающими свой рисунок или фактуру за пределами внутренней среды здания. Это может быть рисунок плит каменного или плиточного пола, фактурный потолок или боковые стены, продленные за пределы помещения. Для получения эффекта замкнутости пространства необходимо сократить площадь остекления, подчеркнуть цельность стен, придав им ощущение материальности. В этом случае окно — только отверстие, которое не должно «разрушить» плоскость стены. Каким образом строится общее композиционное решение здания? Как проявляется композиция внутреннего пространства в облике здания? Основной принцип грамотного формирования объемно-пространственной композиции здания — принцип формирования изнутри к его внешнему облику на основе функциональных процессов, протекающих в здании. Композиция, построенная на противоположном принципе — от формально выбранной формы к искусственно притянутым функциональным процессам, — чаще приводит к серьезным противоречиям между функциональными требованиями и эстетическими закономерностями. Существуют два основных направления формирования общего композиционного решения. Здание может быть запроектировано как уникальное, с точки зрения его использования исключительно для функциональных процессов, предназначенных на день создания. В нем будут ярко выражены крупные функциональные зоны, подчеркнутые внешними объемами здания. Такое здание сложно использовать в быстро меняющемся современном мире, где требования к функциональной наполненности непостоянны. Можно, напротив, создать свободное композиционное решение внутреннего пространства, которое быстро с помощью легких перегородок трансформируется под любую функцию. Однако второй принцип приводит к мало выразительным архитектурно-пластическим решениям, превращая здание в простой монотонный объем, что часто видно в современной застройке. Объемы функциональных групп могут объединяться по-разному: по горизонтали и вертикали. Примером объединения функциональных групп по горизонтали может служить проект Национального музея авиации и космонавтики, который предполагается возвести на Ходынском поле в Москве (рис. В.128). Запроектированные отдельно стоящие торговые галереи-моллы объединены по горизонтали простирающимися «крыльями» здания, имитирующего самолет, где размещаются пространства для наиболее крупных экспонатов. Примером связи по вертикали часто служат многоэтажные жилые дома. Архитектор С. Скуратов объединил функциональные группы квартир жилых домов по вертикали, связав их коммуникациями в виде лестниц и лифтов (рис. 43, В.129). 94
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования Рис. 43. Планы домов. Квартал в Хамовниках. Фрагмент жилой застройки. Арх. С. Скуратов (Москва) Сложная пространственная организация наиболее характерна для современной архитектуры. Объединение различных функциональных групп на основе сразу двух принципов распространено в общественном строительстве. Почти любое офисное здание или здание гостиницы имеет развитие по горизонтали в своей цокольной части, где размещаются торговые зоны, зоны зальных помещений, рекреации*, зоны ресторанов и т.п., и по вертикали, где размещены собственно сами офисы или жилые номера. Цокольная часть чаще выделена развитым по горизонтали объемом или объемами, а вертикальная часть представляет собой многоэтажную структуру (рис. В.130). При создании общего объема здания можно выделить несколько основных принципов группировки его отдельных составляющих, которые решают в целом объемно-пространственную композицию: 1. Замкнутая композиция характеризуется группировкой помещений вокруг замкнутого двора. В эпоху античности это были жилые дома с внутренним двориком, куда выходили все помещения, получавшие через дворик освещение и воздух, с улицей дом связывался только через вход (рис. 44, В.131). Сегодня примером такого решения могут служить атриумные общественные здания (магазины, административные центры, гостиницы, учебные учреждения и т.д.). Атриум, имеющий в холодном климате покрытие, объединяет все помещения здания с помощью непосредственных входов — выходов во внешнее пространство на первом этаже и выходов на галереи на всех последующих. При этом вход на первом этаже так же, как в античную эпоху, — единственная связь с внешним пространством, не считая визуальной связи через светопрозрачные конструкции в наружных стенах (рис. В.132). Атриум дает дополнительное освещение в центральную зону и на галереи, объединяя этажи по вертикали. 2. Центрические композиции применяли архитекторы еще в глубокой древности. Византийский храм св. Софии в Константинополе, построенный Анфимием из Тралл и Исидором из Милета в VI в., имеет центрическую композицию, развивающуюся вокруг подкупольного центрального зала (рис. В.133). Все помещения организованы вокруг залитого солнцем пространства, нарастающего по высоте к куполу храма. Этот прием широко применялся в архитектуре русских храмов и других архитектурных школах, корнями связанных с Византийской традицией. В эпоху Возрождения также использовался центрический тип композиции. Наиболее яркий памятник — вилла Ротонда близ Виченцы архитектора 95
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Рис. 44. План Дома Веттиев (Помпеи): 1 — атрий; 2 — ала; 3 — экусы; 4 — перистиль; 5 — виридарий; 6, 7 — триклиний а б Рис. 45. Вилла Ротонда близ Виченцы (Италия). Арх. А. Палладио: а — план; б — разрез 96
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования А. Палладио (XVI в.). Весь объем здания характеризуется развитием композиции вокруг центрального зала, перекрытого куполом. Четыре портика входа, обращенные к четырем сторонам света, акцентируют это решение, приглашая входящего в подкупольное пространство главного помещения здания (рис. В.31, 45). В 1959 г. Ф.Л. Райт построил в Нью-Йорке музей Гуггенхайма, в основу планировочного решения которого он заложил развивающийся по спирали вокруг центрального пространства пандус с размещенной на нем экспозицией. Этот прием архитектор использовал и на фасаде здания посредством вьющейся по спирали широкой ленты стены (рис. 46, В.72, б). Центрическую композицию могут иметь общественные здания самого разного назначения и, конечно, зальные здания с центральным объемом зала театра, концертного зала или цирковой арены (рис. 47). 3. Базиликальная композиция была присуща храмовому зодчеству на протяжении Средних веков и других эпох. Этот тип композиции сложился еще в античном Риме, где его применяли для зданий, в которых осуществлялись торговые сделки, судопроизводство и другие административно-общественные мероприятия (рис. В.134). Базилики* представляли собой трех- или пятинефное здание со средним повышенным нефом, в который из верхних окон центрального нефа поступал свет. Базиликальная композиция строго симметрична и вытянута вдоль основного высокого нефа. Этот прием продержался довольно долго в европейской церковной архитектуре. Им пользовались в романскую и готическую эпоху (рис. В.135), эпоху Возрождения, барокко и классицизма. Современные здания не так часто построены в соответствии с этим композиционным принципом. Однако те здания, где требуется перемещение больших масс людей в каком-то направлении, могут быть спроектированы на основе такой композиции. Это могут быть станции метрополитена с трехчастным делением пространства на средний проход и перроны, выставочные залы и т.п. 4. Компактная композиция возникла, когда в архитектуре оказалось возможным отказаться от естественного света для многих помещений, где человек находится кратковременно. По этой композиционной схеме строится множество общественных зданий: магазинов, выставок, концертных залов и театров, больших аудиторий и т.п. Их спектр чрезвычайно многообразен. Здания, построенные по этому принципу, имеют связь с внешней средой исключительно по необходимости перемещения людей или каких-либо материалов. Пластические решения таких зданий более многообразны и свободны (рис. В.136). 5. Открытые композиции развивались в архитектуре еще в эпоху барокко и классицизма. Яркие примеры открытой композиции: дворцы пригородов Петербурга, дворец в Версале во Франции (рис. В.137, а) и др. Протяженные открытые к окружающему пространству здания имеют с этим пространством самую непосредственную связь и включают его в общую композицию ансамбля. Как правило, перед этими дворцами разбивались большие парки, имеющие водную гладь (рис. В.137, б). В начале ХХ в. отказ от замкнутых композиций жилой застройки привел к отказу от темных дворов-колодцев, созданию хорошо освещаемой и проветриваемой городской среды. Сегодня этот прием используется как в массовой жилой застройке, так и при проектировании общественных зданий (рис. В.138). Такая композиция вовлекает внешнюю среду в сферу своего влияния, формирует ее, отражая в ней решение интерьера и его взаимосвязь с этим пространством. 97
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Рис. 46. Музей Гуггенхайма (Нью-Йорк, США). Разрез здания, 1944–1960. Арх. Ф.Л. Райт а б Рис. 47. Проект экспериментального театра Н.П. Охлопкова. Арх. В. Быков, Е. Мальцин: а — планы театра; б — разрез театра 98
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования 2.2.5. Тектоника зданий и сооружений Тектоника — художественное выражение в архитектуре работы конструкции. Тектоника зданий и сооружений — обязательный раздел в общем курсе «основ композиции». Глубинное понимание тектоники приходит только после получения знаний строительной механики и других дисциплин о работе различных конструктивных систем, выполненных из металла, железобетона, дерева, стекла, современных пластмасс и т.д. После получения профессиональных сведений, связанных с работой конструкций, с помощью специальной дисциплины «Тектоника конструктивных систем зданий и сооружений» можно сформировать окончательный объем знаний в этом направлении. В п. 2.2.5 для учащихся, которые приступают к освоению знаний в теории композиции, предлагаются вводные сведения о тектонике различных конструктивных систем в архитектуре. Конструктивная основа любого здания или сооружения — неотъемлемая часть его архитектурного решения. Нельзя говорить об архитектуре объекта, не беря во внимание его конструкций, даже в том случае, если конструктивное решение скрыто архитектурными приемами и не читается при взгляде на здание. Часто основная несущая формообразующая конструкция и задает принципиальное архитектурное решение, придает ему яркую выразительность. Это особенно очевидно в современных большепролетных зданиях стадионов, выставочных комплексов, мостов и т.п. Даже неспециалист чувствует вклад в архитектурный образ сооружения большепролетных оболочек, вантовых конструкций или многоэтажных каркасов (рис. В.88, В.139, В.140). 2.2.5.1. Тектоника стоечно-балочных систем в архитектуре Тектоника как понятие возникла еще в эпоху античности, в частности в Древней Греции, где большое внимание уделялось архитектурной разработке ордерных систем, являющихся художественным воплощением стоечно-балочной конструкции. После стены стоечно-балочная конструкция — наиболее распространенная до настоящего времени конструктивная система, имеющая в своей основе две стойки, на которых лежит балка. Сегодня соотношения габаритов этих элементов значительно изменились. Сечения стоек и балок зависят от пролетов между стойками, веса и материала балки и стоек, нагрузки на балку, прочности и других параметров системы. Современная стоечно-балочная система получила свое развитие в каркасных конструкциях зданий, где об ее художественной выразительности нередко мало беспокоятся, поскольку чаще всего она вся скрыта за ограждающими стенами. При этом возможности современных каркасов намного шире, чем в ордерных системах греков. Соотношения пролетов и сечений их элементов существенно изменились. Очень большие пролеты сейчас удается перекрывать балками относительно небольших сечений по сравнению с древними конструкциями. Греки создавали великолепные ордерные системы, которые отличались тонким пропорционированием, логикой размещения элементов и величинами их соотношений (рис. 48). Греческие архитекторы старались придать максимум выразительности ордеру и его элементам, отражая напряженную работу скрытой в нем стоечно-балочной конструкции, последовательности передачи нагрузки ото всех элементов на основание. Так, нагрузка от архитравной балки во всех ордерах передается на ствол колонны через развитые навершия колонн — капители, отмечающие место передачи на99
Основы архитектурно-конструктивного проектирования а б Рис. 48. Примеры ордерных систем греков: а — дорический ордер. Парфенон (Афины, Греция); б — сравнительный анализ деревянного ордера, реконструированного прототипа дорического периптера с ордером Парфенона в Афинах (по схеме Дурма) грузки, так же как от колонны на стилобат через развитые базы в ионическом и коринфском ордерах. В дорическом ордере нагрузка визуально собирается от плиты-абаки, на которой лежит архитравная балка, через эхин*, имеющий чашеобразную форму, на ствол колонны. Эхин собирает в себе всю нагрузку, сужается к своему основанию и передает ее на ствол колонны. Колонны имеют энтазис — выгнутую образующую, что отражает напряженную работу стойки под нагрузкой. Колонны объединяются в портики*, архитравные балки которых несут венчающие их фронтоны*, украшенные карнизами*. Фронтоны часто декорируются барельефами* и в свою очередь отражают конструкции двухскатных крыш, которыми перекрывались храмы этого периода. Фризы, декоративно украшенные метопами и триглифами, опоясывают все здание. Триглифы (торцы поперечных балок) и метопы (декоративные заполнения между ними) создают четкий ритм членений фриза. Вся структура ордерных систем (дорического, ионического, коринфского) отражала, прежде всего, работу стойки и балки, их взаимосвязь в этом процессе, одновременно художественно преображаясь в произведении архитектуры. Такая организованная структура ордерных систем была вызвана к жизни желанием воплотить в архитектуре эстетические потребности и предпочтения общества. Запас прочности во всех этих конструкциях был колоссальный, превышающий во много раз необходимый. Стоечно-балочная система в разные эпохи трактовалась по-разному, прошла длительный путь эволюции и не потеряла своей актуальности (египетские, 100
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования греческие и римские ордера, эпохи Возрождения и классицизма с их тонким использованием приемов античности, и, наконец, современное строительство, где стоечно-балочная система используется часто исключительно как несущий каркас). Современные возможности этой конструктивной системы создали новое тектоническое прочтение зданий с ее использованием. Высокие небоскребы, возведенные на основе каркасных систем, распространены сегодня по всему миру. Верхние этажи этих зданий поднялись выше облаков. В период распространения строительства небоскребов или просто домов повышенной этажности многие архитекторы с помощью ярко выраженных несущих элементов каркаса старались проявить конструктивную систему здания. Архитектор Р. Пьяно, по проекту которого построен в 1972–1977 гг. Центр Помпиду (библиотека и музей) в Париже (см. рис. В.75), возвел здание по принципу почти абсолютной прозрачности и выявления всех конструктивных и инженерных систем здания. Продолжая ту же традицию в архитектуре, его соратник по парижскому проекту Р. Роджерс в 1986 г. создал штаб-квартиру фирмы «Ллойд» (рис. В.141), где следовал тем же принципам. Ту же тенденцию можно проследить и в Шанхайском банке в Гонконге архитектора Н. Фостера, построенном в 1981–1985 гг. (см. рис. В.76). Несмотря на то, что конструктивная система последнего намного более сложна, в основе лежит каркас. Мощные пилоны и горизонтальные фермы, включенные в совместную работу каркасной системы, выступающие из плоскости фасада, заставляют адекватно воспринимать работу конструкции. Во всех приведенных примерах каркас вынесен наружу и членит определенным образом фасад здания. Заполнение промежутков между колоннами (простенков) может быть любым (тяжелым — кирпич, блоки и т.п., или легким — стекло, пластик), но оно всегда читается как заполняемое пространство между несущими элементами каркаса (стойками и балками). Горизонтальные членения следуют за горизонтальными элементами каркаса — балками и плитами перекрытий. Объединяя или разобщая эти элементы композиции, архитектор добивается тектонической выразительности современных каркасных систем. Однако следует отметить, что подобное обнажение элементов каркаса возможно только в теплых климатических условиях, где нет опасности промерзания. Эта проблема особенно остро стоит в нашей стране. Утеплять обнаженные элементы каркаса дорого и трудоемко. Одновременно с многоэтажностью каркасов современная стоечно-балочная система позволила раскрыть внутреннее пространство здания. Пролеты между стойками каркаса с использованием балок в перекрытии увеличились многократно по сравнению, например, с греческими образцами. Если в Греции интерколумний — расстояние между опорами — составлял примерно 1,5 м, то современные балочные каркасы широко используют балки длиной до 15 м, а балочные мосты перекрывают пролеты до 150 м (мост через р. Волгу в Волгограде длиной 1260 м) (рис. В.142). Соответственно и восприятие этих сооружений совершенно иное: современное высотное каркасное здание, одетое в стекло, не связывается прямо с его внутренней конструкцией. Ограждающие, чаще остекленные поверхности рождают образ легкой архитектуры, стремящейся к невесомости (рис. В.143). Тонкое мелкоячеистое членение стеклянной поверхности стены придает ей человеческий масштаб. Таким образом, тектоническое прочтение стоечно-балочной конструкции, лежащей в основе высотного здания, практически отсутствует, но в целом главенствующую роль играют общие габариты и мелкое членение стены. 101
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Архитектура высоток складывалась постепенно. Первые высотные здания, такие как московские высотки (рис. В.144) и Эмпайр-Стейт-билдинг в Нью-Йорке (1929–1931 гг. постройки) (рис. В.145), формировались по традиционному пути. Общий силуэт здания расширялся к основанию, что создавало впечатление устойчивости и значительности всего сооружения, хотя к тектонической выразительности самого каркаса, на основе которого они возводились, это имело мало отношения. Этот эффект создавало скорее объемно-пространственное решение всей композиции здания. Другое дело технические возможности современной стоечно-балочной системы, о которых уже шла речь. Они действительно изменили восприятие зданий с использованием стойки и балки, но сама стоечно-балочная система с ее тектоническими особенностями сегодня часто уходит в тень. Однако при желании архитекторов эта конструктивная система находит свое яркое тектоническое выражение. Тектонические особенности получили совершенно иное прочтение в зданиях на столбах, вошедших в перечень основных принципов в архитектуре, которые провозгласил Ле Корбюзье. Он первый поднял здание на столбы, освободив под ним пространство и одновременно обнажив несущую конструкцию. Однако насколько этот прием точно отражает тектонику используемой конструктивной системы выявить визуально трудно. На сравнительно тонкие стойки-«спички» водружен весь массив многоэтажного здания. Такой прием вызывает скорее ощущение неправдоподобия или атектоничности конструкции. В итоге можно отметить, что тектоника современных стоечно-балочных систем, получивших свое развитие в каркасных конструкциях, не потеряла своей выразительности. О различных примерах ее трактовки можно говорить много и долго обсуждать конкретные архитектурные приемы, но можно отметить, что у этой конструктивной системы большое будущее, и мы еще увидим новое тектоническое прочтение зданий с использованием современных каркасов. 2.2.5.2. Тектоника стеновых конструктивных систем в архитектуре Тектоника стеновых конструктивных систем претерпела еще более значительные изменения, чем стоечно-балочных. Если стойка и балка возникли в результате необходимости преодоления препятствия в виде оврага или реки с помощью перекинутого дерева, а затем опирания деревянной балки на две опоры, то стена возникла из необходимости оградить пространство. Сначала это было вызвано желанием укрыться от непогоды, зверей, чужих, а затем обрело цивилизованные формы стационарного жилища, где стена наделялась не только ограждающей функцией, но и несущей для удержания крыши, а позже и междуэтажных перекрытий. Стены в разных регионах земли возводились из разных материалов, в зависимости от регионов. В северных широтах, где много лесов, строили чаще всего из дерева, в южных районах — из глины, в античных Греции и Риме использовали плинфу (римский кирпич) и натуральный камень. Тектоника стены изначально отличалась. В северных деревянных домах крыша делалась скатной с треугольными фронтонами, так же как на юге. Но фронтон или щипец в деревянных домах должен был быть сложен, как и все стены, из бревна, что объединяло его с плоскостью основной стены. Существовала насущная необходимость в обеспечении помещений светом. Волоковые окошки, как их тогда называли, были чрезвычайно малы. Их размер по вертикали ограничивался двумя половинками бревен, из которых складывался сруб. Верхнее и нижнее бревна выпиливались наполовину. Отверстие волокового окна было слишком незначительным, 102
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования чтобы расчленить стену. Стена при этом выглядела достаточно единообразно и цельно (рис. 49). Украшением и ярким элементом тектоники таких домов служил охлупень — выдолбленное бревно, которым накрывали конек крыши. Конец этого бревна украшался вырезанной головкой, с него могло свешиваться резное деревянное полотенце. После появления косяка окно получило сравнительно большие размеры и значимое место в ритмическом построении поверхности стены, стало украшаться Рис. 49. Ильинская церковь в с. Юрома резными ставнями. Цоколь был обязателен. Его в обиходе часто называли завалинкой. Нижняя часть стены засыпалась землей либо опилками. Дом нередко поднимался на высокий подклет*. Это придавало стене основательность и визуальную тектоническую устойчивость, хотя конструктивно ничто не менялось, скорее повышался комфорт. В доме становились теплее полы первого этажа. В случае с подклетом еще и появлялись дополнительные помещения. В южных районах, например, античной Греции и Риме, задача была другой. Человек прятался от солнца, высоких температур. За счет применения бетона было возможно организовывать проемы для прохода во внутренние дворики жилища, через которые в помещения попадали свет и воздух. Наружные стены делались почти без окон для сохранения прохлады и ограждения личной жизни семьи от посторонних глаз. Внутренние дворики окружались колоннадой, создавая теневые галереи (рис. В.146). Таким образом, стена не играла сколько-нибудь существенной роли в облике жилища со стороны дворика, в отличие от общественных зданий, где стена становилась местом богатейшего декоративного убранства ордерными системами, барельефами или росписями. В эпоху готики в храмовом строительстве стена почти совсем была освобождена от несущей функции и заменена витражами (рис. В.147). В Средние века, в основном, в жилищном строительстве появилась каркасная деревянная конструкция с заполнением между стойками и балками каркаса легкими стеновыми материалами. Эта конструкция получила название фахверковой, распространилась на большей части европейской территории и просуществовала несколько веков (рис. В.148). Балки перекрытий выходили торцами на фасад. Устойчивость стене придавали раскосы, которые также читались на фасаде. Пространство между несущими элементами заполнялось различными строительными материалами. Все это придавало большую логику и выразительность всей конструктивной системе и зданию в целом. В эпоху Возрождения стена вновь стала мощной несущей конструкцией при возведении многоэтажных дворцов. Стена получила трехчастное членение. Нижний ярус имел очень маленькие окна, как в палаццо Строцци (1489–1504, арх. Джулиано да Сангалло) (рис. В.149) либо как в палаццо Медичи — Риккарди (1444–1452) (см. рис. В.104). Нижний ярус имел рельефную обработку крупными камнями, создающими ощущение мощи всего сооружения, защищающего семью, проживающую за его стенами. Стены средневековых дворцов в реальности часто выполняли эту функ103
Основы архитектурно-конструктивного проектирования цию. Так, в более раннем палаццо Веккио (1299—1330) (рис. В.150) во Флоренции помимо стен с окнами-бойницами сделан донжон, как последнее прибежище от врагов. В палаццо Возрождения средний ряд стены прорезан окнами и рустован менее рельефными камнями. Третий ярус — самый легкий. Он прорезан двухчастными окнами более высокими, чем во втором ярусе, поэтому создается впечатление, что стена там играет совсем незначительную роль. Все завершает сильно выступающий карниз. Такая система, состоящая из цокольной подиумной части, средней основной и фризовой верхней, применялась в архитектуре сравнительно долгое время. В эпоху классицизма и позднее стена часто раскреповывалась* портиками главного входа либо дополнительными фланговыми портиками, как, например, поступил архитектор А.Д. Захаров в Адмиралтействе (1806–1820). С новыми строительными материалами тектоника стены существенно изменилась. Она стала выполнять, практически, только одну функцию ограждающей конструкции. Стекло или пластмассы не могли нести никакой нагрузки, они только ограждали внутреннее пространство. Стена стала трактоваться скорее как экран, чем как мощная несущая часть системы (см. рис. В.69). Тектоника стеновой конструкции, например, в современных высотных зданиях, отразила коренные изменения в самой несущей конструкции этих зданий, построенных на основе каркасов. Нельзя сказать, что все современные здания построены на основе каркаса и полностью остеклены. Конечно, и сегодня стена часто остается несущим элементом с присущими ему тектоническими свойствами. Если рассмотреть церковь в Роншане Ле Корбюзье (рис. В.151), то очевидно, что стена для архитектора — поле для поиска новых форм, отражающих суть сооружения. Тектонически стена в церкви выглядит как прочное ограждение внутреннего мира здания. Это ощущение поддерживается чередой мелких окон, пропускающих свет в определенное место внутреннего пространства, акцентируя внимание молящихся на алтаре. Стена несет на себе массивную конструкцию крыши, поэтому сама должна отвечать на ее вызов как мощное поддерживающее устройство. Распространившееся во второй половине ХХ в. панельное домостроение также вызвало к жизни совершенно новые конструктивные системы, основанные на крупнопанельных стеновых конструкциях, которые в разных вариантах выполняли различные функции. В одних сериях домов стеновые панели наружных стен были несущими, как в домах с продольными несущими стенами, в других — панели выполняли роль навесных конструктивных элементов и им отводилась роль ограждающих конструкций. При всем разнообразии индустриальное панельное домостроение выработало свои, только ему свойственные тектонические формы. Отличительной чертой стал довольно однообразный ритм одинаковых окон, который архитекторы пытались оживить балконами или лоджиями. В последнее время появились новые серии, позволяющие привнести определенную пластику в формирование наружных стен этих домов. Дома получили организующие по вертикали повороты под прямыми углами объемов здания, эркерные* вертикали по плоскости фасадов. Игра светотени, применение новых материалов ограждений и остекления балконов, отделка панелей в заводских условиях меняют однообразие застройки и придают ей более выразительный вид. Особенно яркий элемент тектоники панельных стен — наличие стыков панелей, которые не имеют перевязки, что коренным образом отличает их от стен, сложенных из мелкоразмерных элементов. Любая кирпичная, каменная или блочная стена для обеспечения устойчивости имеет перевязку швов, т.е. смещение строительных элементов по горизонтали один относительно другого. В панельных домах устойчивость конструкции наружной стены достигается иными способами, например, металлическими связями в стыках, что визуально не прослеживается на фасадах. 104
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования 2.2.5.3. Тектоника арочных и сводчатых систем в архитектуре Иными тектоническими свойствами обладают здания и сооружения, построенные на основе арок, сводов и куполов. Хотя арка была изобретена не римлянами, она активно ими использовалась. Арку применяли, чтобы перекрывать значительные пространства оврагов и рек. Балочные конструкции, в основном выполненные из дерева (рис. 50), по своим возможностям сильно уступали арочным. Римляне с помощью арочных многоэтажных конструкций создали системы акведуков (рис. В.152), применили арку в крупнейших для тех времен зрелищных сооружениях (рис. В.153). Арка конструктивно отличается от стоечно-балочной системы. Если в последней стойка работает на сжатие, а балка — на изгиб, то в арке присутствуют только усилия сжатия в каждом элементе, из которых она возведена. Это придает ей существенно более высокие прочностные свойства. Замкóвый камень, которым завершается возведение арки по кружалам, несет в себе главный эффект придания арке окончательной прочности (рис. В.154). Поэтому замковый камень часто делался самым крупным, а его установка в конструкцию праздновалась. Но одновременно арочная конструкция вызывает необходимость гасить распор, который возникает в пятах ее опирания. Распор приходилось гасить либо мощными устоями-пилонами, как в арке Тита, либо берегами рек и т.п. Чем арка более плоская, тем распор больше (рис. 51). Понимая эти особенности конструкции, архитекторы создавали на основе арки замечательные сооружения, тектонические свойства которых получили совершенно новую трактовку. Гардский мост-акведук в Ниме имел трехъярусное членение по высоте. В основе проходили мощные несущие арочные конструкции в два яруса, затем ряд совсем небольших арочек, по которым собственно и бежала вода в город. Трехчастная арочная конструкция, облегчаемая за счет уменьшающихся по высоте и в пролете арок, следовала стройному и логичному ритму, диктуемому возможностями системы. Совершенно иной, не протяженный, а Рис. 50. Мост, построенный через р. Рейн Юлием Цезарем в 55 г. до н.э. Рисунок А. Палладио (ХVI в.) Рис. 51. Пример реакций в арке: а — в полуциркульной арке; б — в плоской арке 105
Основы архитектурно-конструктивного проектирования наоборот сомкнутый, тектонический строй получила арочная конструкция в самом крупном и значительном сооружении античного Рима Колизее (72–80 гг.). Проблема распора в арочной конструкции, на основе которой возведены трибуны, получила яркое и новаторское решение. Если ряд арок расположить по кругу, т.е. замкнуть самих на себя, то распор в каждой арке погашается соседними арками, и снимается проблема возведения каких-либо специальных элементов в целях погашения распора. Добавив в общую тектоническую схему ордерную систему (исключительно декоративный элемент в Колизее), но одновременно применив разные по своим характеристикам ордера, от строгого и величественного тосканского в основании, ионического в среднем ряду и коринфского в венчающей части, было получено величественное, стройное и логичное тектоническое прочтение всей конструкции. Венчающий ярус в виде простой стены был возведен позже. На основе арки с использованием римского бетона были созданы сводчатые и купольные покрытия, позволившие построить здания с большими внутренними пространствами, вмещающими значительно больше людей, чем храмы, перекрытые скатными крышами, в эпоху античной Греции. Новые здания, построенные как храмы или общественные центры на форумах, получившие название базилик, требовали больших внутренних пространств (см. рис. В.8, В.155). Арка как геометрический элемент позволила путем перемещения получить цилиндрический свод, а путем вращения — купол. На основе этих сводчатых конструкций было возведено много зданий самых разных габаритов, получивших совершенно новую тектоническую трактовку. Так же как и арка, свод или купол состоит из элементов, которые работают исключительно на сжатие. Это дало возможность возвести купол Пантеона диаметром 43 м (115–125 гг. н.э) (см. рис. В.10). Такие грандиозные габариты были достигнуты впервые. Здание получило сложную тектоническую структуру: с одной стороны внешнее восприятие огромного купола и его внутреннее воздействие на человека одними размерами уже было впечатляющим; с другой — семиметровые мощные стены, которые предназначались для восприятия распора от купола, включались в тектоническую систему всего здания и могли создавать излишнюю тяжеловесность. Архитекторы вынуждены были идти на некоторые хитрости. Во-первых, сам купол по мере восхождения к шелыге* сделан из разных материалов, которые облегчаются по весу с нижних рядов к верхним. Во-вторых, купол был кессонирован, что, в свою очередь, создавало эффект ухода от тяжеловесности восприятия. Мощные толстые стены раскрепованы нишами, завершающимися сверху конхами — полусферами, т.е. элементами, создаваемыми на основе арки и распределяющими нагрузку от части стены над нишей. Таким образом, тектонические свойства арочных и сводчатых конструкций получили в архитектуре новое прочтение. В Византии появились своды на парусах. Необходимо было перейти от круглого в основании плана, диктуемого куполом, на квадратный план. Так, в углах появились сводчатые конструкции, обеспечивающие этот переход к круглому куполу и получившие название парусов. Купол собора св. Софии в Константинополе (532—537, арх. Анфимий и Исидор) (см. рис. В.16) имеет диаметр 33 м и опирается на два мощных пилона и две подпружные арки. В основании купола прорезан ряд арочных окон, через которые в подкупольное пространство льются солнечные лучи. Для конструкции характерны легкость и свет, что сразу отличило ее от предшествующего ей Римского Пантеона. 106
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования Однако развитие этих систем не остановилось на античности, где они получили яркие архитектурные решения. В романскую и готическую эпохи широко применялся крестовый свод, который появился еще в Древнем Риме. Пересечение двух цилиндрических сводов дало новую конструкцию крестового свода. Поначалу эта конструкция проявилась в так называемых сводах ребрами (рис. В.156). Это название произошло от непосредственно возникающих ребер в местах сопряжения сводчатых поверхностей. Стены еще продолжали играть основную роль несущей конструкции, на которую передавались усилия от сводов. В связи с этим архитектура имеет тяжеловесный и грубоватый вид (рис. В.157). Затем в местах сопряжения сводов появились конструктивные элементы, названные нервюрами (рис. В.158). С возведением нервюрных сводов архитекторы поняли, что именно в этих элементах собирается вся нагрузка от сводчатых частей, т.е. сами нервюры — каркас этих систем. Теперь можно было возвести нервюрный каркас, а затем заполнить сводчатые промежутки между ними. Нервюры конструктивно и декоративно стали главенствовать в новой системе. Арки и своды получили стрельчатое очертание. Это существенно снижало распор, который воспринимался не мощными стенами, а арочными конструкциями аркбутанов и передавался на устои-контрфорсы. На рис. В.159 видны скелетообразные арки, передающие нагрузку от свода на контрфорсы, завершающиеся остроконечными пинаклями. Стены теперь не были основными несущими конструкциями, воспринимающими распор, в них появились места для устройства витражей, что отчетливо видно в Страсбургском соборе. Конструктивная система воспринимается более легко. Таким образом, тектоническая сущность самой сводчатой конструкции, а с ней и всего здания в корне поменялась. В здании ясно выражена роль несущего нервюрного каркаса, но совершенно не понятно для находящегося внутри здания, что же, собственно, несет всю эту конструкцию в целом, и, наоборот, стоя снаружи, невозможно понять, а что же несут эти скелетообразные арки и контрфорсы. Такая разобщенность восприятия целостной работы конструкции разрушает и целостную тектоническую логику всего конструктивного строя здания. Следующий этап в развитии сводчатых систем — каменные купола храмов эпохи Возрождения: Флорентийского купола в соборе Санта-Мария-дельФьоре Ф. Брунеллески (пролет 42 м) (см. рис. В.27, 52), купола собора св. Петра в Риме Микеланджело (пролет 42 м) (см. рис. В.93) и более позднего купола собора св. Павла К. Рена в Лондоне (пролет 33 м) (рис. В.160). Несмотря на конструкторский гений его авторов, с точки зрения тектонических особенностей этих сооружений мало, что было ими прибавлено. Разумеется, с позиций технологии возведения Брунеллески внес неоценимый вклад, предложив процесс строительства купола с минимальным количеством лесов. Одновременно он усилил конструкцию купола с помощью двухскорлупного решения, объединенного ребрами, и введением деревянных и каменных цепей в нижней трети купола, где, собственно, и возникают наиболее значительные усилия растяжения в кладке. Это было новым в конструкции каменных куполов, радикально отличающимся от античного Пантеона. В соборе св. Петра Микеланджело во многом повторил конструкцию Брунеллески, предложив также две скорлупы, но расчленил поверхность не восемью, а шестнадцатью ребрами. К. Рен в соборе св. Павла в Лондоне возвел раздельно две скорлупы куполов: внутренний — диаметр 33 м из каменной кладки, внешний — деревянный, облицованный свинцовыми листами, а между ними кирпичный конус, который несет фонарь весом 107
Основы архитектурно-конструктивного проектирования а б Рис. 52. Купола: а — аксонометрический разрез конструкции купола Санта-Мария-дель-Фьоре (Флоренция, Италия); б — разрез купола собора св. Павла (Лондон, Англия) 700 т. Эти конструктивные идеи оставили след в архитектуре и строительстве, а к тектонике купольных систем и их выразительности они добавили размеры. Дальнейшее развитие сводчатые системы получили уже в настоящее время. Каменных куполов сегодня не строят. Развитие инженерной мысли позволило перейти к легким металлическим конструкциям, которые перекрывают пространства, имеющие совершенно иные габариты. Так, купол Б. Фуллера диаметром 76,2 м построен к выставке «ЭКСПО-67» в Монреале как павильон США. Тончайшая конструкция сферы, созданная из прямолинейных металлических стержней, была покрыта акриловыми прозрачными панелями, которые сгорели при пожаре в мае 1976 г. В 1995 г. сферу восстановили как Музей окружающей среды (рис. В.161). Внутри совершенно прозрачной конструкции возвели здание музея. Тектонически это «невесомое» сооружение соответствует своему предназначению, а конструктивно прочность гениально обеспечил ее создатель. Еще одним ярким примером современных купольных конструкций может служить Луизианский суперкупол, построенный в 1971–1975 гг. в Новом Орлеане (США) с диаметром крыши 210 м (рис. В.162). Он также имеет металлическую стержневую конструкцию, опирающуюся на металлические опоры. Вместимость подкупольного пространства 87000 чел., что позволило ему войти в книгу рекордов Гиннесса как самому большому неразгороженному пространству. Купол поднят над землей, трибуны образуют нижний подиумный ярус, расширяющийся к земле. Это придает ощущение большой устойчивости огромному сооружению. Новые конструктивные возможности придали и новое тектоническое прочтение архитектурному решению. 108
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования 2.2.5.4. Тектоника пространственных систем в архитектуре Особое место в современной архитектуре заняли так называемые пространственные оболочковые конструктивные системы двоякой кривизны. Гиперболические параболоиды, параболоиды вращения придали совершенно новое тектоническое звучание зданиям. Такие конструктивные системы, с одной стороны, давали возможность перекрывать большие пространства для размещения, например, зрителей или создавать крупные выставочные экспозиции. Стадионы, концертные залы или выставки требовали больших безопорных пространств. С другой стороны, эти пластичные формы можно было собирать из прямолинейных элементов, причем как железобетонных, так и металлических. Так была создана известная телевизионная башня на ул. Шаболовка в Москве инженером В.Г. Шуховым (рис. В.163). Сооружение высотой более 148 м собрано из прямых металлических элементов. Прозрачный гиперболоид получил новое тектоническое прочтение. По конструктивной схеме гиперболоида вращения строятся градирни и другие технические сооружения. Оболочковые системы получили самое широкое развитие в ХХ — начале ХХI вв. Их мягкие выразительные формы позволяют осуществлять новые архитектурные замыслы, не связанные жесткой конструктивной системой, задающей прямолинейную геометрию зданию. Еще в оперном театре в Сиднее (рис. В.164) проявилось стремление архитекторов соединить свой замысел с идеей надутых ветром парусов. Это, естественно, потребовало применения оболочки в конструктивном решении. Храм Лотоса религии бахаи в Нью-Дели в Индии (рис. В.165) или новый музей Гуггенхайма в Бильбао в Испании (рис. В.166) — примеры стремления архитекторов воплощать идеи в новых тектонических формах. Этому способствуют не только конструктивные решения, лежащие в основе этих зданий, но и свойства новых материалов и возможности компьютерных расчетов кривизны поверхностей. Компьютерные технологии помогают архитектору «лепить» поверхность любой кривизны. Таким образом, в условиях современных технических подходов к строительному процессу и архитектуре рождаются и новые тектонические формы. 2.2.5.5. Тектоника вантовых конструктивных систем в архитектуре Последнее наиболее яркое явление в создании новых формообразующих конструктивных систем — вантовая конструкция, основывающаяся на работе на растяжение ванта или троса. Первым вантом была лиана, на которой можно было висеть, качаться или перебираться с дерева на дерево. Вант работает только на растяжение, поэтому тектонические особенности вантовых сооружений предусматривают наличие растянутых вантов, закрепленных либо в опорном кольце, либо в устоях и т.п. Ванты распространены в конструкциях мостов, что придает им необыкновенную легкость и прозрачность. Вантовые мостовые конструкции появились еще в XIX в. Например, в 1869–1883 гг. в Нью-Йорке был построен самый большой на то время Бруклинский мост (рис. 53), который включал вантовую конструкцию над средней частью. Длина ее пролета составляла 486 м. Вантовые мосты сегодня перекрывают очень большие пролеты. Например, мост АкасиКайкьё (1988–1998) в Японии (рис. В.167) имеет средний пролет 1991 м и башни высотой 283 м, на которые натянуты ванты. На сегодняшний день это самый длинный мост в мире, его протяженность составляет 3910 м. Вантовые конструкции успешно применяются архитекторами в общественных зданиях, например Олимпийский комплекс в Токио (1961–1964) (рис. В.168) японского архитектора К. Танге. Ванты удерживаются двумя мощными пилонами и натянутым между ними тросом. От него дополнительные тросы спускаются вниз 109
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Рис. 53. Бруклинский мост в стадии строительства, 1869–1883. Инж. Д. Реблинг (Нью-Йорк, США) к опорному кольцу. По тросам устроено покрытие. Танге сумел мастерски решить сложные архитектурные и инженерные задачи, добившись простоты и пластичности образа. Наиболее легкое впечатление от постройки производит известный комплекс «О2 Арена», известный ранее как «Миллениум Дом», созданный архитектором Р. Роджерсом в Лондоне (рис. В.169). 300-метровое в диаметре покрытие многофункционального зала поддерживается с помощью вантов двенадцатью мачтами. Внешне это создает впечатление натянутого легкого тента. Итак, новое тектоническое прочтение архитектурных произведений связано с возникновением новых конструкций, лежащих в их основе. Без учета формообразующих свойств конструкции невозможно получить гармоничного решения. Учитывать особенности конструктивного решения, понимать его формообразующие свойства необходимо при создании не только планировочного, но и композиционного решения здания в целом. 2.2.6. Средства гармонизации пространственной формы 2.2.6.1. Восприятие пространства и объемной формы Главное, что архитектор должен учитывать в процессе организации пространства, отдельного объекта или его внутренней среды, — законы восприятия, основывающиеся на физиологии глаза и психофизиологических законах работы мозга. 85 % информации человек получает с помощью зрения. При этом восприятие в целом складывается из трех составляющих: живого созерцания (физиологическая работа аппарата глаза), абстрактного мышления (проецирование объекта восприятия в мозг и его деятельность по синтезу и анализу поступившей информации) и опыта, который субъект накопил за предшествующий жизненный период (оказывает влияние на работу мозга). Физиология глаза при взгляде на предмет позволяет получить изображение этого предмета на сетчатке. Глаз обладает также свойством обеспечивать резкость рас110
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования сматриваемого предмета в зависимости от расстояния его восприятия изменением формы хрусталика, которая называется аккомодацией. Работа мышц глаза, позволяющая рассматривать предмет на разных расстояниях и под разными углами зрения, называется конвергенцией и дивергенцией. Таким образом, зрительная информация поступает в кору головного мозга, где процессы синтеза и анализа создают полное представление об объекте. Однако этот процесс прямо связан с процессом сопоставления информации с тем количеством и качеством эталонов, которые накоплены мозгом. В результате человек может оценить объект наблюдения. Часто недостаток объема и качества эталонов не позволяет глубоко и максимально точно оценивать наблюдаемую действительность. Все зависит от того, насколько емкий и качественный багаж создал человек в процессе жизненного опыта. Поэтому часто слышно, особенно в картинных галереях, как люди говорят, что «мне это полотно совсем не нравится» и «мне это неинтересно». Хотя, скорее всего, человек не обладает достаточным опытом, для того чтобы правильно оценить работу художника. На этот процесс также оказывают влияние художественно-эстетические предпочтения той или иной эпохи. Вечных эталонов прекрасного не существует. Важное явление в совместной работе глаза и мозга — реакция мозга на перемещение глаза, когда возникает эмоциональный импульс. В результате человек остро реагирует на углы, пересечения прямых линий и плоскостей, их сдвиг или смещение. Излом человек ощущает с точностью, в десять раз превышающей плавный изгиб. Сила раздражителя и сила эмоционального ощущения находятся в обратной пропорции. Сила раздражителя выше и продолжительнее, чем сила эмоционального ощущения. Поэтому в композициях, предназначенных для осмотра с больших расстояний, необходимо предусматривать элементы с крупными размерами и формами, чтобы на длительное время сохранялась не только физическая видимость, но и эмоциональное воздействие композиции. Интересен еще один психологический феномен. Человек уверенно различает 7±2 предмета. Композицию, более насыщенную дискретными членениями, человек воспринимает как хаотичную или перегруженную. Поэтому в случае сложной многоэлементной композиции ее лучше расчленить на группы, упорядочив и облегчив восприятие. При неподвижном положении головы человека ясность восприятия обеспечивается углом зрения в 57° по горизонтали и 37° по вертикали: охватить объект одним взглядом можно только в том случае, если наблюдатель находится на расстоянии, равном длине объекта и его двойной высоте. А ведь современные огромные здания практически невозможно охватить одним взглядом, находясь в непосредственной близи в городской среде. Такое здание работает исключительно на восприятие в панорамном обзоре города. На зрителя, находящегося рядом с объектом, воздействуют только его фрагменты. Немалую роль в восприятии объектов играют оптические иллюзии, о которых знали еще древние греки. Они сужали интерколумний (расстояние между колоннами) крайних колонн, чтобы эти колонны, проецирующиеся на голубое небо, зрительно не «отваливались» от всего ряда колонн портика. С этой же целью они слегка наклоняли крайние колонны к середине. Таким образом, здание выглядело «стройнее». Эффект обратной перспективы чаще искажает правильное восприятие объекта. Бывают случаи, когда этим приемом пользуются специально, чтобы сократить, например, сильно удаляющуюся в перспективе композицию. Так построена лестница на Капитолийский холм в Риме. Она расширяется кверху и поэтому не кажется столь протяженной и трудной для подъема. 111
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Выполнение чертежей в ортогональных проекциях — первостепенная задача для архитектора. Работая с объектом, он опирается на фактические размеры, которые ему диктуются различными параметрами и критериями проектирования. На бумаге или мониторе компьютера может получиться удачное решение. Однако при реальном воплощении архитектор должен учитывать все стороны восприятия человеком объекта в натуре, в той среде, где возведено здание. Для того чтобы представить себе объект в реальной среде, авторам раньше приходилось опираться, в основном, на личный опыт. В этом процессе прибегали к построенным вручную перспективам объектов или макетам. Сегодня архитектору успешно помогают в этом компьютерные технологии. По улицам города или интерьерам здания можно визуально пройтись с помощью камеры компьютера и вполне реально увидеть все достоинства и недостатки восприятия человеком запроектированного объекта и внести коррективы в проектное решение. К этим же результатам приводит создание и изучение макета выполненного здания или городской застройки. В отличие от компьютера макет материален, что дает ощущение действительности, важное для более полного восприятия будущего здания. Связанное восприятие формы, деталей, общей композиции здания и его внутреннее предназначение неотделимы. Нельзя оценивать архитектурное решение, исходя исключительно из функционального предназначения, т.е. с практической стороны, но нельзя также ставить формальную красоту во главу угла восприятия общей композиции. Сложность работы архитектора заключается в создании гармоничной взаимосвязи эстетических, функциональных и конструктивных закономерностей при создании любого объекта. 2.2.6.2. Единство и соподчиненность форм Единство композиционного решения — обязательное условие гармоничной архитектурной композиции. Наиболее явно единство композиции проявляется в зданиях, где один объем ограничивается конструкцией геометрической формы. Это могут быть купольные здания, высотные здания-параллелепипеды жилой и офисной застройки, спортивные здания, где под одной оболочкой скрывается единый функциональный объем. Такими были композиционные решения памятников древности, такими они остаются и в современной архитектуре: египетские пирамиды и Пантеон в Риме, американский павильон на Международной выставке 1967 г. в Монреале и велотрек в Крылатском (см. рис. В.2, В.10, В.161, В.170). Однако чаще функциональные зоны, наполненные собственным содержанием, требуют объединения между собой в едином пространстве и, как следствие, соподчиненности разных частей в объекте. Этот процесс легко прослеживается уже в готическую эпоху или эпоху Возрождения. Готические храмы построены по принципу подчиненности всех частей здания главному нефу и алтарю в конце нефа. Этому следует внутреннее построение трех- и пятинефных храмов, где боковые нефы — часть общего решения — имеют меньшие пролеты и высоты, соединяются с главным центральным нефом посредством аркад и подчинены его главенствующей роли в функциональном построении объекта. Во внешнем облике собора также отражена соподчиненность частей центральному объему. Главный неф, имея большую высоту, доминирует в композиции всего здания, его вход чаще увеличен и отмечен окном — розой. Алтарь центрального нефа часто наиболее высокий и в большой абсиде. Конструкции аркбутанов, воспринимающие распор свода центрального нефа, подчеркивают его главен112
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования ствующее значение (см. рис. В.17, В.18, В.159). Вилла Ротонда А. Палладио построена по принципу подчинения всех четырех входных групп и небольших внутренних помещений центральному подкупольному пространству главного зала (см. рис. 45). Наиболее яркий пример больших, захватывающих значительные территории композиций, — Адмиралтейство А.Д. Захарова в СанктПетербурге (1806–1823) (см. рис. 27). В таком протяженном объекте невозможно было вычленить главенствующий объем, подчиняющий остальные элементы ансамбля. Архитектор пошел по пути расчленения композиции на несколько достаточно самостоятельных объемов, соединенных между собой протяженными частями. Главенствующая Рис. 54. Общий вид думского корпуса в Правительственном квартале башня имеет связь с крыльями через два московского Сити. Арх. М. Хазанов фланкирующих справа и слева соединительных объема. Они, в свою очередь, состоят из собственных тройственных композиций, которые включают главный объем с портиком, увенчанным фронтоном, а также двух малых объемов-ризалитов с небольшими портиками без фронтонов. Тройная композиция объединяется элементами с плоскими поверхностями стен. Таким образом, автор получил последовательную соподчиненность частей главной центральной башне. В случае, если части объекта имеют одинаковые размеры, например, как фриз и расположенная под ним двухъярусная аркада во Дворце дожей в Венеции, был применен прием их разного композиционного и фактурного решения (рис. В.171). Глухая фактура фриза и прозрачные аркады различаются по восприятию и поэтому их высота не читается как одинаковая. Бывает и противоположная задача, когда необходимо объединить в единую композицию два самостоятельных однородных объема. В этом случае их можно акцентировать одинаковыми композиционными элементами, например, башнями, портиками, а в современной архитектуре геометризованными элементами здания (рис. В.172). Так, автор одного из жилых домов в поселке «Утиный нос» в районе Жуковки Московской области решил задачу объединения двух симметричных флангов фасада с помощью акцентированного высоким порталом входа во внутренний двор усадьбы. Архитектор М. Хазанов для объединения в цельный объем четырех одинаковых башен здания думского корпуса запроектировал систему переходов и эскалаторов, просвечивающих через внешнее остекление, создав связующее внутреннее пространство (рис. 54). Объединение может быть выполнено с помощью общей пластики, декоративных мотивов, композиционных акцентов и, в конце концов, соединяющими элементами. При объединении композиции возникает проблема соподчиненности форм, которая решается с помощью средств гармонизации, рассматриваемых в следующих параграфах. 113
Основы архитектурно-конструктивного проектирования 2.2.6.3. Симметрия и диссимметрия в архитектурной композиции Симметрией называется одинаковое расположение равных частей по отношению к плоскости или линии. В архитектуре, в основном, рассматривается вертикальная плоскость симметрии, которая при фронтальной* ортогональной* проекции превращается в линию и поэтому называется осью симметрии. На принципах симметрии основывалась вся архитектура прошлых эпох, начиная с Древнего Египта и заканчивая архитектурой эпохи классицизма. В современной архитектуре симметричные решения также имеют место, однако несколько реже, что определяется сложностью функциональных процессов в современном здании. Симметрия в архитектуре определяется функциональной основой здания и требованиями эмоционального воздействия на человека, которые предъявляют к зданию религиозная или политическая обстановка эпохи, ее эстетические предпочтения. Античный или средневековый храм строился на принципах симметрии. В архитектуре чаще используется зеркальная композиция, в которой правая и левая части объекта симметричны относительно оси симметрии. Симметрия объединяет композицию, делает ее цельной, подчеркивая весомость центральной части. Зеркальная симметрия может быть развитой и многоступенчатой или многоосевой. Если снова обратиться к зданию Адмиралтейства в Санкт-Петербурге (рис. 55), то легко обнаружить, что объединяющая главная башня с центральной аркой въезда имеет справа и слева совершенно одинаковые крылья, которые внутри себя также сформированы на принципах внутренней симметрии относительно больших портиков. Симметричны относительно собственной оси и плоские соединяющие фасады. Таким образом, несколько фрагментов объекта, имея собственную симметричную композицию, объединены общим симметричным композиционным решением и подчиняются единому симметричному строю всей композиции. Желание сделать композицию симметричной привело к тому, что главный вход определил количество колонн в портиках и проходов между ними. Если оставить в центре главный вход, получается всегда четное количество колонн в портиках и нечетное количество просветов между ними. Рис. 55. Адмиралтейство в Санкт-Петербурге. Схема симметричного членения фасада в целом и его частей. Арх. А.Д. Захаров 114
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования Рис. 56. Проект павильона СССР на всемирной выставке в Париже, 1926. Арх. К. Мельников На зеркальной симметрии не заканчивается ее многообразие. Симметрия бывает разной. Симметричной композицию можно сделать вокруг диагонали, можно создать центрально-осевую симметрию. На основе центрально-осевой симметрии строились центрические храмы в античности, вилла Ротонда А. Палладио (см. рис. 45) и другие сооружения. Симметрия относительно диагонали легла в основу плана павильона СССР на международной выставке в Париже (рис. 56). Симметрия может быть винтовой. На ее основе построены все винтовые лестницы. Ее же использовал Ф.Л. Райт в здании музея Гуггенхайма (см. рис. 46), в котором по спирали расположил выставочный пандус. Архитектор К. Мельников экспериментировал с различными видами симметрии, доказывая ее многообразие и богатство возможностей. Как писал А. Иконников: «Симметрия — многообразная закономерность организации формы здания, эффективное средство приведения ее к единству». Одновременно симметрия — строго регулирующее средство не только организации внешнего и внутреннего пространства здания, но и регламентирующее средство воздействия на процесс жизнедеятельности человека в здании. Иными словами, не обоснованное применение симметрии не даст положительного результата. Наряду с понятием симметрии существует понятие диссимметрии. Диссимметрией называют незначительно разбалансированную симметрию. Такова окружающая нас природа: листок растения, человеческая фигура, лицо человека. В природе не бывает абсолютной симметрии. Небольшой акцент, нарушающий симметричное решение, часто придает объекту определенную живописность, разрушает жесткое восприятие строгих построений форм, вызывает некое напряжение и привлекает к себе внимание. В основном, диссимметрия возникала в результате требований самой жизни. Какие-то функциональные процессы не вписывались в симметричное решение, не хватало площадей, в результате чего возникала некоторая разбалансированность симметрично упорядоченного решения. Это можно заметить в русском зодчестве, когда вдруг добавлялся дополнительный объем в виде барабана с куполком или достраивалась колокольня (рис. В.173). Все это придавало живость и индивидуальность зданиям. Однако если архитектор пользуется этим средством композиции, он должен руководствоваться, прежде всего, чувством меры. 115
Основы архитектурно-конструктивного проектирования 2.2.6.4. Асимметрия Что такое асимметрия? Если воспринимать это определение отвлеченно, то асимметрия — это отсутствие симметрии. Однако в архитектурной композиции это не совсем так. Асимметрия так же многообразна, как и симметрия. Асимметрия в архитектурной композиции строится по законам соподчиненности частей, масс, объемов и деталей, цвета и фактуры. При кажущейся диспропорциональности частей она должна обеспечивать единство всей композиции. Первые несимметричные решения в самой начальной стадии можно проследить в дворцах на о. Крит (рис. 57). В них не было функциональной необходимости стремиться к симметричному построению плана. В этих зданиях совершались самые разные функциональные процессы. Здания делились на мужскую и женскую половины, которые никогда не были равны, так как основные представительские помещения находились на мужской половине. Хаотичное расположение хозяйственных помещений не предусматривало никакой симметрии. Только зал приемов, где находилось царское кресло, мог иметь симметричную композицию, хотя часто и он формировался асимметрично. На о. Крит, где расположены дворцы правителей и была теократическая* форма правления, не были обнаружены признаки жреческого сословия и отдельно стоящих религиозных зданий, видимо, поэтому не сложилось жесткого требования к сим- Рис. 57. План дворца в Фесте на о. Крит: 1 — западный двор; 2 — дорога процессий; 3 — пропилеи старого дворца; 4 — театр; 5 — святилище; 6 — лестница пропилей нового дворца; 7 — западные пропилеи; 8 — кладовые; 9 — коридор; 10 — бассейн для очищений старого дворца; 11 — комнаты жрецов; 12 — храм Реи; 13 — центральный двор; 14 — бассейн для очищений; 15 — восточный портик; 16 — вход северного крыла; 17 — северный двор; 18 — восточный двор; 19 — мастерские; 20 — зал царицы; 21 — мегарон царя; 22 — место находки фестского диска; 23 — гончарная мастерская 116
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования Рис. 58. Храм Эрехтейон в Афинском Акрополе метричности в композиции, диктуемого отправлением религиозных обрядов. Все вместе сказалось на отсутствии развитой симметрии в композиции зданий крито-микенской культуры. Греки восприняли идею асимметрии в архитектуре. Известный храм Афины и Посейдона в Акрополе в Афинах имел асимметричную композицию при симметричности отдельных частей. Сами по себе портики со стороны трех фасадов оставались абсолютно симметричными внутри себя, но общее решение храма асимметрично (рис. 58). Такой композиционный прием был использован вследствие двойственного назначения храма: храм посвящен двум богам. Одновременно с этим, здание стоит на склоне, что заставило располагать портики на разных уровнях. Но наиболее важным в построении этого здания было желание архитектора заставить зрителя открывать для себя все новые и новые картины храмового комплекса на Акрополе по мере поступательного движения во время панафинейского* шествия. Необходимо было создать конфликт восприятия величественного Парфенона и небольшого затейливого храма, отличающегося от строгих форм великана своей камерной пластической выразительностью и одновременно с этим имеющего полную самостоятельность. В Средние века в Европе асимметрия как композиционный прием применялась нечасто. Храмовое зодчество, архитектура дворцов склонялись к симметричным решениям. Исключением была архитектура России, особенно застройка Москвы в XIX в. частными особняками, которые принимали асимметричные решения из-за нерегулярной живописной застройки самого города и его улиц (рис. 59). Фасады чаще решались как симметричные. Только на переломе 117
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Рис. 59. Усадьба в Москве, ХIХ в.: а — внешний вид; б, в — планы Рис. 60. Особняк Рябушинского. План, 1900–1902. Арх. Ф.О. Шехтель (Москва) 118 XIX–XX вв. с появлением в архитектуре направления Ар нуво (франц. art nouveau — новое искусство) или в России в эпоху «модерна» (когда применяли иные строительные материалы: чугун и стекло) архитекторы стали широко использовать асимметричные решения, начиная с композиции планов и заканчивая объемами и фасадами зданий (рис. 60, В.174). В современном мире асимметричность архитектурных проектов определяется неоднородностью и множественностью функциональных процессов, происходящих в большинстве зданий. Весомость в общей композиции различных функциональных зон не одинакова. Сложность функциональных связей приводит к разнообразным проявлениям планировочной структуры здания в его объемно-пространственном выражении. Разнородность этих зон и важность в общем объеме здания заставляет авторов свободно размещать их и связывать между собой. Если рассмотреть проект здания Мосэнка Парк Тауэрс в Москве архитекторов О. Дубровского и Т. Ревис (рис. 61), то очевидно, что авторы, прежде всего, были ограничены конкретными условиями застройки в исторической части города. Одновременно необходимо было включить в общую композицию уже существующие исторические здания. Многофункциональное здание получило сложную асимметричную форму в плане, не говоря о решении главного фасада, который выглядит не только асимметрично, но и стилистически неоднородно. Таким образом, асимметрия в современной архитектуре — один из основополагающих факторов архитектурной композиции, который определяется сложностью градостроительной ситуации и функциональных процессов в здании, а также желанием архитекторов создать свободную среду для жизнедеятельности людей, не ограничивающую их разные потребности и отвечающую наиболее современным требованиям по ее организации.
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования 2.2.6.5. Статичность и динамичность Статичность и динамичность в архитектурной композиции важны. Памятники истории в большинстве основывались на статичной композиции — симметричном решении с главной осью, делящей здание на принципах зеркальной симметрии. Главная ось проходила через все здание, вовлекая внутрь зрителя и концентрируя его внимание на главном объекте. В храмовом зодчестве это был, как правило, алтарь, в дворцовом — основные представительские помещения. Главная ось в храмах древнего Египта проходила через свободный перистильный двор и далее через помещения, которые постепенно становились все более затененными и тесными, втягивая процессию в самое важное помещение храма — святилище (рис. В.175). Таким же образом были построены базиликальные храмы: от храмов древнего Рима до эпохи классицизма в Европе. Устремленность композиции и ее концентрация вокруг центральной оси подчеркивалась чередуемыми опорами и просветами между ними с одинаковыми размерами, идущими вдоль нефов (см. рис. В.91). Свет также использовался для дополнительного акцента на основном направлении движения. Через подкупольный барабан свет проникал в центральную часть здания, концентрируя внимание на алтаре. Это хорошо читается в соборе св. Петра в Риме (рис. В.176). Таким образом формировалась статичная глубинная композиция относительно как горизонтальной, так и вертикальной оси. Одновременно горизонтальная ось могла быть усилена направленностью объемов ввысь, с одной стороны, противопоставляя и останавливая движение горизонтальной оси, с другой, — создавая эмоциональный накал устремленности вверх. Если исключить готический период в архитектуре, можно с уверенностью сказать, что основной принцип архитектуры прошлого — принцип статичности. Готика и шатровая русская архитектура придали большее значение стремлению элементов здания ввысь, тем самым наделив их особой выразительностью и эмоциональным воздействием на человека (см. рис. В.24, В.102). Современная архитектура наряду с приемами статичной Рис. 61. Мосэнка Парк Тауэрс. композиции часто использует Арх. О. Дубровский, Т. Реверс (Москва) 119
Основы архитектурно-конструктивного проектирования прием динамичности. Динамичность композиционного решения диктуется несколькими факторами: 1) неоднородность функциональных процессов в современных зданиях; 2) к зданиям часто предъявляются требования их возможной модернизации в будущем; 3) сложные градостроительные условия, заставляющие авторов искать экономически наиболее выгодные решения на малых площадях застройки; 4) менталитет современного общества, который складывается на базе быстро меняющейся картины мира и ритма повседневной жизни. Таким сложным и динамичным предстает перед нами здание Новой оперы в Осло с главным и дополнительными репетиционными залами, большим количеством самых разных помещений, необходимых для осуществления театрального процесса. Окруженное простой и статичной застройкой здание врезается в нее как айсберг из раскинувшейся водной глади (рис. В.177). На Всемирном фестивале архитектуры в Барселоне это здание было названо лучшим среди построек культурного назначения в 2008 г. 2.2.6.6. Ритм и метр Ритм — это повторение и чередование элементов. Ритм присущ человеческому образу жизни и отражается в постоянной смене времен года, дат в календаре, дня и ночи. Ритму подчиняются жизненные процессы человека. Временной ритм находит свое отражение в материальных формах природы, например, годовые кольца на срезе ствола дерева. Так, временные ритмы преобразуются в пространственные. Ритм — неотъемлемая часть всех видов искусств: ритм в музыке и танце — это повторяемость мелодического строя или движений, в архитектуре — материальных элементов объекта в пространстве. Закономерная повторяемость элементов облегчает их восприятие и придает статичность объекту. Ритм можно проследить и в древней архитектуре Египта в постоянно убывающих кверху ступенях пирамид, и в архитектуре Московского государственного университета с нарастающей высотой его башен к центру и одновременно убывающим расстоянием между ними (см. рис. В.144). Ритм проявляется через повторение равных величин, которое называется метром. Наиболее ярким примером метра в истории архитектуры служат греческие храмы-периптеры с их постоянно повторяющимся ритмом колоннады. Простейший ритм сопутствует в современном строительстве всем зданиям, функциональный строй которых основан на постоянно повторяющихся планировочных ячейках жилых комнат, офисных помещений, школьных классов и др., что представляет немалую трудность для авторов таких проектов. Монотонность, которую создает простейший ритм окон, простенков, панелей сборного домостроения и т.п., архитекторы стараются преодолевать разными способами. Одним из способов является создание ритмического ряда — простейшего чередования элементов. Простейший ритмический ряд — колоннада Бернини на площади св. Петра в Риме. Сдвоенный в поперечнике повторяющийся ряд колонн перемежается с разрывами между ними (рис. В.178). Ритмические ряды могут быть также сложными с чередованием элементов различной величины и расстояний между ними. На ритмический ряд можно наложить метрический, а можно два метрических ряда включить в систему ритмического ряда. Существует много вариантов (рис. 62). Для анализа сложных построений на основе ритмических рядов можно воспользоваться 120
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования так называемой «ритмической партитурой», где графически условно изображаются не элементы, участвующие в системе ритмического ряда, а только их местоположение. Таким образом, легко прочесть систему ритмического ряда. Например, на основе «ритмической партитуры» фасада церкви св. Сусанны в Риме архитектора К. Мадерна прослеживается нарастание к центру насыщенности пластическими элементами (рис. 63). Принцип построения ритмического ряда, его внутренние закономерности должны легко прослеживаться. Однако это возможно только в случае, когда элементов, участвующих в ритмическом ряде, не менее 5–7. Ритмические ряды не могут быть бесконечными. Их протяженность ограничивается пределами восприятия. Одновременно, чем протяженнее ряд, тем яснее читается его порядок. При этом излишне длинный ряд, особенно если он состоит из простейших метрических соотношений, воспринимается как монотонный, Рис. 62. Виды ритма: 1 — метрические ряды с интервалами и без интервалов; 2 — метрические ряды с чередованием элементов двух видов; 3 — метрические ряды с чередованием неравных интервалов между равными элементами; 4 — метрические ряды с чередованием неравных элементов и неравных интервалов; 5 — ритмические ряды равных элементов, повторяющихся на возрастающих интервалах, и ритмический ряд с возрастающими элементами на равных интервалах; 6 — ритмические ряды с возрастающими величинами форм и интервалов; 7 — ритмический ряд, образованный сочетанием метрических рядов; 8 — ритмический ряд, образованный вложением двух метрических рядов (по А.В. Иконникову) 121
Основы архитектурно-конструктивного проектирования что обедняет восприятие объекта. Сегодня в череде архитектурных произведений много монотонно выглядящих офисных зданий, гостиниц и жилых домов. Если архитектор не видит этих недостатков своей работы, то его объект может существенно проигрывать в застройке. Чтобы преодолеть такое негативное явление, как монотонность ритмических рядов элементов зданий, архитекторы прибегают к способу приостановки ряда с помощью элементов жестко противостоящих его развитию. Так поступил Ле Корбюзье, создавая свой «Лучезарный дом» в Марселе (рис. 64). Монотонную повторяемость по горизонтали элементов остекления он преодолел двумя вертикальными вставками: стены с мелкими окнами, за которой скрывается лестничнолифтовой узел, и боковой стены квартир, окна которых выходят в торец дома. По вертикали он включил этаж с обслуживающими помещениями и лентой остекления, имеющей отличный от остальных ритм окон. Рис. 63. Фасад церкви св. Сусанны Симметричные решения, преди его ритмическая схема (Рим, Италия) ставленные преимущественно исто(по А.В. Иконникову) рической архитектурой, включающие системы ритмических рядов, уравновешивающих друг друга, склонны к статичности, что легче достигается применением метрических соотношений. В современной архитектуре с ее асимметричными решениями ритмические ряды придают больше динамизма, который эффективнее подчеркивается применением ритмических рядов с ярко выраженными различными соотношениями элементов. Особенно продуктивно использует ритмические и метрические ряды в своих произведениях испанский архитектор С. Калатрава. На примере Города искусств и науки в Валенсии отчетливо видна система различных ритмических и метрических соотношений, придающая зданию яркую выразительность и динамизм (рис. В.179). Выбор ритма в архитектуре определяется следующими факторами: 1) функциональной основой; 2) конструкцией; 3) тем и другим вместе. Понятно, что системы крестово-купольных русских храмов и средневековых европейских соборов определялись, прежде всего, функциональными религиозными установлениями, а в готике еще и их конструктивной основой (система сводов, распорные усилия от которых воспринимаются через аркбутаны контрфорсами*). В современном строительстве факторы, определяющие ритм элементов в сооружении, могут быть как функциональные (жилые, офисные дома, гостиницы или же, напротив, здания со свободной планировкой — выставочные, торговые 122
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования Рис. 64. Схема фасада «Лучезарного дома». Арх. Ле Корбюзье (Марсель, Франция) комплексы, развлекательные здания и т.п.), так и конструктивные (полносборное домостроение, основанное на системе унифицированных* конструктивных элементов, или же домостроение, не связанное унификацией — монолитное, большепролетное и т.п.). Если в здании сложно преодолеть систему монотонного метрического ряда, то можно обратиться к разнообразию застройки, в которую оно включено. Полносборное домостроение для архитектора сегодня представляет трудно преодолимые сложности применения монотонных метрических рядов в композиции. Однако системы балконов и их ограждений, солнцезащитные элементы фасадов помогают справиться с этой задачей (рис. В.180). Монотонность в монолитном домостроении проще преодолеть, так как конструкция позволяет перемещать ячейки в общей структуре относительно друг друга, выступать ими или поворачивать в объеме здания (рис. В.181). С одной стороны, метрический ряд композиции влечет за собой желание преодоления его монотонности, с другой, — он может служить объединяющим началом всей композиции при ее функциональной сложности, размещении на неоднородном рельефе, в разрозненной застройке. На рис. В.182 представлен летний легкий дом архитектора М. Янтцена. Автор с помощью простого ритма щелей в ограждающих панелях объединил сложную композицию всего дома. 2.2.6.7. Контраст и нюанс Система организации пространственного решения объекта воспринимается через такие характеристики, как тождество элементов, контрастные и(или) нюансные отношения частей. В основе простейших соотношений лежат тождественные соотношения, т.е. равные соизмеримые признаки. Примером тождественных отношений могут служить колонны греческих периптеров и интерколумний, расстояние между ними. Тождественные отношения отражают равновесие и спокойствие композиции. Особенно ясно это выражают простые геометрические формы: квадрат и куб, круг и шар. Нельзя сравнивать разнородные элементы: цветные с плоскими, легкие с объемными и т.п. Нюанс — это отношение элементов или частей, когда сходство между ними выражено ярче, чем различия. Интерколумний в перип123
Основы архитектурно-конструктивного проектирования терах, который несколько меньше в крайних парах колонн, чем между основными, представляет такой тип нюанса, который работает на общую композицию, но почти не различим глазом. Нюанс не разрушает общего композиционного строя. Контраст — это отношение элементов, где различия значительнее, чем схожесть признаков. При этом контраст не должен нарушать общность композиции, а придавать динамизм решению, не разрушая, а объединяя противоположные по значению элементы. Примеры контрастного решения: церковь Вознесения в Коломенском (см. рис. В.102) или высотные современные здания (рис. В.183). В обоих случаях устремленность в вертикальном направлении шатровой части церкви и основного объема высоток противопоставляется менее значительному горизонтальному гульбищу или 18-этажному зданию, входящему в комплекс. Небольшое смещение с поворотом относительно центральной оси нескольких секторов, членящих здание по высоте, создает развитие объекта по вертикали, не отрывая его при этом от земли. Присутствие контрастных соотношений придает динамизм общей композиции. Тождество, контраст и нюанс проистекают из функционального и конструктивного решения объекта и отражают содержание проектного решения. В противном случае необоснованное композиционное решение теряет гармонию. Контрастными могут быть решены высокие и низкие, плоские и объемные, большие и малые элементы или объемы. Контрастно можно решать композицию с помощью замкнутости и раскрытости объекта или его элементов, тяжести и легкости, цветовой гаммы, в которой преобладает основной цвет, фактуры поверхности. Иллюзия преобладания вертикальной составляющей создает существенно усиливающее впечатление в объектах, где вертикаль имеет главенствующее значение. Например, размер по вертикали церкви Вознесения в Коломенском представляется всегда более значительным, чем горизонтальный размер гульбища. Если сравнить геометрическую фигуру, вписанную в другую геометрическую фигуру, то первая покажется значительно меньше, чем такая же по размерам, но размещенная рядом с более мелкими. Пространство визуально раскрывается еще больше, если оно предстает после сильно затесненного и затененного пространства. Значительные иллюзии можно проследить и в нюансных соотношениях (рис. 65). В современной архитектуре наибольшее распространение Рис. 65. Оптические иллюзии: а — иллюзия перпенполучили контрастные комподикулярных линий — равные отрезки кажутся неравзиционные решения, которые ными; б — иллюзия контраста — равные окружности определяются, прежде всего, кажутся неравными; в — иллюзия нюансного ряда, маскирующая реальные отношения крайних величин; сложными неравнозначными г — иллюзия встречных углов — равные отрезки кафункциональными процессажутся неравными; д — равные верхние стороны трапеми в зданиях и комплексах. ций кажутся неравными (по А.В. Иконникову) 124
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования 2.2.6.8. Геометрические свойства пространственной формы Любая форма развивается в пространстве в трех направлениях. Выявление геометрической формы — еще одно средство композиционного построения архитектурного объекта. Человек начал осваивать геометрические параметры сооружения при создании древнего жилища правильной формы. Применение прямого угла стало существенным поворотом в преобразовании окружающего мира с целью обустройства пространства для собственных функциональных нужд. Умение определять и строить прямой угол — великое завоевание. Форма может быть образована как линейными параметрами в двух измерениях (плоскость), так и трехмерными (объем). Объемная форма наиболее ярко и остро воспринимается в пространстве. Человек определяет ее в соответствии с тремя координатами в пространстве: шириной, высотой, глубиной; определяет характер образующих поверхностей (прямолинейная или криволинейная поверхность), и последнее, с чем он сталкивается, — это сочетание объемных форм. Если в системе координат все размеры объекта равны, такой объект воспринимается как спокойный и уравновешенный. Если разница размеров существенна, объект воспринимается как динамичный и беспокойный. Куб и шар воспринимаются спокойно и цельно. Наиболее легко воспринимаются линейные размеры в плоскостном измерении, более сложно — глубинные размеры. При этом плоскость, превращенная в параллелепипед с небольшим третьим измерением, читается как секущая плоскость, размещенная в вертикальном или горизонтальном направлении (рис. В.184). Так наш глаз воспринимает, искажая действительность. Особенно подвержены иллюзии искажения глубинные и пространственные композиции. Глаз плохо ощущает их геометрические параметры. Такие композиции требуют особого внимания. Уже в античности и Средневековье архитекторы понимали, что для нормального восприятия элементов здания или объекта в целом необходимо вносить коррективы при их создании. Так, линия стилобата в Парфеноне слегка прогнута вверх, чтобы не создавалось искаженного ощущения провала в середине, в куполах поднимали шелыгу, чтобы форма купола читалась полноценно, а не уплощенно. В интерьерах правильному восприятию формы способствует ее расчленение декоративными или конструктивными элементами. Например, в интерьере кессонирование внутренней поверхности купола с убыванием ячеек кверху помогает воспринять вогнутую поверхность без искажений. Кессонирование в данном случае — декоративный прием, проистекающий из конструктивной основы, так как ребра кессонов — усиливающая конструкция всего купола (см. рис. В.10, б). Глубинные композиции архитекторы всегда старались расчленить вертикальными элементами для более естественного восприятия их протяженности. Этой же цели служит расчленение глубинной композиции на последовательно удаляющиеся передний, средний и задний планы. На рис. В.185 видно, как с помощью предметов экспозиции в одной из галерей Музея искусств в Милуоки архитектора С. Калатравы членится глубинная композиция, образуемая конструктивными элементами перекрытия, на несколько постоянно удаляющихся от зрителя планов. Это подчеркивает восприятие длины галереи, практически, до самого ее конца. Для подобной цели может также служить изменение фактуры, цвета и освещенности элементов композиции. Вытянутые вглубь композиции могут члениться за счет их кривизны, что позволяет оценить их протяженность и создать разнообразие их восприятия. 125
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Еще один важный момент восприятия форм — восприятие их сочетания. Не все формы легко сочетаются между собой, особенно трудно воспринимается сочетание статичных уравновешенных форм. Значительно легче воспринимается сочетание форм в динамичных композициях. Это особенно важно в современной архитектуре: динамизм композиционных решений широко распространен в произведениях архитекторов конца ХХ — начала ХХI вв. На рис. В.186 представлен макет Музея Единения в Лионе архитекторов В. Прикса и Г. Свижински. Авторы в сложной пластической композиции объединили самые разные формы, подчеркивающие ее экспрессию и динамичность. Для соединения различных форм в общую композицию часто приходится прибегать к переходным элементам из более простых геометрических фрагментов (рис. В.187). Сложные, насыщенные различной пластикой жилые корпуса комплекса в Измайлово объединены простыми прямоугольными связками с частой ячеистой регулярной структурой, что успокаивает достаточно пестрое решение. Наиболее просто и эффективно сочетаются прямоугольные формы, что определило их самое широкое распространение (рис. В.188). Свободное сочетание криволинейных форм также широко применяется в современной архитектуре (рис. В.189). Сложная волнообразная оболочка петляет изнутри-наружу, создавая пластичное нелинейное пространство. В подобных композиционных решениях часто используется противопоставление динамичных криволинейных форм статичным прямолинейным (рис. В.190). В представленном случае простые плоскостные фасады существующего завода контрастируют с живой ультрасовременной формой светящихся ночью фасадных вставок. Однако наиболее универсальными и легко воспринимаемыми остаются прямолинейные формы, в основе которых лежит прямой угол. 2.2.7. Соразмерность частей и целого в архитектурной композиции 2.2.7.1. Математическое выражение соотношений в архитектурной композиции Гармония в зодчестве во многом достигается с помощью закономерных построений частей и целого, соблюдения их соразмерности. Взаимозависимость частей здания находится в соответствии с функциональным назначением здания в целом и его функциональных частей в отдельности, а также с его конструктивным решением. Габариты функциональных зон и конструкций задают основополагающие размеры объекта. Однако задача архитектора привести их размеры к гармоничным соотношениям. Для этого в арсенале архитектора есть разработанные еще древними греками системы соотношений, которые наиболее естественно воспринимаются человеком. Современный архитектор в своей деятельности чаще использует не конкретные численные соотношения, а их интуитивное ощущение, опираясь не только на знания, но и на особенности восприятия. Когда это ощущение особенно близко совпадает с его численным выражением в закономерностях «золотого сечения», архитектор получает наиболее гармоничное решение. Для понимания основ этого процесса необходимо знать несложный математический аппарат, описывающий такие соотношения. При любых построениях следует учитывать, что простое соотношение линейных величин легко воспринимается, если величины находятся в одной плоскости. Если они искажены перспективным изображением, их соотношение либо плохо воспринимается, либо не воспринимается вообще. Подобие геометрических фигур, в которые вписаны элементы здания, создают определенные соотношения, которые могут восприниматься человеком гармонично даже в перспективном восприятии. 126
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования Из геометрии известно, что диагонали подобных треугольников параллельны. Это отражается простой математической зависимостью А : В = a : b. На этом соотношении построен основной принцип математического подобия. Такое привидение прямоугольных форм к подобию широко распространено в архитектуре. Эвклидова геометрия помогла древним грекам композиционно увязать основные габариты здания, и его частей и деталей. На примере храма Посейдона в Пестуме можно проследить, как устанавливалась соразмерность ордера в целом с его фрагментами. Принцип подобия позволил гармонично увязать асимметричную систему храма Эрехтейона в афинском Акрополе. Архитекторы Рима, заимствовавшие приемы греческого искусства, создавали более сложные соотношения подобия. Этот принцип рассмотрен в исследовании арки Траяна в Анконе (рис. 66). Современные архитекторы также используют этот прием для гармонизации композиции. Ле Корбюзье в начале своего творчества применял построения подобия в своих объектах. Известны его построения в собственном проекте виллы в Гарше под Парижем (рис. 67). Геометрическое подобие — только простейший способ осуществления соразмерности композиционного решения. При сложных формах сооружения возникает необходимость в более сложных соРис. 66. Принцип геометрического подобия в композиции памятников Греции и Рима: отношениях. Различные формы а — ордер, антаблемент и капитель храма взаимозависимостей частей и целоПосейдона в Пестуме; б — план, фасад, ордер го должны войти в единую систему и антаблемент храма Эрехтейон в афинском гармонизации композиции. Ряды Акрополе; в — Анкона, триумфальная арка (по А.В. Иконникову) подобных фигур могут быть связаны с помощью арифметической или геометрической прогрессии. В первом случае каждая последующая фигура больше предыдущей на одинаковую величину, что выражается простой математической пропорцией: А – В = В – С = С – D…. При геометрической пропорции каждая последующая фигура увеличивается по сравнению с предыдущей в одно и то же число раз и выражается математически как А : В = В : С= С : D…. Греки в этой системе нашли наиболее гармоничную пропорцию, которую позже Леонардо 127
Основы архитектурно-конструктивного проектирования да Винчи назвал «золотым сечением», и широко применили ее в архитектуре. В этой пропорции последний член состоит из суммы двух первых. Математически она выражается следующим равенством: А : В = В : (А + В). Если в арифметической пропорции соотношение частей выражается в простых целых числах, то в геометрической пропорции «золотого сечения» соотношения выражены в количественном исчислении рядом иррациРис. 67. Фасад виллы в Гарше с построением ональных чисел и представляют собой «чертежей-регуляторов», корректирующих приближенные значения: 0,056; 0,090; композицию. Арх. Ле Корбюзье 0,146; 0,236; 0,382; 0,618; 1,0…. В этом (рис. по А.В. Иконникову) ряду каждое последующее число равно сумме двух предыдущих. Отношение любых соседних чисел в «золотом сечении» приблизительно равно 0,618. Такое же свойство ряда целых чисел открыл еще в ХIII в. итальянский математик Леонардо из Пизы, прозванный Фибоначчи: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34… . Отношение любых двух соседних чисел в этом ряду приближается к значению отношения чисел «золотого сечения». Простое деление отрезка «в золотом соотношении» может быть проведено с помощью построения прямоугольника с отношением сторон 1 : 2 и деления большого катета окружностью, радиус которой равен остатку при делении гипотенузы отрезком, равным малой стороне прямоугольника. С помощью различных простых геометрических построений можно получать самые разные «золотые соотношения» в иррациональных числах, которыми пользовались при создании произведений архитектуры прошлого. В основе этих построений лежит квадрат и связанное с ним в построениях соотношение 1 : 2 , дающее иррациональные соотношения «золотого сечения» и связывающее между собой отношения частей и целого, где меньшая величина относится к большей так же, как большая относится к их сумме. В результате этих построений получались сложные гармоничные системы, в которых соединялись простые и иррациональные числа. Иногда в этих построениях участвовал «священный египетский треугольник» со сторонами 3 : 4 : 5. Это единственный треугольник в геометрии, стороны которого состоят в соотношении арифметического ряда (рис. 68). Такие построения были осуществимы в натуре, не представляли особой сложности и применялись повсеместно. Исследователи, занимавшиеся пропорционированием или соразмерностью частей в природе, искусствах, архитектуре и музыке, пришли к выводу, что «золотые соотношения» присутствуют как в природе, так и в человеческой деятельности. Еще египтяне использовали двойной квадрат, лежащий в основе «золотых соотношений». Так, план мастабы первого фараона I династии Менеса — Нармера имеет пропорции двойного квадрата. Соотношения частей пирамид построены во многих своих измерениях на основе пропорций «золотого сечения». Исследования архитектора И.П. Шмелева показали, что прямоугольник на доске Хесира из его гробницы, в который вписана фигура зодчего, — прямоугольник «золотого сечения», прямоугольник над ним (3 : 4) содержит египетский треугольник с гипотенузой 5, а больший жезл в руках изображенного человека приравнен этой гипотенузе (рис. 69, табл. 1). 128
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования Рис. 68. Построение пропорциональных рядов на примере простых геометрических операций: а — деление отрезка в «золотом соотношении»; б — построение «золотого соотношения» 1: 2 ; в — простейший способ построения ряда «золотого отношения»; г — построение «священного» египетского треугольника (по А.В. Иконникову) Рис. 69. Деревянная панель из гробницы зодчего Хесира с его изображением. Комплекс в Саккара, ок. 2800 гг. до н.э. (Египет): 1 — сравнение размеров доски и линий канонического чертежа; 2 — удлинение линий двойного квадрата на сторону 2 автоматически включает вычитание стороны 1 из диагонали 5 . Так эвристически могло быть открыто соотношение золотого сечения; 3 — цифры в кружках показывают последовательность построения чертежа доски (см. табл. 2.1); 4 — диагональ квадрата АВ, подобие прямоугольников 2 и удвоение — ключ к построению ковчега; 5 — композиционный центр доски представляют прямоугольник «золотого сечения» и прямоугольник 3 : 4 (по И.П. Шмелеву) 129
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Таблица 1 Исследования доски Хесира (по И.П. Шмелеву) Элемент композиции Линия Канон Отклонение Доска Ширина доски АД = 1 1,000 1,000 — Высота доски 2AB = 2 – 2 2,828 2,852 +0,008 Лобовая часть доски АМ = 2 : 2 0,707 0,703 –0,004 Ширина углубления АО = 2 : Ф 0,874 0,874 0,000 Высота поля текста ¾АО = ¾ 2 : Ф 0,655 0,655 0,000 Высота поля фигуры AB = 2 1,414 1,414 0,000 Верхняя линия текста ОВ = 2 : Ф2 0,540 0,543 +0,005 Высота текста АЕ = 1 : 2 0,500 0,500 0,000 Ширина текста АМ = 2 : 2 0,707 0,707 0,000 Малый жезл АЕ = 1 : 2 0,500 0,500 0,000 Большой жезл АС = 5 : 2 1,118 1,096 –0,019 Ширина отверстия ОМ = 1:/Ф3 2 0,167 0,174 +0,04 Шмелев пришел к выводу, что в общих соразмерностях доски закодированы соотношения «золотого сечения» и зодчий Хеси, жрец храма Ра, за 28 веков до н.э. владел «золотым соотношением» как общекосмическим феноменом гармонии. Таким образом, еще в древности пользовались соразмерностями «золотого сечения» как инструментом, подсказанным самой природой, наиболее гармонично воспринимаемым глазом и психикой человека. 2.2.7.2. Закономерности соразмерных членений в зданиях Соразмерность частей и целого для древнего зодчества было необходимым условием возведения здания. Эмпирическим* путем установленные соотношения, главным образом, конструктивных элементов, становились традиционными и повсеместно применялись во всех постройках своего времени. Так отрабатывались соотношения балок и пролетов, толщины стен и высоты сооружения и т.д., основанные, помимо прочности, на принципах «золотого сечения», распространенного в античности, а также в эпоху Возрождения и классицизма. В современном зодчестве основа — не соотношения величин элементов здания, а отвлеченная величина измерения: у англичан фут, в других странах метр. Современный архитектор не связан с эмпирически отработанными соотношениями, а опирается на расчетные методы конструирования и строительства, где намного сложнее выявить гармоничные соотношения. Если гармонизация архитектурного произведения прошлого обеспечивалась технической невозможностью возведения здания в несоразмерных пропорциях, то сегодня строительный процесс не связан с обеспечением этой стороны композиции здания. Однако в современной архитектуре и строительстве распространено индустриальное домостроение, которое опирается на систему модульных соотношений величин элементов. Технически 130
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования отрегулированная модульная система не обеспечивает гармонизации соотношений в общей композиции здания и его частей, при этом закладывая жесткую регламентацию размеров. Преодоление этого явления в архитектуре — предмет особого внимания архитекторов, вынужденных находить новые способы достижения композиционной гармонии. Применение геометрии для древних людей являлось абсолютно практической целью. Ее использовали в землемерном деле и в строительстве. Инструментарий в арсенале строителя был чрезвычайно прост. На первом этапе это могла быть веревка с двенадцатью узлами, которую можно было закрепить с помощью кольев на третьем, четвертом и пятом узле, получив «священный египетский треугольник» со сторонами 3 : 4 : 5 и прямым углом, который был главной задачей в строительстве. Священный треугольник служил египтянам не только для построения прямого угла, но и для определения пропорций сооружения. Затем к строительным инструментам присоединилась линейка и циркуль. Египтянами использовались соотношение египетского треугольника и широкая система «золотых соотношений». Пирамида Хефрена из комплекса в Гизе имеет высоту 143,5 м и сторону квадратного основания 215,25 м, т.е. их отношение складывалось как 2 : 3. Разрез пира1 миды составляют два египетских треугольника, сомкнутые двумя длинными катетами. Пропорции пирамиды Хеопса более сложны 0 и составляют очень близкое соот√5 ношение 1: 5 (146,6 м — высота к 325,7 м — диагонали основания) Рис. 70. Схема соразмерности пирамиды Хеопса (рис. 70). Исследования пропор(по В.Н. Владимирову) ций в сооружениях древности говорят о том, что в основе пропорционирования египетских памятников лежат геометрические модульные пропорции. Греки усложнили системы пропорционирования, ввели «золотые пропорции» и стремились к применению пропорции «золотого сечения», пронизывающей здание и его части, объединяя композиционное решение в единую систему. В основе пропорционирования греков лежит прямоугольник с соотношением сторон 1 : 2, т.е. два квадрата. На этой основе они достигли сложных иррациональных соотношений. Так, в плане Парфенона малая сторона и диагональ соотносятся как 1: 5. В том же соотношении находится высота и протяженность фасада (без фронтона). При дальнейшем анализе соотношения элементов храма можно обнаружить убывающий ряд «золотого сечения»: если ширина здания 1, то высота 0,618, высота до грани антаблемента 0,382, антаблемент и фронтон вместе 0,236 (рис. 71) Известный советский архитектор И.В. Жолтовский выявил еще одно соотношение в пропорциях Парфенона, основанное на прямоугольнике в два квадрата. В убывающем ряде «золотого сечения» Жолтовский взял значение третьего порядка 0,236, удвоил его и вычел из единицы, получив величину большего отрезка 0,528. Новое отношение было названо «функцией Жолтовского». Этим соотношением часто пользовались в эпоху Возрождения. Совмещение в памятниках Древней Греции и, в частности, в Парфеноне иррациональных соотношений и метрических повторений триглифов, метоп, колонн обогатило композиционное ре131
Основы архитектурно-конструктивного проектирования шение этих произведений и сделало их особенно гармоничными. Более практичные римляне сохранили принципы пропорционирования греков, но предпочли пропорции на основе простых чисел. На Руси, где зодчество формировалось на принципах византийской архитектуры, были сохранены традиции античности. В работах советских исследователей убедительно доказано, что отправной величиной в построении соотношений элементов древнерусских храмов был размер диаметра центрального купола. Также имелись меры длины, которые достигались простыми геометрическими построениями. Такими были мерная сажень (179,4 см) и великая косая сажень — отношение квадрата и его диагонали (249,4 см). В таком же соотношении находились прямая сажень (152,8 см) и косая казенная сажень (216 см). Эти соотношения помогали практически определять и устанавливать соотношения элементов и частей в зодчестве Древней Руси. В готике основные соотношения также базировались на квадрате как исходной фигуре геометрических построений, но наравне с соотношением 1 : , свойственным античным зданиям, широко применяРис. 71. Соразмерность в здании Парфенона в афинском Акрополе: а — фасад, б — деталь лись соотношения 1: , 1:   . В эпоху опорной части колоннады, в — план Возрождения в «золотых соотноше(по А.В. Иконникову) ниях» использовали простые кратные отношения (см. Л.  Пачоли, Л. Баттиста Альберти, А. Палладио). Если рассматривать произведения эпохи Возрождения, везде можно выявить закономерности «золотого соотношения», выраженные в простых числах 8 : 13, 5 : 8 и т.д. Стремление к кратности на основе единого модуля отличает постройки того времени. Такой подход во многом определялся переходом в строительстве к чертежу, использованию единиц измерения, которые применялись непосредственно на строительной площадке и в чертежах. Необходимости строить, исходя из установившихся соотношений элементов, не было. Отчасти поэтому принцип пропорционирования находил меньшее применение в архитектуре. Ему следовали исключительно для членения элементов фасадов (чаще только по высоте). Технический прогресс и индустриальные методы строительства с присущей им стандартизацией* элементов повлекли за собой необходимость соизмерять элементы, превратив соразмерность в технически необходимое качество здания. 132
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования Поиску новых современных систем соразмерностей способствует большая свобода архитектора в формировании внутреннего пространства и как его отражения фасадов зданий. Если конструктивный строй жестко регламентирован возможностями индустриальных конструкций, то членение пространства с помощью неконструктивных элементов весьма свободно. Таким образом, сегодня возможно создать совершенно новые системы соразмерностей, которые будут перекликаться с уже известными, а могут стать самостоятельными. Особенной свободой в соразмерностях элементов зданий обладают объекты, в основе которых лежат большепролетные конструкции, выполненные в металле или в монолитном железобетоне. Однако при разработке новых соразмерностей необходимо помнить о физиологической и психологической особенностях восприятия человека, об особенностях соразмерностей в природе, которые складываются на принципах «золотых соотношений». Полное забвение этих знаний может привести к созданию архитектурной среды, мало пригодной для жизнедеятельности человека. Важные знания для формирования новых модульных систем могут дать исследования в области развития соразмерностей ордерных систем. 2.2.7.3. Архитектурные ордера и модульные пропорции прошлого Длительный период древние греки пытались найти наиболее совершенные соотношения элементов ордерных систем, которые легли в основу ярких и гармоничных произведений архитектуры. Апофеозом этих поисков стал Парфенон (см. рис. В.7). Римляне пытались создать модульные универсальные способы построения ордерных систем. О поисках древних зодчих известно по трудам Витрувия. В своем трактате «Десять книг об архитектуре» он писал о соотношениях в ордерных системах и правилах их построения, которые были наиболее распространены при создании дорического, ионического и тосканского ордеров. В основу пропорционирования Витрувий положил нижний диаметр колонны. В результате несложных построений можно было вывести все размеры ордера (рис. 72). В эпоху Возрождения попытки а б в г Рис. 72. Система соразмерности ионического ордера (по Витрувию): а — норма уменьшения диаметра ствола колонны в зависимости от ее высоты; б — увеличение высоты архитрава с увеличением высоты ордера; в — изменение пропорций колонны при изменении интерколумния; г — детали ионического ордера 133
Основы архитектурно-конструктивного проектирования создать универсальные правила построения ордеров принадлежали архитекторам Дж. Виньоле и А. Палладио. Однако подходы к решению этой задачи у них были различны. Если Виньола, исследуя памятники античности, стремился создать канон, по которому можно осуществлять построение всех пяти ордеров (рис. 73), то Палладио выбирал наиболее совершенные по его мнению памятники и закладывал их пропорции в создание своего принципа соразмерности. Палладио, создавая Рис. 73. Система соразмерности архитектурных ордеров (по Дж. Виньоле): а — пропорции тосканского (А), дорического (Б), ионического (В) и коринфского (Г) ордеров; б — детали дорического ордера; в — детали ионического ордера 134
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования эталон, призывал корректировать его в соответствии с конкретной задачей, чему сам следовал в своих работах. Введя собственные правила отношений, оба архитектора опирались на единый модуль в половину диаметра колонны. В период классицизма проблемами пропорционирования ордерных систем, которые были широко распространены, занимался Ж.‑Н.-Л. Дюран. Он относился к ордеру более рационалистически, создав канон, на основе которого архитекторы получали самостоятельную свободу, чем особенно пользовались архитекторы России, создавшие замечательные памятники классицизма, отличающиеся традиционностью и индивидуальностью. Ордерные системы и правила их соразмерностей базировались на развитом чувстве пропорционирования и понимании особенностей восприятия. Желание заложить модульную систему в основу пропорционирования помогло развить ордерное начало в архитектуре разных эпох и оставило в наследие будущим поколениям понимание необходимости применения модульной системы соотношений элементов независимо от конкретных условий возведения здания, его конструктивной системы, функциональной канвы, эстетических требований времени. Эти предпосылки заложили фундамент для развития новых систем соотношений в архитектуре в эпоху железобетона, металла и стекла. 2.2.7.4. Пропорционирование и стандартизация в современной архитектуре Ле Корбюзье создал свою модульную систему «Модулор», которую построил на габаритах человека и «золотых соотношениях». За основу были взяты два ряда золотых соотношений, в основу первого был заложен рост человека в 183 см, а второго — фигура человека с поднятой рукой высотой 226 см (рис. 74). Членения по «Модулору» действительно соответствовали габаритам человека. Так, наименьшая высота сиденья равна 27 см, нормального стула — 43 см, высота стола — 70 см и т.д. Ле Корбюзье заложил эти соотношения в проект «Лучезарного дома» в Марселе. Однако широкого применения система соотношений «Модулора» не получила, так как в ее основу не заложена метрическая система измерений. Она построена на иррациональных соотношениях габаритов человека и «золотого сечения». Таким образом, она совершенно не применима в технике и не может стать всеобщей, а остается пригодной исключительно для строительства, не связанного с жесткой унификацией элементов, например, для монолитного строительства в железобетоне. Рис. 74. «Модулор» Ле Корбюзье: а — «красная» и «синяя» шкалы; б — соразмерности модулора и размеры человеческой фигуры 135
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Итак, модульная система координации не только не мешает применять и развивать гармоничные соотношения в архитектуре, но и предопределяет поиск новых в условиях, в корне отличающихся от приемов строительства в древности, когда человечество начало задумываться и разрабатывать гармоничные соотношения в рукотворных произведениях, соотнеся их с творениями природы. 2.2.8. Масштабность. Понятие архитектурного масштаба Масштабом называется отношение размера линии на чертеже к соответствующему размеру линии в натуре. Масштабом в проектной деятельности архитектор пользуется повсеместно. Невозможно изображать на чертежах здания, интерьеры и даже детали в натуральную величину. Одновременно существует и другая особенность масштаба. Масштаб в архитектуре связан с восприятием здания в натуре в существующей застройке. Этот процесс восприятия сопровождается сопоставлением здания с близлежащими зданиями, выявлением взаимосвязи здания с окружающим ландшафтом, восприятием деталировки в пластике фасадов и т.д. Таким образом, понимание масштаба в архитектуре имеет две стороны: определяемую технической и практической необходимостью и определяемую спецификой восприятия здания в натуре. Первое обеспечивается правилами выполнения архитектурных и конструктивных чертежей, второе представляет определенную сложность, поскольку связано с эмоциональной стороной восприятия. Условия современной жизни диктуют архитектору постоянно изменяющиеся требования функционального построения здания и его конструктивного обеспечения. Архитектор преодолевает подчас трудно сопрягающиеся технические и функциональные требования к проекту и стремится достичь композиционной гармонии. Однако в систему критериев добавляется учет восприятия здания зрителем. Восприятие имеет свои особенности, о которых было сказано выше. Оказывается, что два одинаковых здания могут восприниматься совершенно поразному с точки зрения их размеров и общего пластического решения. Крупные здания, рассматриваемые с небольшого расстояния, совершенно не воспринимаются таковыми издалека, светлая гамма может выглядеть темной в определенных условиях осмотра здания, небольшое здание может главенствовать в композиции застройки и т.д. Все эти проблемы связаны с пониманием масштаба в архитектурной композиции. Каким образом учесть все особенности восприятия масштаба в работе архитектора? В восприятии масштаба сооружения обязательна возможность соотнесения габаритов рассматриваемого сооружения с каким-либо знакомым и понятным с точки зрения его размера предметом. Чаще всего это должно быть что-то, связанное с человеком. В этом случае легче всего определяется истинный габарит рассматриваемого сооружения. Неслучайно все меры прошлого были выведены из размеров частей тела человека. На Руси это были вершки, локти, сажени, у англичан — фут, равный стопе ноги человека. В «Модулоре» Ле Корбюзье за основу была принята фигура человека с поднятой рукой или фигура человека, вписанная в круг. Все это говорит о том, что человек — мера вещей. Мы смотрим на объект и соотносим его с человеком, легковым автомобилем, максимально привязанным к человеческой мерке, и т.д. Если такого мерила для сравнения нет, то сложно оценить рассматриваемый объект. Другими словами, восприятие архитектуры значительно облегчается, если объект соразмерен человеку. Такими были греческие храмы, римские арены и форумы, средневековые церкви и здания эпохи Возрождения. Однако еще египтяне знали, что пирамиды, помещенные в без136
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования брежные просторы пустыни, где нет поблизости предметов, соизмеримых с человеком, производили и производят даже на современного человека впечатление гигантских сооружений. Нужно заметить, что эта сторона определения масштаба объекта присутствует исключительно в архитектуре. Нигде в технике необходимости в подобной оценке нет. Вторая особенность восприятия здания или сооружения — его значение в системе застройки. Так, наиболее значимым с позиций идеологии советского времени на Красной площади был мавзолей В.И. Ленина. Как решить эту сложную задачу в окружении высоких башен Кремля, весомых объемов храма Василия Блаженного и Исторического музея, а также протяженного здания ГУМа? Архитектор А.В. Щусев решил эту задачу противопоставлением простого и лаконичного объема мавзолея с горизонтальными членениями фасадов, поддержанными горизонтальным и протяженным членением трибун, высоким и объемным зданиям, которые окружают площадь и обладают богатой и дробной пластикой. Мавзолей стал композиционным центром ансамбля Красной площади, ее неотъемлемой частью, объединяющим началом (рис. В.191). Отсюда можно сделать вывод, что фактические размеры сооружения и его масштаб не имеют прямой зависимости. Третий фактор, влияющий на восприятие формы, — степень дробности внутренних членений. Человек в силу физиологии глаза способен различать довольно мелкие детали. Поэтому если человек видит элементы, которые ему легко оценить с точки зрения их истинных размеров, он может без труда определить масштаб всего сооружения. Однако перенасыщенность деталировкой крупных объектов может изменить их правильное восприятие. Например, на рис. В.187 представлен комплекс в Измайлово. Явная перегруженность пластического решения в сторону компоновки в едином целом разнородных объемов снижает впечатление от зданий в сторону уменьшения их реальных размеров. В итоге необходимо отметить, что детализация должна учитывать особенности восприятия объекта в целом. При этом следует принимать во внимание функциональную предопределенность композиционного решения, в котором масштаб сооружения напрямую зависит от его функционального назначения. Жилой дом в большей степени получает дробное членение фасада оконными проемами, внутренний масштаб которых человек легко воспринимает и оценивает. Отсюда и общая оценка жилого дома целиком будет близка к истинному масштабу здания. В случае общественного здания, где функционально заложены большие помещения, связанные между собой и с помещениями более мелкими, определение масштаба здания затруднительно, не говоря о промышленных зданиях. В этом случае человек отыскивает детали, которые он примеряет на себя: дверные проемы, лестницы, крыльца и т.д. Масштаб таких сооружений, как правило, монументален*. Одновременно с ним может существовать камерный* масштаб: масштаб усадеб периода классицизма, масштаб здания детского сада и т.д. Камерный масштаб ближе человеку, чем монументальный. Если монументальный масштаб поражает (современные высотки, огромные спортивные сооружения, выставочные комплексы), то камерный привлекает, поэтому он свойствен часто небольшим зданиям с ограниченной функцией и интерьерам, где человек непосредственно вступает в диалог с архитектурой. Масштаб и истинные внутренние и внешние габариты неравнозначны. Архитекторы издавна старались подчеркнуть эту разницу. Так, в Парфеноне внутреннее пространство решено так же, как и экстерьер здания, с помощью дори137
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Рис. 75. Храм Аполлона в Бассах, V в. до н.э. Поперечный разрез по целле (реконструкция Коккереля) (Греция) ческого ордера (рис. В.192). При этом греки понимали, что в интерьере внешний ордер был бы велик, не сомасштабен внутренним габаритам помещения, восприятие помещения сильно пострадало бы в сторону его уменьшения. Поэтому они решили связать интерьер и экстерьер общим дорическим ордером, но в интерьере сделали его двухъярусным, уменьшая пропорционально его размеры. В храме Аполлона в Бассах (V в. до н.э.) внешний строгий и монументальный дорический ордер в интерьере заменен на стройный и изящный ионический, что способствовало сохранению единого масштаба восприятия объекта в целом и его интерьера (рис. 75). Важную роль в сомасштабности всех частей здания и целого играют детали, их характер и место в общей композиции. Часто, особенно в наши дни, архитекторы теряют связующую нить между масштабом деталей и целого. Порой трудно определить масштаб крупных сооружений или высотных зданий, если на восприятие этих объектов влияет членение крупными конструктивными элементами или декоративными приемами. На рис. В.193 изображено высотное здание в Испании. Если бы рядом с ним не находились часы и не было бы мелкоячеистой структуры стеклянного фасада, то невозможно было бы достоверно определить масштаб здания. Масштаб в композиции играет едва ли не основную роль. Ему должны быть подчинены все элементы композиционного строя: контраст, нюанс, ритм, акцент и т.д. Если какая-то деталь в общем восприятии здания выбивается из его масштаба, сразу исчезает гармония в решении объекта. Тем не менее, в постмодернизме существует определенная тенденция включения инородных по мас138
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования штабу и стилю деталей для контраста с основным решением (рис. В.194) или чисто эклектичного применения чуждых пластических включений. В приведенном на рисунке фрагменте здания вокзала в Хельсинки видны гипертрофированно увеличенные скульптуры на таких же громоздких колоннах-постаментах. Они мешают правильному восприятию основного арочного объема и определению его масштаба. Сложный гармоничный масштабный строй можно проследить на примере храма Василия Блаженного (1555–1561) (см. рис. В.35). Общий характер архитектуры, ее основной масштаб должны были связать архитектуру Кремля с деревянной застройкой Китай-города. Основное решение включало центральный шатровый объем и восемь приделов. Все объемы, в основном, заканчивались луковичными главами. В композиции храма основная идея автора читается легко с любого расстояния. При этом общий строй необыкновенно выразителен, разнообразен и живописен. Каждый придел решен по-своему: разная высота, декоративное убранство, форма завершения. Четыре крайних придела своим несколько укрупненным объемом поддерживают идею устремленного ввысь шатра, одновременно ограничивая всю композицию. Вторая градация масштабных членений представлена менее крупными деталями: шатровыми завершениями крылец, главок меньших приделов. Третий масштаб связан с декором, размер которого соизмерим с масштабом человека. Весь масштабный строй, состоящий из трех градаций, находится в полном соподчинении частей и целого (последовательного развития от мелкого масштаба к крупному) и образует четкую ритмическую систему. Живописный и многообразный декор храма подчинен общему строю и не нарушает его. Мелкими декоративными деталями усиливается значение и величина главного шатрового объема. В каждой части композиции создан свой масштабный строй, одновременно строго подчиненный главному. Было сказано об особенностях восприятия, которые архитектор должен учитывать в своей деятельности. Масштаб также имеет свои особенности восприятия. Светлая покраска автомобиля, как и здания или интерьера, увеличивает восприятие их размеров. Они кажутся больше. Если одинаковые по площади квадраты разместить на черном или белом фоне, то в первом случае квадрат будет казаться меньше. Горизонтальные членения визуально увеличивают габариты поверхности. Все вертикальное кажется больше, чем того же размера горизонтальное. Особое значение имеет восприятие ярусных объектов или купольных зданий. В обоих случаях необходимо учитывать визуальные сокращения, которые происходят с убывающими вверх ярусами, перекрывающимися каждым ниже лежащим ярусом, или с куполом, который с высоты человеческого роста искажается в сторону уплощения. Это хорошо знали зодчие прошлого, поэтому они постепенно увеличивали высоту каждого последующего яруса или придавали куполу несколько вытянутую вверх форму, одновременно снижая распорные усилия в его нижней трети. Умение учесть особенности восприятия при проектировании здания с помощью средств композиционного решения — одна из наиболее сложных задач для архитектора. Чем более тонко он владеет этими средствами, тем более гармоничным и выразительным получается его произведение. Важный фактор масштаба в архитектуре — соизмеримость с человеком. Эту роль в архитектурном произведении выполняют те элементы, которые непосредственно связаны с физиологией и функциональной деятельностью человека. Это могут быть входы, двери, лестничные марши и их ограждения, санитарные узлы, 139
Основы архитектурно-конструктивного проектирования мебель и оборудование. Габариты таких элементов достаточно жестко определяются антропометрическими размерами человека, и поэтому наши представления о них постоянны. На основе этих представлений можно оценивать любые объекты, камерные и монументальные. Одновременно с соразмерностью человеку, восприятие масштаба меняется в зависимости от эстетических предпочтений эпохи. В каждом стилистическом направлении отрабатываются собственные соразмерности частей и целого, характерные особенности декора. Ордерные системы, на которых основана архитектура древней Греции, отличаются особенной стройностью и монументальностью, независимо от истинных размеров сооружения. Грекам удалось выработать наиболее гармоничные соразмерности в архитектуре, которые пережили века. Однако при механическом использовании ордеров в других условиях их гармония теряется. В Риме все элементы и их соразмерности как в частности, так и в целом, были подчинены созданию величественного образа сооружения, прославляющего мощь империи (см. рис. В.9, В.195). Поэтому, кроме больших размеров зданий, архитекторы подчиняли весь композиционный строй этой идее. Детали ордеров, выполнявшие порой чисто декоративную функцию, способствовали созданию такого впечатления от сооружения. Так, применение разных ордеров в Колизее: от дорического в первом ярусе, к ионическому — во втором, и, наконец к коринфскому, как наиболее легкому, — в третьем (последний ярус с пилястрами был надстроен позже) — придавало ему ощущение большой высоты, монументальности и грандиозности. В огромных и очень высоких готических соборах соразмерность человеку присутствовала в виде элементов тонких гуртов, расчленяющих мощные столбы в их основании, членении витражей и размерах камней, из которых складывались конструкции соборов. Сегодня чувство соразмерности человеку часто теряется за глобальностью сооружений. Однако все тот же принцип соответствия человеческому измерению в элементах, приближенных к человеку, вынужденно заставляет архитекторов включать их в композиционное решение здания. Помимо соразмерности человеку, в зависимости от среды, где строится здание, его сомасштабность этой среде должна присутствовать непременно. Нельзя разрушать ландшафт или камерную застройку за счет крупного сооружения, не соответствующего масштабу такой среды: часто при обзоре природного ландшафта из окна машины неподходящее многоэтажное здание выглядывает из-за прекрасного лесного массива. Итак, масштаб прямо связан с функциональным назначением и организацией здания, его конструктивной системой; определяется соотношением частей и целого; зависит от среды, в которую здание помещено; мера масштаба — человек. Для определения масштаба важна степень деталировки внутренних членений. Масштаб и истинные габариты неравнозначны. Масштаб имеет свои особенности восприятия. 2.2.9. Свет, цвет, фактура в архитектурной композиции Теория света, о которой говорил уже М.В. Ломоносов в своей работе «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющую», и открытие Ньютоном солнечного спектра позволяют сегодня определить многие параметры свето- и цветоощущений человека. По светлоте человек может различить до шестисот оттенков. Поэтому говорят, что этот белый цвет не очень белый, и выбирают специальные красители, которые дают ощущение очень белого 140
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования цвета. То же происходит и с черным цветом. Эти ощущения очень хорошо знают женщины по выстиранному белому белью или при выборе одежды. Человек легко различает тон по его светлоте. Цвета можно представить в виде цветовой шкалы, называемой спектром. Человеческий глаз различает до 180 оттенков спектральных цветов. Эти особенности человеческих возможностей необходимо использовать в архитектурной практике. С помощью объединения цветов можно получать новые цветовые оттенки. Архитектор должен знать, какие цвета нужно объединить, чтобы получить искомый. Так, при добавлении к желтым цветам синих можно получить спектр зеленых оттенков, к красным цветам синих — фиолетовые. Более глубоко этими знаниями овладевают в художественной практике. Однако архитектор также должен иметь в виду, что расположение цветов, даже находящихся по соседству, оказывает определенное влияние на восприятие цветовой гаммы объекта. Освещенность поверхности может менять восприятие ее цвета. Цвет поверхности меняется при прямом солнечном освещении и при его отсутствии. Часто цвет не просто приобретает теневой характер, но может создать ощущение грязной поверхности. Необходимо разделять спектральный круг на теплые и холодные тона. Теплые тона создают ощущение уюта, хотя одновременно сокращают объем помещения. Холодные светлые тона придают помещению больше света и простора. Цвет потолка, как поверхности, находящейся в полутени, — предмет пристального внимания архитектора. Если помещение излишне высокое, а его необходимо визуально понизить, можно покрасить потолок в теплые и не очень светлые тона и наоборот. Таким образом, с помощью света и цвета архитектор получает активный инструмент в создании композиционного решения. Монохромная* и монотонная* по цвету застройка придает всему градостроительному решению унылый и скучный вид. Такими были многочисленные кварталы панельных пятиэтажек. Введение ярких тонов в окраску фасадов меняет окружающую человека архитектуру, добавляет хорошего настроения, благотворно влияет на его психику. Даже маловыразительная по пластике архитектура обретает вполне привлекательный вид. При этом необходимо вносить цвет с большой осторожностью, не разрушая целостного восприятия объекта, что удается далеко не всегда. Гармоничное решение в этом случае страдает, объект теряет свои достоинства. Цветом можно выделить или наоборот визуально увести на второй план части композиции, ее отдельные детали. Свет влияет на прочтение формы. В результате естественного освещения на объекте, если он криволинейный, формируются падающие или корпусные тени. Это явление создает более ясное представление об объекте, выявляет его пластические характеристики. Поэтому при выполнении ортогональных чертежей фасадов архитектор пользуется системой построения теней от неподвижного источника света, которые даже при плоскостном изображении позволяют выявить характер формы и деталей фасада, что придает ортогональному чертежу пространственное звучание. Сегодня в этой работе помогает компьютер, что облегчает и ускоряет проектный процесс. При построении 3D-моделей, т.е. пространственного изображения объекта или перспектив, выполненных вручную, архитекторы также используют направленный источник света. Это приближает восприятие чертежа к реальным условиям действительности. Компьютер позволяет перемещать источник света, уподобляя его солнцу. В этом случае можно построить инсоляционные карты и откорректировать проект, исходя из требований инсоляции*. 141
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Однако очень яркий свет может «сломать» форму. Чрезмерно контрастные тени искажают действительную пластику объекта и наоборот. Отсутствие света, например, в очень пасмурный день, делает архитектурное решение безликим. Полутона и рефлексы обогащают восприятие формы, облегчают ее восприятие. Это хорошо знали архитекторы прошлого. Древние греки часто использовали белый камень, а профилировку* колонн и деталей делали с расчетом выявления ее тенями и полутенями от падающего солнечного света, что давало возможность подчеркнуть элегантность построек с одной стороны и проявить все богатство декоративных деталей, которыми они были украшены. Сложно профилированные карнизы, каннелированные* стволы колонн, капители* и блестяще выполненные барельефы были легко читаемыми и придавали дополнительную пластическую выразительность всему зданию. В настоящее время архитекторы также пользуются этими вспомогательными свойствами света. В Музее Гуггенхайма в Нью-Йорке Ф.Л. Райт «прорезал» стену горизонтальными щелями, которые, особенно при ярком освещении, создают четкое членение по горизонтали убывающего книзу конусовидного здания и помогают прочитать внутреннее содержание объекта с его винтообразно спускающимся экспозиционным пандусом (см. рис. 46). Сложная форма Музея Гуггенхайма Ф. Гери в Бильбао (Испания) подчеркивается мягкими корпусными тенями криволинейных поверхностей, не разрушающих общей композиционной концепции мастера (см. рис. В.100). Отражающие свойства поверхностей еще более смягчают резкость теней, не позволяя «ломать» форму. В студенческом общежитии в Париже архитекторы использовали оба фактора воздействия на композиционное решение (рис. В.196). С одной стороны, студенческое общежитие, в основе которого лежат повторяющиеся одинаковые планировочные ячейки студенческих комнат, влечет за собой достаточно единообразное членение фасада окнами комнат и маленьких кухонь в каждой комнате, с другой, — необходимость уйти от единообразия заставила архитекторов найти некий «разрушающий» монотонность прием. Авторы прорезали по диагонали глубокими лоджиями фасад здания и добавили в них яркой растительности. Тени, которые образуются в лоджиях, и живописные цветущие растения придают монотонному и монохромному фасаду неординарность. Важный фактор и дополнительный инструмент архитектора в композиции — фактура поверхности. Фактура — строение поверхности, которое может изменяться от абсолютно гладкой до очень рельефной. Достигается это разными способами. В одном случае материалы могут обладать естественной фактурой, в другом — фактура может придаваться искусственным путем с помощью физико-химических воздействий на материалы, температуры и механической обработки. Применение различных по фактуре материалов позволяет архитектору дополнительно выявить некоторые характеристики своего замысла. Например, в палаццо эпохи Возрождения в нижнем ярусе фасадных стен применялся грубо обработанный камень с глубокими швами в кладке. Такое решение приобретало особое звучание, добавляло устойчивость и дополнительную тектоническую выразительность зданию (см. рис. В.104). Конкурируя с более гладкой тесаной кладкой верхних ярусов, нижний цокольный ярус становился более весомым. Этим приемом до сих пор пользуются архитекторы, облицовывая или выкладывая цоколи грубо отесанным естественным камнем. На рис. В.197 приведены примеры коттеджей, в которых авторы применили тот же прием, что и в палаццо эпохи Возрождения. Цоколь отделан грубой каменной кладкой в противовес 142
Раздел 2. Основы архитектурного проектирования гладкой стене или стене из кирпича. Этот прием использован по двум соображениям. Во-первых, необходимо отметить цоколь, как базовую часть здания, во-вторых, такая отделка или просто материал цокольной части стены защищает ее от влаги. Такими же богатыми возможностями обладает бетонная поверхность. Поскольку бетон — материал, создаваемый путем смешивания ингредиентов, один из которых — заполнитель в виде щебня или других каменных материалов, то в определенный момент с помощью промывки верхнего слоя можно обнажить этот камень. При изготовлении поверхности панели можно придать самую разнообразную фактуру и облицевать различными материалами. Особыми качествами обладает дерево. Его породы создают разные по цвету и текстуре строительные и отделочные материалы. Возможность смешения в одной композиции деревянных и каменных фактур обогащает архитектурно-композиционное решение. Деревянные панели для отделки некоторых поверхностей в контрасте с гладкими бетонными или оштукатуренными поверхностями и разнообразным оконным остеклением создают впечатление яркого по композиции сооружения (рис. В.198, а). В арт-музее в Вашингтоне архитектор С. Холл применил в качестве наружных стен специально обработанный и окрашенный под деревянную поверхность бетон в комплексе с металлическими панелями, получив контрастное по цвету и фактуре решение, которое поддерживает пластику сложного объема и одновременно придает камерность зданию, расположенному в тесной застройке квартала (рис. В.198, б). Фактура и цвет могут придавать композиционному решению целостность либо, в случае неудачи, раздробленность всего решения. Жилой комплекс «Stella Maris» в Санкт-Петербурге решен в спокойной гамме цветов при достаточно разнообразной и яркой пластике фасадов с применением самых разных материалов (стекло, облицовочные панели, оштукатуренные элементы, металл) (рис. В.199). Сдержанные цвета объединяют несколько беспокойную композицию и придают ей целостность. Этого нельзя сказать о комплексе «Гулливер» в г. Мытищи (рис. В.200). Стараясь победить монотонность остекления фасада жилого дома, архитекторы, прежде всего, применяя цвет, разорвали целостность композиции при однородности материала стены. Таким образом, свет, цвет и фактура — мощные инструменты в руках архитектора для достижения композиционной выразительности своего замысла. 2.2.10. Архитектурная композиция как прикладная наука и ее практическое применение в проектировании Рассмотрев все особенности формирования композиционного решения в архитектурном проектировании, необходимо отметить, что архитектурная композиция — только база, на которой развивается творческая деятельность архитектора. Композиционные приемы помогают формировать художественный образ здания или его интерьера. Основы композиции — всего лишь инструмент во всем многообразии творческой деятельности архитектора. Итак, в процессе проектирования необходимы широкий спектр знаний, опыт проектной деятельности и ведения строительных работ по воплощению собственного замысла в реальный объект. Необходимо изучать мировой опыт архитектурных решений. При приобретении опыта в различных сферах профессиональной деятельности вступающий в профессию специалист должен анализировать чужой и собственный опыт со многих позиций, одна из которых — основы 143
Основы архитектурно-конструктивного проектирования композиционных решений. В данном разделе представлены не только примеры из истории архитектуры, но и архитектурные достижения наших современников. Тем самым приемы архитектурной композиции можно проследить и проанализировать на современных архитектурных объектах. Это важный фактор для получения базовых знаний в этой области, так как каждая эпоха имеет свои эстетические предпочтения, но современная архитектура шагнула далеко вперед на основе технических возможностей, что определило совершенно новые художественные подходы к формированию облика зданий. Сегодня, не имея опыта, довольно трудно выделить те основополагающие композиционные приемы, которые были разработаны на всем протяжении развития архитектуры, от ее становления до настоящего времени. В архитектурной практике основы архитектурной композиции для архитектора — базовое начало при создании архитектурного облика здания. Эти знания раскрепощают его деятельность, помогают находить верные решения, избегать ошибок. Если архитектору удается овладеть навыками композиционного формирования замысла, эти навыки переходят в его руках и мышлении на подсознательный уровень, что позволяет мыслить не только креативно, создавая новое в архитектуре, но и корректировать свое решение, применяя основы композиции как проверенный инструмент в профессиональной работе.
Р а з дел 3 Основы конструктивного проектирования. Части зданий 3.1. Основы конструкций зданий 3.1.1. Части зданий юбой архитектурный замысел, который предполагается реализовать, воплощается в конструкциях. История развития архитектуры показала, что инженерное решение часто напрямую воздействует на архитектурно-композиционное решение. Так, греческая архитектура основывалась на стоечно-балочной системе, которая нашла свое отражение в ордерах. Римляне, используя бетон, ввели в архитектуру сводчатые конструкции, на основе которых возвели огромные по тем временам сооружения с пролетами свыше 40 м (например, Пантеон в Риме, значительно разрушенные термы Каракаллы или восстановленные термы Диоклетиана). Огромные акведуки, протянувшиеся через всю территорию Италии, устроенные на базе арочных конструкций, до настоящего времени служат для доставки в города воды и создают причудливый образ многоярусных аркад. Воспринимающие распор аркбутаны и контрфорсы готических соборов создали новый архитектурный образ, характерный только для этого времени. Эпоха Возрождения оставила потомкам каменные купола с пролетами более 40 м — совершенно новые конструкции на то время. Если купол Пантеона — массивная цельная каменная оболочка, то купола в эпоху Возрождения — тонкостенные двухскорлупные ребристые конструкции. Современные архитекторы также пользуются формообразующими возможностями конструкций. Так, известный инженер-архитектор П.Л. Нерви полагался в вопросах формообразования исключительно на применяемые им конструкции. Сегодня зодчие особенно часто используют формообразующие свойства конструкции при создании большепролетных общественных зданий (см. рис. В.71, В.73, В.88, В.100, В.103, В.115, В.139, В.140, В.161, В.164, В.189). Конструкции выполняют разные функции в здании, но главная из них — обеспечение прочности всего сооружения. Еще Витрувий говорил о задачах архитектуры — польза, прочность, красота. Прочность обеспечивают несущие конструкции (или силовые). К ним предъявляются требования прочности, долговечности, огнестойкости, экологичности. Обычно этим требованиям отвечают такие конструкционные мате145
Основы архитектурно-конструктивного проектирования риалы, как естественные и искусственные камни (бетон, кирпич), металл, дерево и некоторые виды пластмасс. Одновременно с прочностью необходимо обеспечить комфорт пребывания человека в здании: поддержание теплового и вентиляционного режимов, звукового и светового комфорта. Эту роль выполняют ограждающие конструкции (или ограждения). Ограждающие конструкции могут также быть декоративными. В этом случае Рис. 76. Основные конструктивные элементы к ним предъявляются требования по двухэтажного здания: 1 — фундамент; 2 — наружная стена; 3 — внутренняя стена; 4 — между- долговечности. В современной практиэтажное перекрытие; 5 — перегородка; 6 — кры- ке ограждающие конструкции часто наша; 7 — чердачное перекрытие; 8 — лестница; зывают архитектурными именно в силу 9 — полы 1-го этажа по грунту; их двойной функции. Декоративные 10 — насыпной грунт возможности отделочных материалов позволяют архитектору решать композиционные задачи при формировании пластики фасадов или интерьеров, применяя цвет, фактуру и другие свойства материалов. Из чего состоит здание и какие конструктивные элементы составляют его структуру? На рис. 76 представлен разрез двухэтажного дома, на примере которого можно рассмотреть все элементы здания. Практически все элементы сохраняются в любом здании независимо от его назначения или места строительства. Как видно из рисунка, здание опирается стенами на фундаменты. На стены опираются междуэтажное и чердачное перекрытия, разделяющие пространство дома по вертикали. Здание завершается стропильной* крышей. Этажи соединены лестницей. Пространства этажей делятся перегородками. Это самое общее описание здания, исходя из которого можно разобраться в назначении его составляющих конструкций. Несущие конструкции здания воспринимают нагрузку от собственного веса и находящихся в здании людей и оборудования, а также от внешних воздействий: ветра, снега, землетрясений (сейсмических воздействий). К несущим конструкциям относятся перекрытия, воспринимающие вес людей и оборудования и передающие его вместе с собственным весом на стены или столбы, которые добавляют собственный вес и, в свою очередь, передают нагрузку на несущие их фундаменты, а те с собственным весом — на грунт основания. Снеговую нагрузку воспринимают крыши. Все несущие конструкции в совокупности образуют остов здания. Связанный в единое целое остов здания воспринимает ветровые и сейсмические воздействия. Ограждающие конструкции отделяют внутренний объем здания от наружного пространства и разделяют его на отдельные помещения. К наружным ограждениям относятся крыша и наружные стены. Они защищают помещения от низких температур зимой и перегрева прямыми солнечными лучами летом, защищают от дождя и снега. Через окна в стенах и крышах в помещения поступает естественный свет. Наружные ограждения могут защищать помещения от наружного шума. К внутренним ограждающим конструкциям относятся междуэтажные перекрытия, перегородки и внутренние стены. Их назначение — разделять объем здания на отдельные помещения в соответствии с функциональными процессами, для осуществления которых оно строится. Внутренние ограждения должны обеспечивать звукоизоляцию между помещениями. При необходимости обеспечения визуальной связи между помещениями внутренние ограждения могут быть прозрачными. 146
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования На практике многие конструкции, такие как перекрытия, стены и крыши, сочетают в себе несущие и ограждающие функции. Рассмотрим подробнее отдельные виды конструкций. Фундаменты. Наиболее распространенная конструкция фундамента под стены состоит из лежащей на грунте толстой ленточной плиты (подушки) и опирающейся на нее фундаментной стены (рис. 77). Под столбы устраиваются отдельные фундаментные плиты. Нижняя поверхность подушки называется подошвой, верхняя горизонтальная поверхность фундаментной стены — обрезом фундамента. Обычно обрез находится на 15 см выше поверхности грунта, в котором находится фундамент. Если дом стоит на наклонной поверхности, обрезы устраиваются уступами. Причем, их минимальное возвышение над поверхностью земли всегда остается равным 15 см. Толщина и ширина фундаментной плиты зависят от нагрузки, передаваемой на нее от дома, и прочности грунта основания и определяются специальным расчетом. При прочных основаниях, например скальных, плиту можно не устраивать и фундаментную стену опирать непосредственно на грунт. При слабых грунтах и больших нагрузках (большом количестве этажей) размеры подушки увеличивают, иногда доводя их до размеров единой сплошной плиты под всем домом. В случаях экономии материала фундаментные плиты заменяются свайными или другими видами фундаментов, которые будут изучаться в дальнейшем. Часть стены между обрезом фундамента и уровнем пола первого этажа называется цоколем. В архитектурном решении эта часть визуально играет роль базы здания. Ее обычно выделяют с помощью отделки материалами, более темными и грубыми, чем стены, или окрашивают в более темные и интенсивные цвета (см. рис. В.197). В современных решениях архитекторы иногда игнорируют цокольную часть стены, опуская плоскость основной стены непосредственно на мощеную площадку перед входом или на террасу. В этом случае приподнятая часть такой входной площадки играет роль стилобата. На рис. В.198 авторы Арт-музея в Вашингтоне использовали в качестве стилобатно-цокольной части всего две ступени, на которые приподнято здание. Стены поднимаются непосредственно с уровня этой площадки. В нашем климате цокольной части стены уделяется особое внимание в связи с необходимостью защищать стену от атмосферных воздействий, особенно дождя и снега. Стены, столбы. Стены по силовому назначению подразделяются на несущие, самонесущие и навесные, или перегородки. На несущие стены опираются перекрытия, они имеют свои фундаменты. Расстояние (пролет) между несущими стенами определяется длиной несущих элементов междуэтажных перекрытий. Рис. 77. Пример фундамента со стеСамонесущие стены передают на фунданой подвала: 1 — основание (грунт); мент только собственный вес. Обычно они 2 — фундаментные блоки-подушки; ставятся перпендикулярно к несущим сте- 3 — пол подвала; 4 — гидроизоляция; нам, обеспечивая их устойчивость. Несущие 5 — фундаментные блоки стен подвала; 6 — гидроизоляция; 7 — перекрытие и самонесущие стены в совокупности с перенад подвалом; 8 — стены надземной крытиями образуют жесткую и устойчивую части здания 147
Основы архитектурно-конструктивного проектирования коробку здания, способную противостоять горизонтальным ветровым и сейсмическим воздействиям. На чертежах несущие и самонесущие стены отмечаются координатными (разбивочными осями) (рис. 78). Эти стены по всем этажам здания ставятся строго по вертикали (по оси), передавая нагрузку точно на середины фундаментов. Когда возникает необходимость расширить пространство этажей или появляется возможность сократить расход дорогостоящих конструкционных материалов, вместо сплошных несущих стен устраиваются столбы или колонны. Тогда здание становится каркасным. При этом некоторая часть стен должна сохраниться для обеспечения жесткости и устойчивости здания. Рис. 78. Пример привязки несущих стен Перегородки и навесные стены (в осздания в плане к координатным новном наружные) не включаются в общую (разбивочным) осям силовую работу здания, а в соответствии с замыслом архитектора ставятся на этажах произвольно, т.е. они могут не совпадать с координатными осями и друг с другом по вертикали, находясь на разных этажах. Перегородки самостоятельно стоять не могут и поэтому прикрепляются к стенам, столбам и перекрытиям. При реконструкции здания или частичной перепланировке этажей перегородки легко снимаются и устанавливаются на новых местах. Наружные стены служат для тепловой защиты здания, обеспечивая создание температурного комфорта в помещениях. Кроме того, стены, визуально занимая самую большую площадь фасада, выполняют доминирующую функцию в архитектурном облике здания. Архитекторы значительную часть времени проектирования отдают именно созданию облика фасада, используя весь арсенал композиционных и декоративных средств. Степень теплозащиты зависит от свойств материалов и толщины стен. До конца ХХ в. теплозащита помещений в средних областях России обеспечивалась пористыми или пустотелыми каменными стенами (легкий бетон, кирпич, известняк и т.п.) толщиной 30–60 см и деревянными стенами толщиной 15–20 см. При этом требовалось большое количество энергии для отопления зданий. В настоящее время в связи с большим дефицитом и резким удорожанием энергоресурсов в мире во многих странах, в том числе и в России, значительно повысились требования к теплозащите наружных ограждений. Теперь для соблюдения норм по теплоизоляции толщина однослойных стен должна возрасти в 3–4 раза. Это приведет к многократному удорожанию стен и всего здания в целом. Поэтому в странах с умеренным климатом повсеместно стали применяться только многослойные наружные стены с применением высокоэффективных теплоизоляционных материалов. Эти материалы изготовляются из тонкого волокна, например, минеральной (базальтовой или стеклянной) ваты, или вспененных пластмасс, например, пенополистирола (ППС). Такие материалы обладают весьма малой прочностью. Для их защиты от разрушения с обеих сторон стены применяются прочные и долговечные конструкционные материалы в разных сочетаниях: кирпич, бетон, металл, дерево. Толщина стен с применением указанных материалов теперь не превышает толщины традиционных 148
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования стен, а иногда становится значительно меньше, что приводит к получению дополнительной полезной площади здания при неизменной площади застройки. Все дома постройки прошлых лет в соответствии с действующими нормами нуждаются в дополнительной тепловой защите. В настоящее время в нашей стране планомерно проводится работа по повышению теплозащиты зданий старой постройки. Как отмечалось выше, внутренними стенами организуется пространство этажей. Наряду с потолками и полами стены — основа для создания интерьеров помещений. Они выполняют важную ограждающую функцию — изоляцию звука между смежными помещениями. Звукоизолирующие стены должны быть плотными, без пор, щелей, отверстий и проемов. Степень звукоизоляции однослойных стен в основном зависит от их массивности и увеличивается с ростом массы, приходящейся на один квадратный метр стены. Так, вес одного квадратного метра межквартирной стены, соответствующей современным нормам по звукоизоляции, должен быть около 400 кг. Это соответствует толщине бетонного слоя 16–20 см. Ту же степень звукоизоляции при той же толщине можно создать из нескольких слоев гипсокартонных листов (ГКЛ) на металлическом каркасе с заполнением минеральной ватой воздушного промежутка между ними. В этом случае вес стены может быть уменьшен до пяти раз. При этом нужно учитывать, что бетонная стена может быть несущей, а гипсокартонная — только перегородкой. Двери и окна, обладающие меньшей поверхностной массой, чем включающие их стены, сильно снижают общую звукоизоляцию ограждения. Поэтому при разработке планировочного решения дома необходимо иметь в виду, что только глухие стены должны иметь высокую степень звукоизоляции. Стены с дверями можно делать с невысокой степенью изоляции. Если существует необходимость в высокой степени звукоизоляции, следует применять две двери, разделенные тамбуром. Перекрытия. Междуэтажные перекрытия так же, как и стены, имеют двойное назначение. Одновременно они выполняют несущую функцию, воспринимая нагрузку от находящихся на них людей, оборудования и собственного веса, и ограждающую, разделяя объем здания по этажам. Кроме того, ограждающая функция перекрытий заключается в изоляции звука между этажами и теплоизоляции, если они отделяют помещения от холодных чердаков, подвалов или подполий. Междуэтажные перекрытия всегда состоят из несущей части и пола. Несущая часть состоит из плит и балок, опирающихся на стены, ригелей, опирающихся на колонны в каркасных зданиях, или только плит (панелей), опирающихся на стены или ригели (рис. 79). Полы в помещениях состоят из нескольких слоев: лицевой, стяжки, звукоизоляции. Лицевой слой в зависимости от назначения помещения может выпол- Рис. 79. Схема каркасного здания с опиранием няться из разных материалов, напри- плит перекрытия на ригели и ригелей на колонны каркаса: 1 — стойки каркаса; 2 — ригели; мер, в жилых помещениях — досок, 3 — панели перекрытия; 4 — самонесущие стены паркета, в спальных комнатах — ковро149
Основы архитектурно-конструктивного проектирования лина, в коридорах, кухнях и санузлах — керамической плитки или линолеума. К этим материалам предъявляются требования прочности, износостойкости, возможности мытья и удаления пыли, эстетичности внешней поверхности. При повышенных эстетических требованиях полы могут быть выполнены с орнаментом из паркета, естественного или искусственного камня, керамической плитки (рис. В.201). Стяжка — прочное и жесткое основание под лицевым слоем. Она может быть выполнена из цементно-песчаного раствора, дощатого настила на лагах*, гипсокартонных или фанерных листов. Звукоизоляция выполняется из листовых мягких волокнистых или пористых материалов или засыпок. Эти материалы позволяют изолировать ударный шум, создаваемый шагами человека. Если перекрытие устраивается над неотапливаемым подвалом, подпольем или под холодным чердаком, вместо звукоизоляционного слоя в нем устраивается слой теплоизоляции. В чердачных помещениях лицевые слои не устраиваются и ограничиваются только стяжкой, защищающей утеплитель от разрушения и выветривания тепла. Крыши. Для защиты от атмосферных воздействий (дождь, снег, ветер) над зданием устраивается крыша. Крыши бывают скатные (с наклонными плоскостями) и плоские. Скатные крыши своим объемом и формой, цветом и фактурой кровельного слоя играют существенную роль в общей композиции дома (рис. В.202). Скатные крыши чаще применяются в малоэтажном строительстве и на специальных зданиях. Плоские крыши используют в многоэтажных жилых домах, общественных и промышленных зданиях. Основная проблема крыши — сброс дождевой влаги и накапливающегося снега. На скатных крышах устраиваются внешние организованные водостоки (рис. В.203), на плоских — внутренние. Снег со скатных крыш удаляется самосбросом. Для безопасности сползания и обрушения снега на скатной крыше применяют снегозадерживающие устройства (рис. В.204). На плоских крышах снег стаивает, и образующаяся вода отводится внутренними водостоками. Крыши бывают чердачными и бесчердачными. Чердак — помещение над верхним этажом дома — обычно не эксплуатируемое, расположенное непосредственно под кровлей. Кровлю держит обрешетка, состоящая из брусков или досок, прибиваемых к стропилам (стропильным ногам) — наклонным брусьям, образующим уклон крыши. Холодные чердаки должны хорошо проветриваться через слуховые окна*. Это необходимо для удаления тепла и парообразной влаги, поступающей в чердак из расположенных под ним помещений. Влага, образующаяся в помещениях в результате жизнедеятельности людей, проникает через неплотности чердачного перекрытия и в зимнее время конденсируется, замерзает и преобразуется в иней на внутренней поверхности кровли. При хорошем проветривании эта замерзшая влага испаряется сухой возгонкой и выветривается. При плохом проветривании весной она, растаяв, протекает в помещения верхних этажей. Накопившийся на кровле снег — мощная теплоизоляция для чердака, иногда более мощная, чем теплоизоляция чердачного перекрытия. Поэтому при плохом проветривании в чердачном пространстве возникает положительная температура, приводящая к подогреву через кровельный слой снега. Снег подтаивает снизу и лавиной срывается с кровли, если ее уклон составляет примерно более 20° (рис. В.205). При меньших уклонах стекающая под снегом талая вода вновь замерзает на холодных карнизах (т.е. за пределами теплого чердака). Происходит накопление льда и образование сосулек (рис. В.206). Ледяной барьер на карнизе поднимает уровень стекающей воды выше стыков (фальцев) кровельных листов. В результате вода протекает в по150
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования мещения верхних этажей зданий. При повышении температуры наружного воздуха до положительных значений вся снежно-ледяная масса обычно срывается с крыши, угрожая здоровью и жизни людей, оказавшихся под карнизами крыш. Поскольку среднеуклонные крыши были самыми массовыми во всех городах в ХIХ и ХХ вв., проблема весенних протечек и сосулек весьма остра и в наши дни. Особенно ярко это видно на примере Санкт-Петербурга, где из года в год борются с этим явлением. Таким образом, организация хорошего проветривания чердаков — необходимое условие нормальной эксплуатации здания. Кроме того, проветриваемые чердаки спасают верхние этажи от перегрева прямыми солнечными лучами (инсоляции) летом. Бесчердачные крыши устраиваются непосредственно по верхним перекрытиям помещений последних этажей. В них кровельные слои выполняются по стяжкам или обрешеткам, лежащим непосредственно на теплоизоляционном слое. Для защиты от парообразной влаги, проникающей в крышу из находящихся под ней помещений, под теплоизоляционный слой укладывается слой пароизоляции. Для защиты помещений верхних этажей от инсоляционного нагрева летом даже при умеренном климате теплоизоляционный слой увеличивают по толщине в 1,5–2 раза по сравнению с тем, что необходимо для тепловой защиты зимой. Бесчердачные крыши часто делают безуклонными (плоскими). Для обеспечения их водонепроницаемости кровельные слои выполняются из склеиваемых или наплавляемых рулонных или мастичных материалов на битумной основе или полимерных мембран. Плоские крыши удобно использовать под летние террасы (эксплуатируемые крыши) (рис. В.207). Для этого их мостят тротуарной плиткой по слою мелкого гравия, уложенного на гидроизоляционный ковер, или по слою грунта устраивают травяные газоны (рис. В.208). Конструкции таких крыш, а также организация с них водостоков, будут изучаться в дальнейших курсах. Окна. Для обеспечения помещений естественным дневным светом в наружных стенах и покрытиях устраиваются окна. Окна с открывающимися створками и форточками служат также для проветривания (естественной вентиляции) помещений. Прямые солнечные лучи (инсоляция), попадающие в помещение, предотвращают скапливание болезнетворных микробов. Известно изречение: «Туда, где нет солнца, приходит врач». Психическое здоровье человека требует постоянной связи с природным окружающим миром. На рис. В.209 представлен интерьер частного дома, наполненный светом. Окружающий ландшафт не просто виден через окна, а входит внутрь этого дома, создавая полное единение с природой. Окна благодаря способности отражать небо и окружающий пейзаж, пропускать свет из помещений в ночное время — важный композиционный элемент дома (рис. В.210). Любая конструкция окон состоит из листов стекла, заключенных в рамы, которые, в свою очередь, закрепляются в оконные коробки, заделанные в стены. Для теплоизоляции помещений окна в зависимости от зимних температур в районе строительства делают из двух-, трехслойного стекла с воздушными промежутками между слоями. В традиционных конструкциях окон каждый лист стекла имеет свою раму, обычно деревянную, реже металлическую. Это нужно потому, что существует необходимость регулярно чистить поверхности стекол от пыли, проникающей через неплотные притворы рам и щели между рамами и стеклами. В то время долговечных и надежных герметизирующих материалов не существовало. Поэтому для защиты от потерь тепла зимой оконные притворы обычно заклеивались бумажными полосами. 151
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Будучи ограждающей конструкцией, окно по своим теплотехническим свойствам значительно уступает стенам. Через 1 м2 оконного проема тепла уходит из дома в 5–10 раз больше, чем через 1 м2 стены. Поэтому при применении окон в общем архитектурном решении здания, строящегося в регионах России, нельзя забывать, что окна — причина теплопотерь, т.е. повышенных энергетических затрат на отопление дома в длительный отопительный период. На большей территории России отопительный период длится около восьми месяцев, что определяет существенное повышение стоимости эксплуатации здания, а соответственно и платы за коммунальные услуги населением и производителями. В конце ХХ в. были изобретены доступные для массового применения материалы и технологии герметизации межстекольного пространства окон. Теперь стекла герметично соединяются в один стеклопакет, вставляемый в одну оконную раму, которая выполняется из разных материалов (дерева, металла, пластмасс). Хотя теплоизоляционная способность таких окон удвоилась, но все равно продолжает уступать теплоизоляции глухих участков стен до 5 раз. Лестницы, лифты. Для связи этажей здания по вертикали устраиваются лестницы; для механизированной связи — электрические или гидравлические (при малой этажности) пассажирские и грузовые лифты и подъемники. До конца ХХ в. в массовом жилищном строительстве лифты устраивались при высоте зданий больше 4–5 этажей. В настоящее время, в связи с действующим законодательством по обеспечению мобильности людей с ограниченными физическими возможностями, устройство лифтов этажностью зданий практически не ограничивается. В жилых многоэтажных зданиях лестничная клетка включает непосредственно лестницу и сблокированную с ней шахту лифтов (рис. 80). В общественных зданиях лестницы и лифты могут быть разобщены. К лестницам всегда предъявляются повышенные требования надежности и пожарной безопасности, так как они последние элементы на путях экстренной эвакуации людей при пожарах, землетрясениях и других чрезвычайных обстоятельствах. Поэтому стены лестничных клеток имеют самую высокую степень огнестойкости из всех конструктивных элементов здания. В лестничных клетках, подобно дымовым трубам, наблюдается постоянное движение воздуха снизу вверх. Это происходит потому, что нагретый в помещениях воздух (за счет отопления и бытовых поступлений тепла) приобретает меньший объемный вес и вытесняется вверх более холодным и, следовательно, более тяжелым воздухом с улицы, проникающим через окна и двери (а также через щели и неплотные притворы) нижних этажей. Поднявшийся по лестничной клетке теплый воздух через окна и щели верхних этажей выходит наружу. Так происходит естественная вентиляция в доме; Рис. 80. План секции 16-этажного жилого дома серии 2-68 с лестнично- запахи из нижних этажей попадают в верхние, а в случае пожара происходит задымление дома. лифтовым блоком 152
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования Рис. 81. План высотной 23-этажной части жилого комплекса «Гулливер» (Мытищи, Московская обл.) Статистика пожаров показывает, что меньшая часть людей гибнет непосредственно от огня: большая часть погибает от удушья в дыму и в панике. Поэтому при проектировании путей эвакуации необходимо предусматривать меры по предотвращению их задымления. Так, устраиваются незадымляемые лестницы, где проход с лестницы на лестницу в уровне одного этажа устраивается через лоджию, иначе говоря, через открытое уличное пространство (рис. 81). Это делается для того, чтобы человек в горящем доме как можно быстрее мог выйти из задымленного пространства на улицу на любом этаже. Весь спектр обеспечения противопожарных мер и безопасной эвакуации будет изучаться в специальных разделах, посвященных объемно-планировочным и конструктивным решениям зданий. Лестницы в жилых домах делаются обычно двухмаршевыми, т.е. позволяющими подняться с этажа на этаж последовательно по двум маршам, соединенными междуэтажной лестничной площадкой. В малоэтажных домах и общественных зданиях лестницы могут быть Г-образными, П-образными, винтовыми и т.п. (рис. 82, 83, В.211). Лестницы могут выполняться в железобетоне, металле, дереве (в частных малоэтажных домах). В индивидуальном или общественном здании главная парадная лестница — всегда яркий композиционный элемент интерьера. Поэтому таким лестницам уделяется бóльшее внимание с точки зрения их декоративных свойств. Лестницы — наиболее дорогостоящий элемент в оформлении интерьера, так как они имеют часто достаточно сложную конструктивную основу, выполняются из дорогостоящих отделочных материалов и элементов и требуют высокого качества исполнения. Лифтовые шахты могут включать один и два лифта в жилых и небольших общественных зданиях. В этом случае один делается пассажирским, а второй грузопассажирским. В высоких административно-офисных зданиях лифты представляют собой целые блоки шахт с большим количеством подъемников. В любом случае предусматриваются меры для передвижения людей с ограниченными физическими возможностями (инвалидами на колясках, людей с ограниченным зрением и слухом). К таким мерам относятся пандусы или подъемники с уровня тротуара на уровень первого этажа, широкие дверные проемы для пропуска колясок и т.п. Лифтовые шахты могут быть красивым композиционным акцентом, например, в общественном здании, если они заключены в прозрачный стеклянный стакан. Такие лифтовые шахты можно увидеть в атриумных решениях общественных зданий (рис. В.212). 153
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Рис. 82. Примеры лестниц для малоэтажных домов Рис. 83. Лестница в типографии А.А. Левенсона, 1900. Арх. Ф.О. Шехтель Инженерное, санитарно-техническое и информационное оборудование зданий выполняет задачи жизнеобеспечения и комфорта людей. К нему относятся системы горячего и холодного водоснабжения, отопления, канализации, вентиляции, электроснабжения; слаботочные системы телевидения, интернета и т.п. Закладка этих сетей предусматривается на стадии проектного решения как всего здания в целом, так и интерьера каждого отдельного помещения. Нарушение проектного решения чревато серьезными переделками на итоговом этапе выполнения отделочных работ. Итак, мы кратко рассмотрели основные конструктивные элементы, из которых складывается общее конструктивное решение дома. Конструктивное решение должно сопутствовать любому архитектурному замыслу: зданию, мосту или градирне, малой форме в виде автобусной остановки, входу в парк, детскому павильону или летнему парковому сооружению. В каждом из них необходим фундамент, несущая вертикальная конструкция (стена, стойка, пилон) и элемент перекрытия (балка, плита, легкий навес, стеклянный купол, фонарь). Если это сооружение перекрывает некое пространство, оно должно иметь крышу. Таким образом, любое сооружение следует основным принципам конструктивного проектирования и содержит по существу все или часть обычных конструктивных элементов. 3.1.2. Пять основополагающих конструктивных элементов Любое пространство, организуемое архитектором, перекрывается или покрывается строительной конструкцией, ограждающей его от внешней среды. Существует много конструкций, имеющих в своей основе всего четыре базовых элемента: балку, ферму, арку и вант. Они опираются на пятый элемент, удерживающий их над перекрываемым пространством, — стойку (колонну) или столб. Самые сложные конструктивные системы складываются на основе этих пяти простейших конструктивных элементов. Важно знать основные принципы рабо154
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования Рис. 84. Геометрические схемы ферм ты этих элементов, чтобы легко перейти к пониманию, а в дальнейшем и созданию архитектурных решений с использованием любых конструкций — от простых до самых сложных. 1. Балка — один из наиболее древних конструктивных элементов. Бревно, перекинутое через овраг, это, наверное, самый ранний пример использования человеком балки. Балка, опертая по двум концам, под нагрузкой работает на изгиб: в балке нижние волокна растянуты, а верхние сжаты. Если бревно представляет собой консоль, т.е. оно заделано с одной стороны, то в нем верхние волокна будут растянуты, а нижние сжаты. Различные материалы, из которых могут быть сделаны балки, обладают различными возможностями для обеспечения прочности этого элемента. Наилучшими свойствами при работе на изгиб обладают металл и дерево, потому что в них прочность на сжатие и растяжение одинакова. Камень и бетон хорошо работают на сжатие и плохо на растяжение. Поэтому бетон армируется металлической арматурой, чтобы придать ему дополнительную прочность в растянутой зоне. Так получается железобетон. Балка по концам опирается на стойки (колонны) или стены. Сочетание балок и стоек образует стоечно-балочную систему, по которой строится подавляющее большинство зданий и сооружений (см. рис. 48, В.213). 2. Ферма состоит из стержней, собранных в треугольники (рис. 84). В стержнях возникают только продольные усилия — сжатие или растяжение. Верхние и нижние стержни, собранные в линии, называются поясами, наклонные стержни между ними — раскосами. Места соединения стержней называются узлами. Конструкции зданий и сооружений, в которых применяется ферма, должны проектироваться так, чтобы вся нагрузка передавалась на нее только через узлы. Если ферма опирается двумя крайними узлами по горизонтали (рис. 85), то нижний пояс у нее будет растянут, а верхний сжат. Такая ферма называется балочной. Если ферма закреплена в узлах верхнего и нижнего пояса с одной стороны, а другая сторона свободна, она называется консольной (рис. В.214). У такой фермы верхний пояс растянут, а нижний сжат. Усилия в раскосах чередуются: одни из них сжаты, другие растянуты. В зависимости от очертания поясов фермы могут быть треугольными, с параллельными поясами, арочными, полигоРис. 85. Мост через р. Чизмоне. Арх. А. Палладио нальными (см. рис. 84). 155
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Фермы опираются на колонны или устои — укрепленные природные берега рек, если, например, ферма — конструкция моста. 3. Арка — элемент, который лежит в основе большинства криволинейных конструктивных систем (рис. В.215). Арка, описанная по параболе, по всей своей длине работает только на сжатие, если нагрузка на ней равномерно распределенная (например, собственный вес). Не умея делать расчеты, древние строители это хорошо знали на эмпирическом уровне, т.е. исходя из практического опыта. Арка всегда подходит к опорам не вертикально, а под некоторым наклоном. Поэтому опоры распираются во внешние стороны. Сила, смещающая опоры, имеет горизонтальное направление и называется распором. Наклон у опор и распор крутой арки меньше (рис. В.216). Пологая арка подходит концами к опорам с большим наклоном и создает большой распор, что видно на параллелограмме сил (см. рис. 51). Чтобы арка устояла, ее опирают на фундаменты, целиком погруженные в грунт, как это происходит в арочных мостах (см. рис. В.20), или на стены, расположенные в плоскости арки. Распор арки можно погасить, соединив ее опорные части стальным стержнем, называемым затяжкой. Арку с затяжкой можно ставить на столбы без опасения, что они развалятся (рис. В.217). Сооружения, состоящие из множества последовательно соединенных арок, называются аркадами (рис. В.218). В них распор по всей длине взаимно гасится соседними арками, поэтому возникает необходимость его восприятия только в крайних пролетах. Этим свойством аркад широко пользовались древние римляне, создавая акведуки (см. рис. В.152). Арки складывались из каменных элементов. Окончательная устойчивость арки придавалась с помощью установки самого верхнего «замкóвого» камня (рис. В.219), который закреплялся в последний момент. Важность замкового камня подчеркивалась особенным украшением. Позднéе возведение арок стало делом весьма распространенным, и камень потерял свое идеологическое значение. Если его и отмечали увеличением размера или нанесением барельефа, то из чисто декоративных целей. Искусством гашения распора в арочных и возводимых на их основе сводчатых* конструкциях в совершенстве владели средневековые создатели готических храмов. От опор свода главного нефа распор передавался через своды более низких боковых нефов и аркбутаны к внешним массивным контрфорсам*, пригруженным пинаклями* (см. рис. В.159, 86). Наиболее ярко арки и их производные в виде аркад применялись в эпоху Возрождения. 4. Вант — элемент, так же как и балка, возник в древности. Вант — это веревка, лиана, закрепленная по концам. На лиане можно было перебраться с дереРис. 86. Схема разреза готического храма 156
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования ва на дерево, по сплетенному из тех же лиан или веревок мосту — через речку. Вант работает только на растяжение. У него, как и у арки, есть распор, работающий в противоположном направлении (отрицательный распор), стягивая опоры внутрь. Поэтому для работы вантовых систем нужны конструкции, противодействующие опрокидыванию опоры, в виде мощных пилонов или растяжек, удерживающих стойки, к которым подвешивается вант (см. рис. В.169). В здании «О2 Арены» хорошо видны растяжки стоек, на которых закреплены ванты, поддерживающие покрытие зала. Иногда говорят, что арка и вант — «зеркальное» отражение друг друга. Еще в Средние века было замечено, что если концы гибкой нити или цепи закрепить на некотором расстоянии друг от друга, то от их собственного веса получится провис, идущий по параболе и называемый «цепной линией». При жестком скреплении звеньев цепи и ее переворачивании вверх относительно линии опор получается арка, которая от собственного веса будет испытывать только сжатие (рис. 87). Загрузив цепь или гибкую нить одной, столь большой силой, что прóгиб от собственного веса не будет заметен, и проделав с ней те же действия с переворачиванием, получим раму, стержни которой будут работать на сжатие (см. рис. В.139). Повторив те же действия, но с одной небольшой силой так, чтобы провис от собственного веса был заметен, получим стрельчатую арку (см. рис. 86), что хорошо видно на схеме разреза готического собора. 5. Столб относительно высоты достаточно толст и работает только на сжатие (рис. В.220). Стойка тоньше столба, и в ней под нагрузкой возникает продольный изгиб. При проектировании столб необходимо рассчитывать на устойчивость, а стойку — на продольный изгиб. Итак, мы рассмотрели базовые элементы, перекрывающие пространство. Все эти элементы называются плоскостными: они сами и силы, действующие на них, лежат в одной плоскости. Все они базовые для создания пространственных конструкций покрытий. Если ширину балки многократно увеличить, получаем плиту, которая также работает на изгиб. Если плита оперта по двум сторонам, то она работает как балка. Если плита оперта по четырем сторонам, то в ней можно мысленно выделить две балки в двух перпендикулярных направлениях. Они воспринимают одну и ту же нагрузку вместе, поэтому их возможно сделать тоньше. Этот эффект «совместной» работы максимален, когда оба пролета (расстояния между опорами) одинакоРис. 87. Провис нити по параболе вы, и сводится к нулю, когда один и конфигурация арки, полученная в результате пролет превышает другой более, чем поворота вверх этой нити (по Полени) в два раза. Таким образом, квадрат157
Основы архитектурно-конструктивного проектирования ная плита, работающая в двух направлениях, может быть вдвое тоньше плиты, работающей в одном направлении. Это приводит к повышению экономичности за счет уменьшения расхода материала. Увеличивая ширину столба, получаем сначала простенок — часть стены между проемами, а далее стену. Множество пересекающихся ферм с параллельными поясами с добавлением диагональных раскосов образуют структуру. Если арку перемещать вдоль образующей (т.е. увеличивать ее ширину), то можно получить цилиндрический свод (рис. 88), который, опираясь на продольные стены, будет работать так же, как составляющие его арки. Если арку вращать вокруг оси симметрии, получится купол (см. рис. В.161). Его работа также происходит по законам работы арки. Благодаря тому, что опорная часть купола представляет замкнутый круг, вместо арочных заРис. 88. Нимфей в Ниме. Сводчатый зал. Пример цилиндрического свода (Франция) тяжек в ней устраивается опорное кольцо, работающее на растяжение. Увеличивая ширину ванта, можно получить вогнутую цилиндрическую оболочку — «опрокинутый свод». Вращение ванта вокруг вертикальной оси дает поверхность «опрокинутого купола» с опорным кольцом, работающим на сжатие. Оболочки, работающие на растяжение, обычно называют мембранами. Оболочки, образованные на основе арок и вантов, имеют распор и поэтому должны возводиться с опорными контурами, которые могут быть плоскими и пространственными. Так, между двумя пересекающимися наклонными арками натягиваются ванты, образуя поверхность гиперболического параболоида (рис. В.221). Перечисленные здесь конструкции могут сопрягаться в бесчисленных вариантах различных сочетаний. Архитектор из базовых конструктивных элементов может формировать бесконечное количество форм, подобно композитору, создающему музыкальное произведение из семи нот. Детально изучаться рассмотренные конструкции будут в соответствующих разделах строительной механики, цикле дисциплин по несущим конструкциям и архитектурной типологии. 3.1.3. Конструктивные решения малых архитектурных форм Малые архитектурные формы — часть всего спектра архитектурных задач, которые решает архитектор. К малым архитектурным формам относятся небольшие сооружения, с помощью которых решаются задачи: декоративные; композиционные; улучшения комфорта пребывания человека в среде. Одновременно с этим к малым архитектурным формам относятся небольшие сооружения, не требующие отопления. Примеры малых архитектурных форм: 158
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования скамейки и беседки в парках и скверах, остановки транспорта и входы в парковые зоны, эстрады, небольшие крытые павильоны летнего назначения, лодочные станции и т.п. Все эти сооружения, как и любой архитектурный объект, воплощаются в конкретных материалах и конструкциях. Простая скамейка не сможет выполнять свое назначение, если она не будет достаточно прочной, чтобы выдержать вес одного или нескольких человек; навес над остановкой должен обладать устойчивостью на ветровые нагрузки, прочностью на восприятие веса снега и отводить дождевую воду; вход в парк, помимо композиционной привлекательности, должен быть также обеспечен конструктивно. Все эти требования необходимо учитывать при проектировании даже простых сооружений. Для рассмотрения некоторых конструктивных приемов обратимся к студенческим работам архитекторов, которые выполняются на младших курсах. В первом примере запроектирован вход в парк (рис. В.222). Трехчастная* конструкция из арок имеет композиционно акцентирующий и привлекательный вид. При этом ей необходимо обеспечить устойчивость и прочность. Устойчивость конструкция обретает с помощью прогиба всей композиции в плане, устройства фундамента под ней и коробчатого сечения ее элементов. Прочность и монументальность сооружению придает именно коробчатое сечение металлических арочных элементов. Поэтому в общей проектной разработке представляется разрез, в котором, не вдаваясь в детали, показано принципиальное конструктивное решение. На разрезе видно коробчатое сечение конструктивных элементов, фундамент всего сооружения, а на плане показана постановка арочных элементов по дуге, что решает как архитектурные, так и конструктивные задачи по обеспечению прочности и устойчивости. Рассмотрим проектное решение остановки транспорта (рис. В.223). Главный композиционный и конструктивный акцент — навес, выполненный в форме гриба на одной опоре, причем элемент покрытия размещен несимметрично относительно наклонной стойки. Такая конструкция подвержена опрокидыванию от собственного веса, так как центр тяжести смещен относительно центра конструкции в целом. Впечатление «напряженности» конструктивной формы усиливает наклон стойки. Особенно значительными усилия опрокидывания станут при ветровых и снеговых воздействиях. Из этого следует, что эту конструкцию, прежде всего, необходимо закрепить в земле с помощью анкерного* фундамента, который воспримет усилия опрокидывания. Для облегчения конструкции стойки-опоры ее можно сделать полой из монолитного железобетона* вместе с элементом покрытия. Скамьи также должны быть закреплены с помощью анкеров в земле и выполнены из железобетона, чтобы поддержать общее композиционное решение и обеспечить им необходимую прочность. На рис. В.224 изображен навес, сделанный на основе ряда стоек из монолитного железобетона с вантовым* покрытием. Легкость покрытия не исключает обеспечения прочности всего сооружения в целом. Стойка, выполненная в железобетоне, получила достаточную прочность, при этом для обеспечения прочности покрытия необходимо натянуть ванты, а по ним устроить дополнительную конструкцию, удерживающую какой-либо кровельный материал. Это могут быть небольшие пластмассовые или стеклянные панели, мягкие пленочные материалы. В зависимости от выбора материала покрытия на вантах будут закреплены поддерживающие кровельный слой конструктивные элементы. Их наличие отражено на фрагменте разреза по узлу крепления. 159
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Таким образом, из этих примеров видно, что конструктивное решение даже самого небольшого сооружения малых архитектурных форм требует внимания и эскизной проработки на стадии проектного решения. При отсутствии у студента младших курсов достаточных научных знаний, ему поможет интуиция и предшествующий опыт. Интуиция в конструировании побуждает к более глубокому освоению знаний в механике и расчетных конструкторских дисциплинах. Специалист с воспитанной профессиональной интуицией всегда достигает в своей деятельности больших творческих успехов. 3.2. Введение в строительную физику 3.2.1. Обеспечение комфортной среды жизнедеятельности человека в здании. Общие понятия Когда мы рассматривали вопросы конструктивного обеспечения зданий, то говорили об ограждающих конструкциях, отмечая их роль в создании комфортных условий пребывания человека в помещении. Какими же свойствами должны обладать эти конструкции, чтобы отвечать требованиям обеспечения комфорта? Список требований весьма большой, а разные по назначению конструкции должны иметь разные свойства. Вопросы, связанные с выбором и расчетом ограждающих конструкций, определением их места в здании, изучаются в дисциплинах «Физика среды» или «Архитектурно-строительная физика». Этим вопросам посвящены научные труды, дисциплины в образовательных курсах архитекторов и строителей, учебники. В данном курсе ознакомимся с основой архитектурностроительной физики, ее полагающими целями и понятиями. Архитектурно-строительная физика охватывает следующие разделы: климат и архитектура, инсоляция, строительная теплофизика, строительная и архитектурная акустика, строительная светотехника. В данном учебнике предлагается ознакомиться с начальными знаниями по первым двум разделам, а также по строительной теплотехнике и акустике, которые позволят приступить к осознанному проектированию малых зданий. В каждом из разделов архитектурно-строительной физики решаются свои задачи. Однако часто одна и та же конструкция должна отвечать комплексу требований, рассматриваемых в разных разделах. Например, светопрозрачные конструкции должны отвечать одновременно требованиям светотехники (обеспечивать световой комфорт в помещении), теплофизики (иметь определенные показатели по обеспечению теплозащиты) и одновременно создавать необходимый уровень звукоизоляции от внешних проникающих в помещение шумов. Таким образом, в формировании конструктивного решения, при котором обеспечивается комфортность среды пребывания человека в помещении, необходимо решать задачу, учитывая весь комплекс требований. Это часто представляет определенную сложность. Например, теплозащитные свойства светопрозрачных конструкций во много раз ниже (5–10 раз), чем стены. Поэтому окна или витринное остекление являются плоскостями, через которые происходит отток тепла (теплопотери), существенно более значительный, чем через стены. Это, в свою очередь, ведет к повышению энергозатрат в отопительный период, т.е. повышению стоимости отопления в процессе эксплуатации здания. Изменить коренным образом эту ситуацию невозможно. Нельзя лишить человека связи с внешним миром через окна. Архитекторы всегда стремились обеспечить максимальную связь с природой для человека, находящегося в помещении. 160
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования Л. Мис ван дер Роэ (см. рис. В.106) и современные архитекторы везде, где появляется возможность, прибегают к раскрытию внутреннего пространства здания в окружающую среду (см. рис. В.209), что обеспечивает психологическое здоровье человека. При всей сложности задачи специалисты ищут пути более эффективного решения этой проблемы. Так, в северных районах строительства применение больших поверхностей остекления неэффективно вследствие значительно увеличивающихся теплопотерь. В Канаде, где низкая стоимость энергии и большое количество нефти и газа, архитекторы получили возможность более широко применять остекленные фасады, потому что период с очень низкими температурами весьма непродолжителен, всего несколько дней в году. Климат остального периода схож с климатом Северного Кавказа в нашей стране. Таким образом, рассматривать те или иные меры по обеспечению комфорта среды в различных климатических районах необходимо с позиций не только более глубокого комплексного изучения их температурно-влажностных характеристик, но и энергоэкономической ситуации района строительства. Обычно для северных районов, где продолжительные низкие температуры, характерно уменьшение остекленных поверхностей. Аналогичная ситуация в современной архитектуре складывается в жарких странах. В странах с дешевой энергией (например, Объединенные Арабские Эмираты) есть возможность применять большие остекленные поверхности в небоскребах, одновременно используя в них мощное дорогостоящее кондиционирование. Приведенные примеры — только частные случаи всего спектра проблем по проектированию ограждающих конструкций. Более глубокое рассмотрение этого материала приводится в курсах «Архитектурная физика», «Физика среды» и «Ограждающие конструкции». Знания, полученные в результате изучения этих дисциплин, закрепляются в процессе проектирования. 3.2.2. Климат и архитектура Влияет ли климат на решение архитектурно-строительных задач? Понятно, что климат на земле и в нашей стране очень разный: южные страны и южные регионы России, средняя полоса страны и северные районы. В зависимости от того, где возводится здание, придется выбирать архитектурно-планировочное конструктивное решение. Если климат жаркий, а зима мягкая, то внутреннее пространство здания необходимо защищать от палящих лучей солнца и перегрева. Если климат холодный, суровый, то необходимо предусматривать эффективную теплозащиту стен, крыш, подвалов. В жарком климате планировочное решение должно предусматривать сквозное проветривание, а фасады — глубокие лоджии и солнцезащиту (рис. В.225). Например, в жилом здании в Сингапуре множество открытых балконов, которые последовательно бросают глубокую тень на нижележащий балкон, широко применено остекление. Большие площади балконов позволяют круглогодично выращивать зеленые насаждения. На боковых фасадах хорошо видны солнцезащитные козырьки, которые выполняют функцию защиты от проникновения избыточных солнечных лучей и одновременно создают интересное разнообразие на фасаде. На севере применяют компактное планировочное решение для уменьшения теплопотерь, минимальное количество остекленных поверхностей и полное отсутствие сквозного проветривания. На рис. В.226 представлен жилой дом, построенный в Нижнем Новгороде. Несмотря на то, что это регион не крайнего севера, в архитектуре заметен совершенно иной подход. В этих домах отсутствуют открытые балконы, лоджии* остеклены, окна имеют ограниченные размеры. Таким образом, климат накладывает глубокий отпечаток не только на планировочное ре161
Основы архитектурно-конструктивного проектирования шение, но и общее архитектурно-композиционное. Очевидно, что образ южного дома получает свои характеристики, свойственные этому климатическому району, которые коренным образом отличают его от северного дома. Посмотрим на жилые дома в Испании (рис. В.227) и Голландии (рис. В.228), Сингапуре (см. рис. В.225) и России (см. рис. В.226). Климат определяет их образ и придает им отличительные архитектурно-пластические черты. В этом немалую роль играет влажность воздуха, количество солнечных дней или дней с очень низкими отрицательными температурами, преимущественными ветрами. Видно, что испанские дома открыты солнцу, а голландские — в результате желания сохранить тепло в доме имеют меньшее остекление и больше стен. Климат меняется в зависимости не только от широты, но и высоты над уровнем моря. В горных и равнинных местах на одной и той же широте может быть совершенно разный климат. В зависимости от этого архитектура обретает свои черты, свойственные этому климатическому району. На побережье, закрытом горами, может возникать свой микроклимат, который необходимо учитывать при проектировании и строительстве. Так, в хорватском Дубровнике климат мягкий средиземноморский. За пределами Хорватии, которая тянется вдоль моря, за горным хребтом находится континентальная часть Хорватии, Сербия и Босния, где климат совершенно иной, более суровый и сухой. Если в Далмации и на островах снега не бывает вообще, то в других частях страны и у ближайших соседей зимы снежные и достаточно холодные, поэтому развит зимний туризм. Соответственно и требования к архитектуре зданий отличаются. Естественно, что за пределами Далмации уже не увидишь легкой курортной архитектуры с отелями и виллами для отдыха (рис. В.229). Таким образом, очевидно, что климат накладывает свой отпечаток на архитектуру. При проектировании необходимо внимательно изучать климатические характеристики района строительства и преломлять их в проектном решении. 3.2.3. Инсоляция Инсоляция — освещение прямыми солнечными лучами помещения. На первый взгляд — это несложный процесс: солнце проникает в помещение через остекленные поверхности окон и определенное время облучает помещение. Солнечные лучи, тем не менее, оказывают одновременно полезное и отрицательное воздействие. Для нормального развития и существования человеку необходимо определенное количество солнечной энергии, недостаток которой испытывает большинство граждан нашей страны. Солнечные лучи имеют антибактериальный эффект: под ними погибают микробы. К отрицательному воздействию можно отнести следующее. Все мы не раз обгорали под южным палящим солнцем. Избыток солнечной радиации вредит здоровью. Под интенсивным солнечным облучением помещения перегреваются. Вопросами перегрева специально занимается раздел строительной теплофизики. Как учитывается инсоляция в проектировании? В течение годового и суточного циклов солнечные лучи, падая на конкретный участок земли под разными углами, несут разное количество энергии. Для упрощения процедуры проектирования берется среднее положение солнца, приходящееся на дни равноденствия 22 марта и 22 сентября. Согласно СанПиН, в эти дни задается количество часов прямого солнечного облучения некоторых помещений зданий. Эти нормы отличаются в зависимости от назначения помещений, климатических поясов и типа застройки. Они могут быть минимизированы в плотной городской уже сложив162
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования шейся застройке (например, 1 час), а могут иметь санитарный показатель, действительно необходимый для здорового образа жизни (2–3 часа). Одно остается неизменным для любых условий: наличие нормируемой инсоляции в жилых, детских или медицинских помещениях, которая предусматривается в СНиП. В связи с этим, не должно быть квартир, все помещения которых выходят на север. Для обеспечения и регулирования инсоляционного режима существуют градостроительные, планировочные и строительные меры. В градостроительном отношении инсоляция обеспечивается ориентацией зданий по странам света и их взаиморасположением на территории застройки. Разработку проекта здания архитектор начинает с размещения его на той территории, которая отведена под строительство. С этой целью создается генеральный план, который учитывает большой спектр проблем, в том числе и решает вопросы инсоляции. При этом архитектор строит инсоляционную карту, которая показывает, сможет ли автор в своем проекте обеспечить нормируемый инсоляционный режим в проектируемом здании, не затеняют ли соседние дома проектируемое здание настолько, что солнце не сможет осветить прямыми лучами помещения в течение нормируемого времени. Одновременно отслеживается и воздействие строящегося объекта на соседние дома с точки зрения допустимой инсоляции их помещений. Если инсоляционная карта показывает возможность строительства, работа может быть продолжена. Помещения должны иметь ограниченную глубину, для того чтобы большая часть помещения получала прямые солнечные лучи. Размеры оконных проемов назначаются, исходя из площади того помещения, в котором они находятся. Площадь оконного проема приблизительно должна быть не меньше 1/6–1/8 площади пола рассматриваемого помещения. Необходимо учитывать назначение помещения. Если в помещении происходят функциональные процессы интимной сферы жизни человека или требуется уединенность для работы и тихого спокойного отдыха, габариты окон могут быть уменьшены. Для гостиных, холлов и помещений с активным пребыванием человека эти габариты могут быть увеличены. Материалы светопрозрачных конструкций должны быть подобраны соответствующим образом: прозрачное стекло предназначено для средней и северной полосы, тонированное солнцезащитное — для юга. Избыток инсоляции в южном климатическом поясе уменьшается за счет наличия глубоких лоджий, обеспечивающих затенение, особенно от юго-западного солнца, или солнцезащитных устройств в виде жалюзи, плотных штор или ставен (см. рис. В.225). Это становится вполне очевидным, если вы попадаете в южные страны. Основная черта старинных улочек Флоренции и большинства южных городов Италии — бесконечные ставни на окнах жилых домов (рис. В.230), которые жители закрывают в жаркое время года и суток. К строительным мерам относится защита конструкций от перегрева, который вызывает избыточная инсоляция. Перегрев самих конструкций одновременно приводит к перегреву помещений и старению материалов под воздействием солнечной радиации, особенно лицевых отделочных материалов, подверженных непосредственному облучению. Инсоляционный нагрев здания усугубляет неравномерность сезонных температурных изменений геометрических параметров несущих и особенно наружных ограждающих конструкций. В связи с этим, в конструкциях устраивают температурные швы с определенным шагом, в зависимости от материала применяемых конструкций. 163
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Защита материалов от чрезмерных деформаций и старения под воздействием солнечных лучей осуществляется путем применения светоотражающих материалов. Например, пластиковые конструкции оконных переплетов белого цвета в значительно меньшей степени подвергаются температурным деформациям, чем такие же переплеты, ламинированные цветными пленками. Кровельные слои защищаются с помощью посыпки рубероида или мастичной кровли светлой минеральной крошкой. В качестве верхнего покровного слоя сегодня чаще применяется бронированный рубероид с защищающим покрытием, который создается в заводских условиях. Деревянные конструкции предохраняются от старения под воздействием солнца с помощью специальных пропиток. Таким образом, решения вопросов инсоляции — неотъемлемая часть проектирования здания. 3.2.4. Введение в строительную теплотехнику Климатический комфорт в помещении определяется температурой, влажностью и составом воздуха, а также температурой ограждающих его конструкций. Указанные параметры, в свою очередь, определяются жизненными и технологическими процессами, происходящими в помещениях разного назначения. Их изучают и закладывают в государственные стандарты гигиенисты. Стандарты используются в нормах на проектирование зданий. Эти параметры зависят также от состояния окружающей среды: температуры и влажности наружного воздуха, суточного и сезонного характера их изменения; ветрового режима (направление, сила и повторяемость); атмосферных осадков; солнечной радиации. Параметры внешней среды изучаются строительной климатологией и тоже закладываются в нормы проектирования. Строительная теплотехника, используя данные гигиенистов и климатологов, на основе общих законов физики, изучает распространение тепла, влаги и воздуха в помещениях и ограждающих конструкциях, разрабатывает методы их расчета и проектирования. Основы строительной теплотехники рассматриваются в специальных курсах. В данном учебнике представлены начальные вопросы теплоизоляции ограждающих конструкций, поскольку теплоизоляция — основной фактор, определяющий климатический комфорт и энергетическую эффективность здания. Сохранение тепла в зимнее время зависит также и от объемно-планировочного решения здания, которое разрабатывается в зависимости от его назначения и климатических условий района строительства. Так, в суровых районах необходимо, а в умеренных желательно, чтобы был компактный объем здания с малой удельной поверхностью наружных ограждений, т.е. отношением площади всех наружных ограждений к отапливаемому объему здания (в СНиП это отношение называется показателем компактности). Сохранению тепла способствуют простая пластика фасада (отсутствие выступающих элементов); минимизация площади окон; буферные помещения: тамбуры, остекленные лоджии и т.п., что создает лаконичный, «скупой» архитектурный облик. Защита от лишнего тепла в летнее время актуальна при умеренном климате и особенно необходима в районах с жарким климатом. Здесь планировочные решения должны обеспечивать свободное проветривание помещений через окна, двери, вентиляционные шахты, открытые террасы, веранды и глубокие лоджии. Защита помещений от прямых солнечных лучей (затенение) осуществляется экранами, козырьками, перголами, жалюзийными решетками, зелеными на164
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования саждениями. Архитектурный облик таких зданий отличается разнообразной пластикой фасадов, наличием балконов и лоджий, разнообразных солнцезащитных устройств. Необходимость избавления от излишнего тепла возникает иногда в промышленных зданиях, если от производственных процессов, происходящих в них, выделяется большое количество тепловой энергии, например, «горячие» цеха металлургических производств. В этом случае требуется интенсивное проветривание помещений и, если процесс выделения тепла непрерывен, отпадает необходимость устройства теплоизоляции в наружных ограждениях. При проектировании наружных ограждающих конструкций, прежде всего, необходимо уметь вычислять их теплоизолирующую способность. Теплоизоляционные материалы этих конструкций характеризуются коэффициентами теплопроводности, значения которых содержатся в нормативной и справочной литературе. — количество Коэффициент теплопроводности материала тепловой энергии, прошедшей за единицу времени (т.е. мощность, Вт) через слой единичной толщины (м) и единичной площади (м2) при разнице температур на противоположных сторонах слоя в один градус Цельсия (°С). Зная коэффициент теплопроводности материала, можно определить сопротивление теплопередаче (термическое сопротивление, теплоизоляция) слоя толщиной метра: (м2 · °С)/Вт. (1) Сопротивление теплопередаче конструкции, состоящей из n параллельных слоев: (м2 · °С)/Вт. (2) Общее сопротивление теплопередаче ограждения складывается из сопротивления конструкции и сопротивлений перехода тепла из помещения (внутреннего пространства) в конструкцию (RВ) и из конструкции в наружное пространство (RН ): RО = RВ + RК + RН, (м2 · °С)/Вт. (3) В нормативной литературе сопротивления RВ и RН представляют в виде 1/αВ и 1/αН, где αВ и αН — коэффициенты теплоотдачи. Формулы (1) и (2) применяются, когда конструкции состоят из сплошных слоев без воздушных промежутков. В сплошных слоях из твердых веществ передача тепла осуществляется кондукцией (теплопроводностью), т.е. энергия передается в виде тепловых колебаний через связанные между собой молекулы (а в металлах еще и через движение электронов). В жидких и газообразных веществах, где между молекулами связи нет, тепло передается конвекцией, т.е. перемешиванием. В отличие от кондукции, при конвекции передача тепла мало зависит от толщины воздушного промежутка. Поэтому при толщине замкнутой воздушной прослойки в пределах 0,01–0,15 м на практике приблизительно принимают RВОЗД. ПР = 0,15 (м2 · °С)/Вт. Если воздушная прослойка не замкнута и через щели сообщается с наружным или внутренним пространством, ее термическое сопротивление считается равным нулю. 165
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Третий способ передачи тепла — радиация. Световые волны инфракрасного спектра через прозрачные среды передают тепло от нагретых тел к менее нагретым телам. Зеркальные поверхности отражают это тепло. Это явление иногда используют при конструировании окон, когда одно из стекол покрывается полупрозрачным зеркальным слоем наподобие светозащитных зеркальных очков. При этом термическое сопротивление воздушной прослойки может удваиваться. Величина термического сопротивления ограждающей конструкции задается из условия (4) где — требуемое общее сопротивление теплопередаче, которое зависит от температуры наружного воздуха и требуемой температуры воздуха в помещении. В зависимости от назначения помещения санитарными нормами задается требуемая температура воздуха внутри помещения (для жилых помещений она составляет около 20°С) и температура на внутренней поверхности ограждающей конструкции. В нормативной литературе используется разность этих температур , которая задается в зависимости от назначения помещения и расположения в нем рассматриваемого ограждения. Так, для наружных стен жилых зданий она равна 4°, покрытий и чердачных перекрытий 3°, а перекрытий над холодными подпольями 2°. Такие температурные перепады гарантируют на внутренних поверхностях ограждений температуры выше точки росы. Температура наружного воздуха в зависимости от района строительства принимается по главе СНиП «Строительная климатология». Берется среднее значение температуры за самый холодный пятисуточный зимний период (для московского региона она составляет 28°С). При построении формулы для определения требуемого сопротивления теплопередачи исходят из предпосылки, что при установившемся потоке тепла (постоянстве температур наружного и внутреннего воздуха) через единицу площади любого поперечного сечения ограждения проходит одинаковое количество тепловой энергии (аналогия с течением воды в трубе: при постоянном перепаде давления на ее концах через любое сечение проходит одинаковое количество воды). Количество энергии, проходящей за единицу времени через единицу площади поперечного сечения теплового потока, пропорционально разнице температур на границах рассматриваемого участка и обратно пропорционально термическому сопротивлению на этом участке. В нашем случае, при известных значениях температур и термического сопротивления на внутренней поверхности ограждения можно записать: (5) Отсюда получается формула требуемого общего сопротивления теплопередачи ограждения: (м2 · °С)/Вт. (6) Так, для жилого помещения в Москве по санитарно-гигиеническим требованиям термическое сопротивление должно составлять: = (20° – (–28°))×0,115/4° = 1,38 (м2 · °С)/Вт. 166
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования Таким образом, на основе формул (3), (4) и (6) получена основа методики расчета термического сопротивления ограждения по санитарно-гигиеническим требованиям. В дальнейшем, при изучении полного курса строительной теплотехники методика пополнится различными уточнениями, но рассмотренная основа останется, и приведенные формулы могут быть использованы для приближенных расчетов. По современным нормам, требуемое общее термическое сопротивление ограждения требуется определять не только по санитарно-гигиеническим условиям, но еще и по требованиям экономии энергии при эксплуатации здания. Здесь расчет требуемого термического сопротивления производится, исходя из величины, полученной умножением разницы температуры рассматриваемого помещения и средней температуры наружного воздуха за отопительный период на продолжительность этого периода. Эта величина называется градусо-сутками отопительного периода (ГСОП). Приближенное значение термического сопротивления, требуемого условиями экономии тепла, можно получить умножением на число 2,3 величины сопротивления, определенной по формуле (6) для стен, и на число 3,5 — для крыш. В рассмотренном выше примере термическое сопротивление стены должно составить 2 Э = 1,38 × 2,3 = 3,2 (м · °С)/Вт, а для покрытия — 2 Э = 1,38 × 3,5 = 4,8 (м · °С)/Вт. Как видно из формул (1) и (2), термические сопротивления ограждений зависят от коэффициентов теплопроводности материалов, составляющих эти ограждения. В табл. 2 представлены заимствованные из СП «Проектирование тепловой защиты зданий» значения коэффициентов теплопроводности некоторых материалов в зависимости от влажностных условий эксплуатации здания. Таблица 2 Сравнительная таблица коэффициентов теплопроводности в сухом и влажном состояниях Коэффициент теплопроводности материала в сухом состоянии , Вт/(м · °С) Коэффициент теплопроводности материала во влажностном состоянии в условиях эксплуатации , Вт/(м · °С) 1,69 2,04 Легкий бетон, 1800–800 0,58–0,2 0,93–0,35 Кирпичная кладка, 1800–1200 0,66–0,35 0,92–0,52 Дерево хвойных пород, 500: поперек волокон, вдоль волокон 0,09 0,18 0,18 0,35 Оконное стекло, 2500 0,76 0,76 58 58 Минераловатные плиты, 200–50 0,07–0,048 0,08–0,06 Пенополистирол (ППС), 40–15 0,037–0,039 0,05–0,044 Наименование материала и его объемный вес , кг/м3 Железобетон, 2500 Арматурная сталь, 7850 167
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Проанализировав табл. 2, можно сделать выводы, что: 1) коэффициенты теплопроводности зависят от объемного веса (плотности) материалов, чем легче материал, тем меньше его коэффициент теплопроводности; 2) значения коэффициентов теплопроводности возрастают при увеличении влажности материалов и тем в большей степени, чем больше смачиваемость материала. Как видно из табл. 2, диапазон значений коэффициентов теплопроводности разных строительных материалов укладывается в три порядка (разброс значений в тысячу раз). При этом надо иметь в виду, что с уменьшением объемного веса материала снижается его прочность. Поэтому при проектировании ограждающих конструкций наиболее эффективные теплоизоляционные материалы необходимо защищать слоями прочных и долговечных материалов. Как это делать, рассмотрим, сравнив значения термических сопротивлений RО вертикальных наружных ограждений, рассчитанных по формуле (3) для нескольких вариантов сочетания конструктивных и теплоизоляционных материалов. При этом для формулы (3) примем в соответствии со СНиП RВ = 0,115 (м2 · °С)/Вт и RН = 0,043 (м2 · °С)/Вт. Вариант 1. Одно стекло толщиной = 0,004 м: RО = RВ + δСТ/λСТ + RН= 0,115 + 0,004/0,76+0,043 = 0,163 (м2 · °С)/Вт. Вариант 2. Два стекла по 0,004 м, разделенных воздушным промежутком: RО = RВ + δСТ/λСТ + RВОЗД. ПР + δСТ/λСТ + RН = = 0,115 + 0,004/0,76+0,15 + 0,004/0,76 + 0,043 = 0,32 (м2 · °С)/Вт. Конструкция из трех стекол с двумя воздушными промежутками обеспечит термическое сопротивление RО = 0,47 (м2 · °С)/Вт. Вариант 3. Легкобетонный слой толщиной δППСБ = 0,25 м, полученный смешиванием одной части бетона с полутора частями пенополистирола. Объемный вес материала составляет около 1000 кг/м3, коэффициент теплопроводности – около 0,3 Вт/(м · °С). RО = RВ + δППСБ/λППСБ + RН= 0,115 + 0,25/0,3+0,043 = 0,99 (м2 · °С)/Вт. Вариант 4. Трехслойная конструкция, состоящая из двух железобетонных слоев толщиной δБ по 0,05 м, с промежутком из пенополистирола толщиной δППСБ = 0,15 м. RО = RВ + δБ/λБ + δППСБ/λППСБ + δБ/λБ + RН = = 0,115 + 0,05/2,04+0,15/0,05 + 0,05/2,04 + 0,043 = 3,358 > , (м2 · °С)/Вт. Э Сравнение результатов расчета в третьем и четвертом вариантах позволило выявить чрезвычайно важное обстоятельство. В этих вариантах было использовано в одинаковых пропорциях одно и то же количество одних и тех же исходных материалов (бетон и пенополистирол). При этом раздельное применение конструкционных и теплоизоляционных материалов дало значение термического сопротивления более, чем в три раза превышающее значение термического сопротивления ограждения из смеси тех же материалов! 168
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования Только четвертый из рассмотренных вариантов отвечает современным требованиям теплоизоляции. Даже тройное остекление более, чем в шесть раз уступает требуемому значению теплоизоляции стены. Для достижения значений теплоизоляции стены окно должно иметь до десяти воздушных промежутков, что чрезвычайно сложно и дорого в изготовлении и эксплуатации. Существуют другие способы увеличения теплоизоляции окон. Один из них заключается в замене воздуха в промежутке между стеклами аргоном или газовыми смесями, понижающими конвективную передачу тепла. Положительный эффект такого способа недолговечен, поскольку даже в герметичном межстекольном пространстве газ постепенно замещается атмосферным воздухом. Другой способ заключается в создании частично отражающего (селективного) покрытия стекла. При этом уменьшается пропускание света и изменяется его естественный спектр. Перспективным может стать способ снижения конвективной передачи тепла путем размещения в стеклопакете между двумя наружными стеклами большого количества пленок высокой степени прозрачности и долговечности. Однако на сегодняшний день пока не предложены конструкции теплоизоляционных окон, пригодные для массового применения. Поэтому нормы по тепловой защите зданий предписывают ограничение площадей остекления. Так, по требованиям СНиП, коэффициент остекленности фасадов жилых домов, возводимых в умеренном климате, не должен превышать 18 %. Устройство отдельных ограждений с высокой степенью теплоизоляции еще не обеспечивает сохранение тепла всему дому. Поэтому современные нормы предписывают проектировщикам составлять балансы тепловой энергии, возможные в период эксплуатации дома. Такие балансы позволяют на стадии проекта выявить наибольшие потери тепла и скорректировать проектное решение с целью повышения его энергоэффективности. Тепловые балансы составляют, чтобы узнать потребные мощности источников теплоснабжения (котел в доме или сеть центрального теплоснабжения) в период наиболее холодной пятидневки, потребное количество тепла (и его стоимость) на период отопительного сезона или на весь год. Последние сведения стали весьма актуальными в связи с тем, что все большее число граждан страны становятся собственниками жилья и сами непосредственно оплачивают услуги на поставку тепловой энергии, стоимость которой составляет подавляющую часть расходов на содержание дома или квартиры. Тепловой баланс удобно выражать через мощность, т.е. количество энергии в единицу времени, выражаемую через Вт или кВт. По мощности подбираются необходимые для дома отопительные котлы и отопительные приборы и устройства. Оплата же производится за потребленную энергию, т.е. мощность, умноженную на время потребления и выражаемую в кДж, если подсчитывается количество тепла, или кВт ч, если речь идет об электричестве. Энергия на отопление дома имеет две составляющие. Первая и самая большая из них расходуется на восполнение тепла, ушедшего из помещений через все наружные ограждающие конструкции. Она определяется следующим выражением: Вт, (7) где Si — площадь i-го ограждения, м2. 169
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Вторая часть расходуется на подогрев вентилируемого воздуха и определяется по формуле Вт, (8) где n — число людей в доме; N – нормативное потребление вентилируемого воздуха, 60 м3/(чел. · ч) = 0,0165 м3/ (чел. · с); — объемный вес воздуха, 1,3 кг/м3; С — удельная теплоемкость воздуха, 1 кДж/(кг · °С). Так, в московском регионе во время наиболее холодной пятидневки (при разнице температур внутреннего и наружного воздуха 48°) потребная на подогрев вентилируемого воздуха мощность составляет немногим более 1 кВт, а во время отопительного периода (разность температур около 24°) примерно 0,5 кВт. Энергетические потребности людей не ограничиваются только необходимостью отапливать дом. Тепло в современном доме нужно для горячего водоснабжения (ГВС) и приготовления пищи. При наличии указанных энергетических затрат в дом поступает тепло от человека и бытовых приборов ( ), через окна поступает солнечная радиация ( ). Таким образом, общий тепловой баланс дома можно выразить следующим уравнением: Вт. (9) Полные вычисления энергетических балансов зданий изучаются в курсе «Отопление и вентиляция», в проектной деятельности такими расчетами занимаются специалисты в указанной области. Однако представление о них необходимо иметь архитектору и инженеру-строителю для того, чтобы осознанно разрабатывать объемно-планировочные решения зданий и конструктивные решения внешних ограждений, поскольку основная доля тепловой энергии теряется именно через внешнюю оболочку здания. Практика показывает, что примерно половина энергии общего энергетического баланса жилого дома расходуется на восполнение тепловых потерь через наружные ограждения. Немногим более чем по четверти уходит на нагрев вентилируемого воздуха и на горячее водоснабжение. Менее 10 % в сумме добавляется энергия от бытовых поступлений и солнечной радиации через окна. Таким образом, используя указанные пропорции можно приближенно оценить тепловой баланс дома, предварительно произведя расчет потерь тепла через наружные ограждения. Более того, именно для архитектурно-строительной части проекта необходимо знать тепловые потери через наружные ограждения, так как по ним ведется корректировка проектного решения с целью повышения его энергетической эффективности. В качестве примера ориентировочного расчета возьмем двухэтажный жилой дом с габаритами отапливаемого объема 10×10×6 м. Дом имеет окна общей площадью 30 м2 и две двери общей площадью 4 м2. Пол помещений первого этажа устроен по грунту, засыпанному между утепленными стенами цоколя. Температура внутреннего воздуха во всех помещениях принимается +20°, наружного воздуха –28°, грунта под полом +5°. В табл. 3 приведены площади и термические сопротивления всех наружных ограждающих конструкций дома и расчет тепловых потерь каждой из них. 170
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования Таблица 3 Расчет тепловых потерь наружных ограждающих конструкций дома Наружная температура Термическое сопротивление ограждений Потери тепла через ограждения Стены, 206 –28 3,2 206 (20 + 28) / 32 = 3090 Окна, 30 –28 0,5 30(20 + 28) / 0,5 = 2880 Двери, 4 –28 1 Крыша, 100 –28 4,5 5 1 Площадь ограждений S, м2 Пол помещений первого этажа по грунту, 100 4(20 + 28)/ 1 = 192 100(20 + 28) / 4,5 = 1067 100(20 – 5) / 1 = 1500 = 8729 Как указывалось выше, затраты энергии в жилом доме на подогрев воздуха, необходимого для вентиляции помещений, и на горячее водоснабжение удвоят цифру, полученную в табл. 3. Полученное число, разделенное на коэффициент полезного действия котла (у газовых котлов среднее значение КПД = 0,85), даст ориентировочное значение потребной мощности отопительного котла (или мощности отбора от сети центрального теплоснабжения). Так, в нашем случае мощность котла составит: (10) Полученные результаты расчетов можно использовать и для вычисления затрат на топливо, расходуемое на дом в отопительный период, в течение которого средняя мощность котла составляет примерно половину от номинального значения, т.е. в рассматриваемом примере 10 кВт. В московском регионе средняя продолжительность отопительного периода Т = 214 сут. 1,85 107 с. Количество энергии на отопительный период составит: (11) Зная теплотворную способность (теплоту сгорания) топлива, можно определить его потребное количество. Так, при отоплении дома газом (теплота ) его потребное количество составит: сгорания, (12) Умножив это количество газа на его текущий тариф ТГ, р./м , получим стоимость отопления дома: 3 П = V · T, р. (13) Например, при тарифе 3,5 р./м (тариф 2012 г.) расходы на отопление и ГВС составят 17150 р., из которых 8575 р. пойдет на восполнение энергии, ушедшей через наружные ограждения. Рассмотрим теперь, как конструктивные и архитектурные меры повлияют на стоимость отопления дома. 3 171
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Конструктивные меры. Рассмотрим дом с принятыми в нашем примере размерами постройки до 1995 г. По нормам, существовавшим до этого года, примем термическое сопротивление наружных ограждений дома с глухими поверхностями RО ≅ 1 (м2 · °С)/Вт., окон RО ≅ 0,3 (м2 · °С)/Вт. Суммарные потери тепла через наружные ограждения за отопительный период (формулы (7), (10) и (11)) составляют ≅ 23 · 107 кДж. На них расходуется (формула (12)) 6,6 · 103 м3 газа, что стоит при принятом тарифе (формула (13)) 23000 р. Таким образом, выполненные по современным теплотехническим нормам наружные ограждающие конструкции дали годовую экономию на отопление дома 23000 – 8575 = 14422 р. Архитектурные меры. Увеличим по композиционным соображениям площадь окон дома в рассматриваемом примере в два раза, т.е. с 30 до 60 м2. Используя те же формулы (7—13), убедимся, что потери тепла через окна удвоенной площади за отопительный период соответственно увеличатся с 2,664 107 кДж до 5,328 107 кДж, расход газа — с 0,895 · 103 м3 до 1,79 · 103 м3 и его стоимость с 3134 до 6268 р. Приведенные примеры показывают, как проектные решения влияют на стоимость эксплуатации дома. Используя выражения (7—13), для каждого региона можно получить формулу величины затрат на энергию, восполняющую потери тепла за отопительный период через 1 м2 площади любого ограждения. Так, для московского региона эти затраты при газовом отоплении дома составят: ПГ = 16 · ТГ/RO, р./м2, (14) где ТГ, р./м —текущий тариф на газ в данном регионе. Подобную формулу можно получить и при отоплении дома электричеством: з ПЭ = 123 · ТЭ/RO, р./м2, (15) где ТЭ, р./кВт · ч — текущий тариф на электроэнергию. Рассмотрим стоимость энергии, уходящей за отопительный период через 1 м2 площади сечения ограждений, термические сопротивления которых были вычислены в предыдущих примерах. Если принять упомянутый выше тариф на газ 3,5 р./м3, то через одинарное остекление пройдет энергия стоимостью ПГ = 16 · 3,5/0,163 = 343,5 р./м2; при двойном и тройном остеклении стоимость энергии соответственно составит 175 и 119 р./ м2; через трехслойную стену «бетон – пенополистирол – бетон» стоимость энергии составит 16,7 р./ м2. При отоплении дома электричеством и тарифе 2,5 р./кВт · ч стоимость энергии, прошедшей через одинарное, двойное и тройное остекление составит соответственно 1886, 961 и 654 р./м2; через стену «бетон — пенополистирол — бетон» стоимость энергии составит около 92 р./м2. Таким образом, приведенные примеры вычислений показали, что рассмотренные в данном параграфе формулы могут представлять действенный аппарат оперативного анализа и корректировки проектных решений на всех стадиях процесса проектирования — от эскизов до презентации. 3.2.5. Введение в строительную акустику Акустика — наука о звуке, который представляет механические колебания и волны на частотах, воспринимаемых человеческим слухом. Акустику, применяемую в проектировании зданий, принято подразделять на две части. Одна из них занимается борьбой строительными методами с нежелательными, мешающими звуками (шумами) и называется строительной акустикой. Она применяется при проектировании зданий и помещений, где нужно снизить 172
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования шум. Другая часть посвящается архитектурным методам сохранения и передачи без искажений звука от источника к слушателю и называется архитектурной акустикой. Она применяется при проектировании помещений, где необходима хорошая слышимость человеческой речи и музыкальных звуков. В настоящем учебнике изложены начальные сведения о строительной акустике, призванные помочь студенту на стадии освоения многофакторного проектного дела понимать технические возможности создания акустического комфорта планировочными и конструктивными мерами. Любой звук характеризуется двумя параметрами: тоном и громкостью. Тон определяется частотой f, с–1, т.е. количеством колебаний в секунду, и обозначается герцами (Гц), названными в честь немецкого физика Г. Герца. Колебания, слышимые человеческим ухом и которые собственно называются звуком, находятся в среднем в диапазоне 16–16000 Гц. Самые низкочастотные колебания (16–50 Гц) воспринимаются человеческим ухом слабо, зато воспринимаются поверхностью кожи и костно-мышечной системой (например, вибрации ручного электроинструмента). Человеческая речь звучит в пределах 200–2000 Гц; на эти же частоты приходится наибольшая чувствительность слухового аппарата. Колебания на частотах ниже 16 Гц называются инфразвуком и ощущаются другими органами или частями тела (например, вестибулярным аппаратом на частотах 1–4 Гц, мозгом и печенью на частотах 6–10 Гц и др.). Колебания на частотах выше 16000 Гц называются ультразвуковыми и воспринимаются человеческими тканями, а на частотах в десятки тысяч герц — отдельными молекулами. В природе звуки встречаются одной частоты (однотонные звуки), в сочетании некоторого количества частот (человеческая речь, музыка) и одновременно всех частот звукового диапазона (шум дождя, водопада, струи реактивного двигателя, такой звук называют «белым», по аналогии с белым светом, образованным сложением отдельных монохроматических составляющих). На практике обычно встречается смесь всех видов указанных видов шумов. Широкий диапазон значений частот колебаний побудил физиков вместо линейной (арифметической) шкалы представления звуков применить логарифмическую шкалу, при которой каждое удвоение значения частоты, называемое октавой, на графике откладывается одинаковыми отрезками. Таким образом, весь диапазон звуковых частот можно представить одиннадцатью октавами: 16 – 32 – 63 – 125 – 250 – 500 – 1000 – 2000 – 4000 – 8000 – 16000 Гц. В архитектурно-строительной акустике звуковые процессы рассматриваются в нормируемом диапазоне 63–8000, а звукоизоляция — в диапазоне 125–2000 Гц. Ощущение громкости звука определяется квадратом звукового давления. Самое низкое звуковое давление, которое воспринимает человек на частотах около 1000 Гц (порог слышимости), составляет Р0 = 2 · 10–5 Па. Давление при болевом пороге восприятия звука составляет около 2 · 102 Па. Широкий диапазон изменения величин звукового давления, воспринимаемого человеком, также привел к необходимости применить логарифмическую шкалу. Эта необходимость обусловлена еще и законом Вебера — Фехнера, согласно которому органы чувств (слуха, зрения, кожных ощущений и др.) воспринимают изменения степени раздражения по логарифмической зависимости. Поэтому громкость задается уровнем квадрата звукового давления относительно квадрата давления на пороге слышимости и выражается в децибелах (в честь изобретателя телефона А. Белла): (16) 173
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Тихий звук (25–40 дБ) создается падающими каплями в раковине умывальника, шепотом, легким дуновением ветра; средний звук (50–70 дБ) — человеческой речью, бытовым пылесосом, движением легкового автомобиля. Громкий звук (80 – 90 дБ) слышен на тротуаре от потока грузовых автомобилей, в цехах обработки дерева, резки и штамповки металла и т.п. Очень громкий звук (100–120 дБ) создается в концертном зале при максимальном звучании большого симфонического оркестра, на расстоянии 20–50 м от взлетающего самолета. Болевой порог (130–150 дБ) возникает при близких взрывах, стартах тяжелых ракет. Уровни звукового давления графически представляются спектрограммами или, для краткости, спектрами в зависимости от частоты. На рис. 89, а представлен звук одного чистого тона, на рис. 89, б представлен спектр звука, состоящего из трех чистых тонов, на рис. 89, в — спектр белого звука, на который наложен один чистый тон. Как видно, спектр несет информацию о частоте звучания и уровне звукового давления. Когда звук содержит большое количество частот в большом диапазоне, как на рис. 89, спектр представляется «полосами» частот, например, октавными. В этом случае измерительный прибор в пределах каждой полосы логарифмически суммирует все звуки и выставляет одно полученное значение на одной частоте. Эта частота представляет среднегеометрическое значение частот нижней и верхней границ полосы Рис. 89. Спектральное представление звука: а — спектр звука, содержащий одну частоту; б — спектр звука, содержащий три частоты; в — спектр белого шума и одной частоты; г — построение октавного спектра. 174
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования (f  = fH · fB). Например, октавная полоса со среднегеометрическим значением частоты f = 125 Гц имеет границы fH = 89 и fB = 176 Гц (для краткости слово «среднегеометрическое значение» опускают и говорят «октавная частота»). На графиках октавных спектров значения представляемых величин соединяются отрезками прямых. На рис. 90 представлены три октавных спектра: 1 — спектр уровня звукового давления в помещении, в котором действует источник шума; 2 — спектр уровня звукового давления в помещении за стеной; 3 — разность указанных уровней. Разность уровней 1 и 2 показывает степень звукоизоляции стены между рассматриваемыми помещениями. Рис. 90. Спектры уровней шума и изоляции: 1, 3 — в смежных помещениях; 2 — изоляция Рис. 91. Нормирование шума в жилых домах (предельные спектры): 1 — ПС-40; 2 — ПС-35; 3 — ПС-30; 4-ПС — 25 Помимо октавных спектров, в архитектурно-строительной акустике для получения более подробной информации применяются спектры с полосой в 1/3 октавы. Кроме того, для удобства проектирования в нормах предусмотрено представление спектра звука одним числом (номером) — значением уровня звукового давления на частоте 1000 Гц. На рис. 91 представлены предельные спектры (ПС) шума в жилых домах. Каждый спектр обозначается уровнем звукового давления на частоте 1000 Гц: ПС‑25, ПС‑30, ПС‑40 и ПС‑45. Два нижних спектра показывают значения предельно допустимых уровней шумов, проникающих в жилые помещения, выходящие окнами внутрь кварталов, а два верхних для помещений, выходящих окнами на транспортные магистрали. Нижние спектры каждой пары показывают значения, принятые для ночного, а верхние — для дневного времени. Как видно из рисунков, допустимые значения уровней шумов на низких частотах значительно (на десятки децибел) превышают допустимые значения на высоких частотах. Эти графики показывают, насколько человеческое ухо воспринимает хуже звук на низких частотах по сравнению с восприятием на высоких. Это обстоятельство учитывается при создании измерительных акустических приборов. Приборы могут фиксировать как спектры звука, так и их суммарные значения. Причем могут выдаваться как действительные суммарные значения, так и скорректированные 175
Основы архитектурно-конструктивного проектирования с учетом слухового восприятия человека. В последнем случае показываются децибелы по шкале «А», например, 25 дБА. Скорректированные значения совпадают со значениями номеров спектров предельных значений, увеличенных на 5 дБ. Например, спектру ПС-25 соответствует суммарное значение звукового давления по шкале «А» 30 дБА. Итак, представленные здесь начальные сведения и понятия позволяют перейти к изучению методов строительной акустики. В современных городах и зданиях имеется большое количество самых разнообразных источников шума: в городской застройке — транспорт, на промышленных предприятиях — производственное оборудование, в гражданских зданиях — инженерное и санитарно-техническое оборудование, бытовые электрические и электроакустические приборы. Для того чтобы успешно бороться с шумом, необходимо понимать процесс его распространения в открытом пространстве, в закрытом помещении и по конструкциям зданий. В основе этого процесса лежат сложные колебательные и волновые явления, изучение которых намечено в специальном курсе строительной физики. Овладев этим пониманием, архитектор и инженер-строитель совместно со специалистомакустиком смогут принять рациональное решение по борьбе с шумом. На этапе обучения, когда приобретаются навыки создания объемно-планировочных и конструктивных решений небольших зданий, необходимы начальные сведения по строительной акустике. Поэтому цель данного раздела — дать исходное представление о принципиальных возможностях борьбы с шумом различными архитектурными и строительными методами и элементарный навык их применения. В строительстве применяют следующие основные способы борьбы с шумом: 1) планировочные; 2) изоляция воздушного шума; 3) экранирование; 4) виброизоляция; 5) изоляция ударного шума. В практике борьбы с шумом для достижения наибольшего эффекта обычно применяют комбинацию указанных способов. Более того, часто бывает, что применение какого-либо одного способа не дает положительного эффекта. Остановимся на краткой характеристике указанных способов борьбы с шумом, имея в виду ее прикладную сторону. Планировочные меры заключаются в том, что источники шума группируются и располагаются в месте, максимально удаленном от помещений, где необходимо уменьшить шум. Например, при проектировании секции многоквартирного жилого дома выделяется зона размещения помещений с источниками шума. На рис. 92, а штриховкой выделена зона, в которой размещены помещения с источниками шума: санитарно-технические узлы, лифт, лестница. Жилые помещения отделены от источников шума буферными помещениями: коридорами, кухнями, кладовыми, встроенными шкафами. На рис. 92, б показано неправильное, с акустической точки зрения, планировочное решение секции. Принцип планировочного решения уменьшения шума, показанный на примере секции жилого дома, может быть применен и на территории городской застройки. За счет рационального планировочного решения можно получить снижение шума на 10–20 дБ. Изоляция воздушного шума эффективно применяется там, где есть возможность использовать сплошные ограждения без проемов и щелей. Если в ограждении, к которому предъявляются высокие звукоизоляционные требования, необходимы окна, двери или отверстия для пропуска коммуникаций, следует принимать специальные меры для предотвращения снижения изоляции. Так, окна следует устраивать с многослойным остеклением и обязательно без щелей, двери должны 176
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования а б Рис. 92. Планировочное решение секции жилого дома: а — правильное; б — неправильное быть двойные, разделенные тамбуром; пропуск коммуникаций, вентиляции должен осуществляться в каналах и коробах в оболочке с высокой степенью звукоизоляции, имеющих внутри звукопоглощающую облицовку. Звукоизолирующая способность однослойных ограждений в основном обеспечивается их массой и увеличивается с ростом частоты звука. Однослойное ограждение, создающее звукоизоляцию 30 дБ на частотах около 100 Гц, на частотах выше 1500 Гц обеспечивает около 60 дБ. При этом необходимо обратить внимание на важную природную закономерность: на частотах, где чувствительность звукового восприятия человека ниже, там ниже и звукоизолирующая способность однослойного ограждения. С ростом частоты звука возрастает чувствительность восприятия, и, примерно в том же соотношении, увеличивается звукоизолирующая способность однослойного ограждения. В практике нормирования и проектирования зданий спектр изоляции представляется одним осредненным по определенному правилу значением, называемым индексом изоляции воздушного шума RB. Его значение для ограждений с поверхностной плотностью более 100 кг/м2 можно определить по приближенной формуле: RB = 23 lg ρ – 9 дБ. (17) Индекс звукоизоляции воздушного шума нормируется в зависимости от назначения помещения. Так, индекс изоляции воздушного шума межквартирных 177
Основы архитектурно-конструктивного проектирования ограждений (стен и перекрытий) для жилых домов категории А должен составлять 54 дБ, категории Б — 52 и категории В — 50 дБ. Зная значения допустимого уровня шума в помещении и требуемого индекса изоляции воздушного шума, можно узнать допустимый уровень шума за ограждением в соседней квартире. Например, если допустимый уровень проникающего шума в квартиру ночью составляет 30 дБА, то в соседней квартире категории А допустимо производить в ночное время шум уровнем не более 30 + 54 = 84 дБА. Многие бытовые источники звука, например теле- и радиоприборы, имеют техническую возможность производить звуки гораздо более высоких уровней. В этом случае возможность производить громкие звуки регулируется правовыми актами местных органов власти. Например, в Москве они запрещены в ночное время (с 23 до 7 часов утра). Используя формулу (17), рассмотрим, какова должна быть толщина железобетонных межквартирных стен в зависимости от категории жилища. При объемном весе железобетона = 2400 кг/м3 и толщине стены h = 0,16 м поверхностная плотность: , а индекс изоляции воздушного шума Rв = 23 lg 385 – 9 = 50,5 дБ. Такая изоляция подходит для жилища категории В. Проделав подобные расчеты, можно получить необходимые параметры для квартир категории Б (толщина стены 0,20 м, поверхностная плотность 4800 кг/м2 и индекс изоляции 52 дБ) и категории А (толщина стены 0,23 м, поверхностная плотность 552 кг/м2 и индекс изоляции 54 дБ). Однослойные ограждающие конструкции целесообразно применять в тех случаях, когда они одновременно выполняют несущие функции, например, несущие межквартирные стены или междуэтажные перекрытия. Когда ограждение выполняет только звукоизолирующую функцию, его целесообразно делать многослойным. Поверхностная плотность такого ограждения может быть уменьшена до десяти раз. Примером такой конструкции может быть перегородка из гипсокартона: с внешних сторон на собственных (не связанных между собой) каркасах крепятся по два слоя гипсокартонных листов. В воздушный промежуток между ними, толщиной 0,13 м, помещается минераловатная плита толщиной 0,05 м. Поверхностная плотность такой конструкции составляет около 50 кг/м2, общая толщина 0,18 м, индекс изоляции около 54 дБ. Экранирование заключается в том, что между источником шума и зоной, где необходимо снижение шума, помещается какой-либо объект — экран, препятствующий прохождению звука по прямой линии и тем самым создающий «звуковую тень». В городской застройке таким объектом может быть глухой забор, насыпь, здание, где повышенный шум допустим, и т.п.; в помещении — специальные щиты, перегородки, не доходящие до потолка, кулисы и т.п. Дифракция звуковых волн снижает эффективность экрана. Для уменьшения влияния дифракции экран должен быть достаточно больших размеров (не меньше размеров источника звука и не меньше трех длин волн в воздухе на рассматриваемой частоте) и располагаться в непосредственной близости у источника звука или у защищаемого объекта. Расположение экрана посередине между источником шума и защищаемым объектом, если расстояние между ними составляет несколько размеров экрана, малоэффективно. Эффективность экрана резко снижается при наличии поверхностей, отражающих звук в сторону защищаемого объекта. Поэтому экран целесообразно применять на открытых территориях и в помещениях, поверхности которых обладают большой звукопоглощающей способностью. На практике экранирование позволяет снизить шум на 5–7 дБ в закрытом помещении и на 15–20 дБ на открытом пространстве. 178
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования Снижение шума звукопоглощением достигается тем, что поверхности, отражающие звук, закрываются звукопоглощающими материалами или конструкциями. Поскольку общее звукопоглощение помещения зависит от поглощающих свойств и площадей отдельных его поверхностей, снижения шума можно достичь внесением в помещение специальных щитов, объемов, поверхность которых закрыта звукопоглотителем. Эффективность звукопоглощения возрастает при сочетании его с экранированием. На рис. 93, а показан пример, когда экранированием в помещении с малым поглощением почти не достигается снижение шума в защищаемой зоне (эффект составляет около 3 дБ). Звукопоглощающая обработка поверхностей того же помещения без экранов (рис. 93, б) позволяет снизить шум на 3–5 дБ. Одновременное применение поглощения и экранирования (рис. 93, в) может дать снижение шума в защищаемой зоне на 10–15 дБ. Рис. 93. Применение экранов и звукопоглощения для снижения шума в помещении: 1 — источник звука; 2 – экран; 3 — звукопоглотитель; 4 – экран со звукопоглотителем; а — экранирование; б — звукопоглащающая обработка без экранов; в — поглощение и экранирование 179
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Виброизоляция применяется там, где на строительные конструкции устанавливается какое-либо оборудование, создающее во время работы механические колебания. Эти колебания передаются строительным конструкциям, которые, в свою очередь, излучают звук в помещение, где установлено оборудование, и в соседние помещения. Виброизоляция осуществляется Рис. 94. Простейшая расчетная модель звукоизоляции: путем размещения между коле1 — источник вибраций; 2 — амортизатор блющимся объектом и строительной конструкцией упругих элементов (амортизаторов) в виде пружин, мягких прокладок или их комбинаций. Простейшую расчетную модель виброизоляции можно представить в виде колебательной системы с одной степенью свободы (рис. 94), состоящей из невесомой пружины жесткостью k и сосредоточенной массы m. Роль массы в такой системе играет механизм, роль упругости — амортизатор. Такая система обладает собственной частотой колебаний, определяемой по формуле . (18) (19) Значение виброизоляции при этом где f — частота внешних воздействий на колебательную систему. При проектировании виброизоляции необходимо добиваться, чтобы частота собственных колебаний системы была ниже частоты внешних воздействий не менее, чем в три раза. Это достигается снижением жесткости амортизаторов. Максимальные значения изоляции при этом достигают 18–25 дБ. Ударный шум происходит при колебаниях конструкций, возникающих в результате удара. При проектировании зданий, прежде всего, принимается во внимание ударный шум, вызываемый шагами человека. Поэтому в строительных нормах существуют требования к изоляции ударного шума только междуэтажными перекрытиями. Для испытания перекрытий используют специальные стандартные ударные Рис. 95. Простейшие расчетные модели изоляции машины, имитирующие шаги чеударного шума: а – перекрытием с мягким полом; ловека, и измеряют уровень шума б – перекрытием с плавающим полом; 1 – ударник; в помещении, расположенном под 2 – мягкое покрытие пола; 3 – несущая плита; 4 – стяжка ; 5 – упругий слой испытуемым перекрытием. Чем 180
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования массивнее плита перекрытия (больше ее толщина, площадь и плотность материала), тем меньше амплитуда возбуждаемых колебаний и излучаемый звук. Изолирующей способности ударного шума только несущей плитой междуэтажного перекрытия обычно бывает недостаточно. Поэтому для достижения требуемой нормами изоляции ударного шума необходимо устройство специальных звукоизолирующих полов (рис. 95). Такие полы бывают двух видов: 1) «мягкий пол» в виде коврового покрытия, линолеума или других подобных материалов; 2) пол раздельного типа (иногда его называют «плавающим»), включающий в себя жесткую плиту (например, в виде бетонной стяжки или деревянного щита), которая через упругие прокладки (минераловатные или полимерные) опирается на несущую плиту перекрытия. Простейшую физическую модель изоляции ударного шума полом можно представить в виде колебательной системы с одной степенью свободы, которая уже использовалась при рассмотрении виброизоляции. В конструкции мягкого пола функцию упругости выполняет часть слоя, сминаемая ударником, а роль массы — сам ударник (рис. 95). В конструкции плавающего пола роль массы выполняет стяжка, а упругости — прокладка. Чем больше масса стяжки и мягче упругий слой, тем выше звукоизоляция. Обычно тяжелые полы раздельного типа могут обеспечить дополнительную изоляцию до 40 дБ, а мягкие полы — до 25 дБ. Грамотное применение рассмотренных мер снижения шума обычно позволяет достичь необходимого акустического комфорта.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Аалто А. Архитектура и гуманизм. — М.: Прогресс, 1978. Александров П., Хан-Магометов С. Иван Леонидов. — М.: Стройиздат, 1971. Альберти Л.-Б. Десять книг о зодчестве. — М.: Изд-во Всесоюзной академии архитектуры, 1935–1937. Аркин Д.Е. Растрелли. — М.: Гос. изд-во лит. по строительству и архитектуре, 1954. Архитектура гражданских и промышленных зданий. Гражданские здания / под ред. А.В. Захарова. — М.: Стройиздат, 1993. Бархин Б.Г. Методика архитектурного проектирования. — М.: Стройиздат, 1982. Бархин М. Метод работы зодчего. — М.: Стройиздат, 1981. Бофилл Р. Пространство для жизни. — М.: Стройиздат, 1993. Бютнер О., Хампе Э. Сооружение — несущая конструкция — несущая структура. — М.: Стройиздат, 1979. Вазари Дж. Жизнеописания наиболее знаменитых живописцев, ваятелей и зодчих / пер и ком. А.И. Венедиктова; ред. перевода [и вступ. статья] А.Г. Габриневского. — М.: Искусство, 1956–1971. Виньола Дж.Б. Правило пяти ордеров в архитектуре. — М.: Изд-во Всесоюзной академии архитектуры, 1939. Виоле ле Дюк Э. Беседы об архитектуре. В 2 т. — М.: Академия архитектуры СССР, 1937–1938. Витрувий. Десять книг об архитектуре. — М.: Изд-во Всесоюзной академии архитектуры, 1936. Власюк А.И., Каплун А.И., Кипарисова А.А. Казаков. — М.: Госстройиздат, 1957. Гидион З. Время, пространство, архитектура. — М.: Стройиздат, 1984. Гольдштейн А. Фрэнк Ллойд Райт. — М.: Стройиздат, 1973. Забалуева Т.Р. История архитектуры и строительной техники. — М.: ЭКСМО, 2007. Забалуева Т.Р. История искусств. Стили в изобразительных и прикладных искусствах, архитектуре, литературе и музыке. — М.: АСВ, 2012. Зигель К. Структура и форма в современной архитектуре. — М.: Стройиздат, 1965. Иванова Е. Рене Саржер. — М.: Стройиздат, 1979. Иконников А. Основы архитектурной композиции. — М.: Искусство, 1971. Иконников А. Функция, форма, образ в архитектуре. — М.: Стройиздат, 1986. Иконников А. Художественный язык архитектуры. — М.: Стройиздат, 1985. Козак Ю. Конструкции высотных зданий. — М.: Стройиздат, 1986. 182
Библиографический список Конструкция и архитектурная форма в русском зодчестве XIX — нач. XX вв. — М.: Стройиздат, 1977. Коуэн Г.Дж. Мастера строительного искусства. — М.: Стройиздат, 1982. Ле Корбюзье. Модулор. — М.: Стройиздат, 1976. Лебедева Н.В. Фермы, арки, тонкостенные пространственные конструкции. — М.: Архитектура-С, 2006. Маклакова Т. История архитектуры и строительной техники. — М.: АСВ, 2006. Маклакова Т. Функция, конструкция, композиция в архитектуре. — М.: АСВ, 2002. Маклакова Т., Нанасова С. Конструкции гражданских зданий. — М.: АСВ, 2000. Мастера архитектуры об архитектуре / под ред. А. Иконникова. — М.: Искусство, 1972. Мастера советской архитектуры об архитектуре. Т. 1 / под ред. М. Бархина. — М.: Искусство, 1975. Мачульский Г. Мис Ван дер Роэ. — М.: Стройиздат, 1969. Михайлов Б.П. Леонардо да Винчи — архитектор. — М.: Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре, 1952. Михайловский И.В. Теория классических архитектурных форм. — М.: Изд-во Всес. акад. архитектуры, 1937. Николаев И.С. Профессия архитектора. — М.: Стройиздат, 1984. Нимейер О. Строить правильно. — М.: Госстройиздат, 1956. Объемно-пространственная композиция / под ред. А.Ф. Степанова. — М.: Стройиздат, 1993. Основы архитектуры / под ред. Э. Коул. — М.: Арт-Родник, 2005. Палладио А. Четыре книги об архитектуре. — М.: Изд-во Всесоюзной академии архитектуры, 1936. Пилявский В.И. Джакомо Кваренги. Архитектор. Художник. — Л.: Стройиздат, 1981. Пилявский В.И., Тиц А.А., Ушаков Ю.С. История русской архитектуры. — М.: Стройиздат, 1984. Покровская З.К. Архитектор О.И. Бове. — М.: Изд-во литературы по строительству, 1964. Пруцын О.И., Рымашевский Б., Борусевич В. Архитектурно-историческая среда. — М.: Стройиздат, 1990. Разгонов С.Н. В.И. Баженов. — М.: Искусство, 1985. Райт Ф.Л. Будущее архитектуры. — М.: Госстройиздат, 1960. Тарановская М.З. Карл Росси. Архитектор, градостроитель, художник. — Л.: Стройиздат, 1980. Чиняков А. Братья Веснины. — М.: Стройиздат, 1970. Шевелев И.Ш., Марутаев М.А., Шмелев И.П. Золотое сечение. — М.: Стройиздат, 1990. Шуази О. История архитектуры. — М.: Изд-во Всесоюзной академии архитектуры, 1937; М.: Шевчук, 2002. Шуйский В.К. Андреян Захаров. — Л.: Лениздат, 1989. Эйгель И. Борис Иофан. — М.: Стройиздат, 1978. Arnason H. Harvard. History of Modern Art: Painting, Sculpture, Architecture, Photography. — London: Thames and Hudson, 1977. Zevi B. Le langage moderne de l´architekture. — Paris, 1981.
Глоссарий А Акведук — водовод в виде арочного моста (часто в несколько ярусов), по которому подается чистая вода в город. Амон — бог-покровитель в древнем Египте города Фивы, постепенно стал отождествляться с верховным богом Ра (Амон Ра). Анкер — металлическая деталь, прочно заделанная в бетон или землю, предотвращающая вырывание конструкции. Анкерный фундамент предотвращает вырывание конструкции из грунта. Антропометрия — система измерения человеческого тела и его частей. Аркбутаны — арка, наклонно передающая распор свода на внешнюю опору. Архитрав — нижняя часть антаблемента — его основание, опирающееся непосредственно на капители колонн или на стены. Полный элемент ордерной системы, делящийся на архитрав, фриз и карниз. Атриум — закрытый внутренний двор в середине древнеримского жилища, куда выходили все помещения. В центре находился бассейн, куда стекала дождевая вода. В современной архитектуре атриумами называются все крытые внутренние дворы. Аттик — вытянутая по горизонтали стенка над венчающим карнизом или пониженный верхний этаж здания в ордерных формах, ограниченный снизу карнизом. Ахетатон — город, построенный фараоном Эхнатоном. Б Базилика — в Древнем Риме прямоугольное в плане здание, разделенное рядами колонн на 3 или 5 нефов с повышенным средним нефом. Базилика — тип здания, прямоугольного в плане, состоящего из нечетного количества (3–5) разновысоких объемов (нефов), разделенных опорами, имеющих самостоятельные покрытия. Центральный неф выше и шире остальных, освещается окнами второго яруса. Первоначально в Древнем Риме базилики использовались для торговых сделок и судопроизводства. Позднее этот тип зданий лег в основу строительства христианских храмов. 184
Глоссарий Балюстрада — ограждение, состоящее из балясин, соединенное горизонтальными элементами. Применяется в ограждении лестниц, террас, балконов. Балясины — небольшие фигурные столбики, поддерживающие горизонтальный элемент. Барельеф — один из видов скульптурного изображения на плоскости, все части которого выступают над плоскостью не менее, чем на ½ своего объема. Большепролетные конструкции — конструктивные системы, в основе которых лежит большой пролет между опорами с покрытием без промежуточных опор. В Вант — веревка, канат, трос. Венеция — город в Италии. Вериги — носимые аскетами, подвижниками на руках или на теле железные цепи. Виченца — город в Италии. Вспарушенный — крестовый свод, у которого центральная часть заметно поднята над боковыми. Крестовый свод возникает от пересечения двух цилиндрических. Вяжущее — вещество, используемое в кладке, способное необратимо переходить из пластичного состояния в твердое и сцепляющее элементы кладки (кирпич, каменные блоки). Г Глинобитный кирпич — элемент для кладки стен. Делается из смеси глины с песком или из одной глины. Гравер — мастер, занимающийся гравировкой. Гравировать — наносить на гладкую поверхность какого-нибудь твердого материала рисунок или надпись при помощи режущих инструментов или химических средств. Группа стационара — группа помещений лечебного учреждения, функционирующая как местопребывание пациентов, нуждающихся в долговременном лечении в условиях круглосуточного медицинского обслуживания. Д Дольмен — погребальное сооружение эпохи бронзы и раннего железного века. Представляет собой несколько каменных глыб и плит огромного размера, поставленных вертикально и перекрытых массивной горизонтальной плитой. З Золотое сечение (золотые соотношения) — пропорция, при которой меньший из двух отрезков относится к большему, как больший к их сумме. Примерно соответствует 8 : 13. 185
Основы архитектурно-конструктивного проектирования И Иллюзорный — едва различимый, навеянный фантазией. Инсоляция — освещение помещения прямыми солнечными лучами. Ирригация — орошение. К Камерный — небольшой, предназначенный для узкого круга участников, зрителей, слушателей. Каннелюры — вертикальные желобки на стволе колонны. Капитель — венчающая часть колонны. Каркас — система стоек и балок. Карниз — нависающая за пределами стены часть крыши. Квадр — отесанный для кладки стен камень в форме параллелепипеда. Кессоны — кассеты, квадратные или многоугольные углубления на потолке или внутренней поверхности арки, свода. Играют конструктивную и декоративную роль. Контрфорс (фр. contre force — противодействующая сила) — устой, поперечная стенка, вертикальный выступ в стене, укрепляющий несущую конструкцию, воспринимающий усилия распора от свода (часто через аркбутаны) и передающий их на грунт. Косяк — стойки, установленные по бокам дверного или оконного проема. Кромлех — мегалитическое сооружение эпохи неолита и бронзового века в виде круговой ограды из огромных вертикально поставленных камней. Л Лаги — горизонтально положенные бревна или брусья под настил пола. Лоджия — закрытый с трех сторон балкон. Часто четвертая сторона имеет остекление. М Мануфактура — предприятие, основанное на разделении труда, и ручной ремесленной технике (сер. XVI — посл. треть XVIII вв.). Менгир — отдельный вертикально закопанный в землю камень. Метопы — плиты, заполняющие промежутки между триглифами, украшенные барельефом. Монолитный железобетон — железобетон, укладываемый в виде раствора в специально подготовленные с помощью деревянной или металлической опалубки емкости необходимой конфигурации и набирающий прочность в процессе твердения. 186
Глоссарий Монотонная — состоящая из однообразных цветов или форм. Монохромия — использование одного цвета или его градаций. Монументальное (искусство) — искусство, произведения которого отличаются значительностью идейного содержания, обобщенностью форм, крупным масштабом. Н Нервюры — стрельчатые арки из тесаных камней, создающие каркасную основу крестового свода. Крестовый свод возникает на пересечении двух цилиндрических. Неф — вытянутое помещение, ограниченное с одной или двух сторон рядами колонн. Элемент пространства базилики. Нефов в здании бывает 3 или 5. Нюанс — оттенок, тонкое различие, едва заметный переход (в цвете, звуке, мысли и т.п.). О Ордер — вид архитектурной композиции, художественно переработавший стоечно-балочную конструкцию и имеющий определенный состав, форму и взаиморасположение элементов. Ортогональный — прямоугольный или образующий прямой угол. П Палаццо — итальянский городской дворец-особняк XV–XVIII вв., имевший величественный уличный фасад и внутренний двор с арочными галереями. Панафинеи — в Древней Греции празднества в честь богини Афины. Парусный свод — перекрытие в виде сферы, усеченное с боков плоскостями стен. Периптер — тип древнегреческого храма, прямоугольного в плане, обрамленного с четырех сторон колоннадой. Пилон — башнеобразные сооружения в виде усеченных пирамид, воздвигавшиеся по сторонам входов в древнеегипетские храмы. Пилястра — вертикальный выступ в стене в форме части колонны. Пинакль — завершение контрфорса в готической архитектуре башенкой, выполняющей как декоративную, так и конструктивную роль пригруза контрфорса. Подклет — нижний этаж деревянного или каменного дома, используемый для хозяйственных нужд. Поликлиническая группа — группа помещений лечебного учреждения, функционирующая как поликлиника. Полис — город-государство Древней Греции, место жительства и организация одной общины, жившей автономно в хозяйственном и политическом отношениях. Полис возник в Древней Греции в VIII–VI вв. до н.э. 187
Основы архитектурно-конструктивного проектирования Полносборное домостроение — строительство, осуществляемое из крупных элементов (например, панелей), полностью изготовленных в заводских условиях. На строительной площадке осуществляется только сборка этих элементов. Портик — вынесенная вперед перед входом галерея на колоннах, увенчанная фронтоном. Фронтон — завершение (обычно треугольное) фасада здания, портика, колоннады. Портик — композиция на фасаде здания, образованная рядом колонн, которые несут антаблемент. Пролет — расстояние между несущими вертикальными конструкциями (например, стенами или стойками). Пролет — расстояние между опорами. Пропорции — в архитектуре соотношение величин. Прораб — производитель работ, специалист, отвечающий за ведение строительных работ. Профилировка — придание чему-либо любого профиля. Р Раскреповка — отступление (вперед или назад) от общей плоскости части стены со всеми ее элементами сверху до низу. Рекреация — помещение для отдыха, восстановления сил. С Свая — конструктивный элемент (стойка), вертикально вбитая в землю. Свод — пространственная конструкция перекрытия выпуклой криволинейной формы, имеющая в основе сферическую, цилиндрическую и т.п. поверхность. Селитьба — территория, застроенная кварталами жилых домов с их инфраструктурой. Слуховые окна — окна на скате крыши, служат для освещения и проветривания чердака. Стандартизация — процесс установления и применения стандартов. Стилобат — трехступенчатое подножие древнегреческого или древнеримского храма. Строительные леса — вспомогательные легкие конструкции (из дерева или металла) для осуществления различных видов строительных работ. Стропильная крыша — конструкция, состоящая из стропильных балок, поддерживающих кровлю, на которые укладывается обрешетка (брусок или доска) или настил. 188
Глоссарий Т Теократия — форма правления, при которой глава государства — одновременно его религиозная глава. Термы — в Древнем Риме общественные бани, являющиеся местами общения, развлечения, включающие спортивный комплекс, библиотеку и т.п. Трехчастная — состоящая из трех элементов. Триглифы — трехчастный барельеф в виде прямоугольной доски из тонких прямоугольных выступающих элементов, имитирующий торцы балок. У Унификация — приведение различных размеров (в строительстве — строительных элементов) к наименьшему числу типоразмеров. Утилитарный — сообразующийся с практической пользой, практичный. Ф Фортификация — строительство и использование военных укреплений. Форум — площадь в Древнем Риме, служившая местом собраний и политических действий, судопроизводства и рыночной торговли. Позднее назначение форумов разделилось. Фриз — в ордерной архитектуре — средняя часть антаблемента между архитравом и карнизом. Фронтальный — обращенный лицом к зрителю. Фронтон — треугольное завершение карниза. Ш Шелыга — верхняя линия или хребет свода. Э Эмпирический (опыт) — полученный исключительно чувственным путем. Эркер — полукруглый или многогранный остекленный (с окнами) выступ в стене здания. Проходит по всей высоте или захватывает несколько этажей, обычно кроме первого. Эхин — часть дорической капители в виде перевернутой чаши.
Именной указатель А Агамед 16 Агриппа 22 Адам Р. 45 Альберти Л.Б. 30, 31 Андрэ П. 77 Антуан Ж.-Д. 46 Анфимий из Трал 21, 24, 95, 106 Аполлодор Дамасский 18 Аполлодор 21, 22 Архимед 18 Б Баженов В.И. 40, 48, 49, 51, 52 Барма 35 Барри Ч. 45 Борромини Ф. 35 Бархин Б.Г. 82 Барщ М. 56 Белл А.Г. 173 Бернини Л. 34, 35, 78, 80, 120 Бетанкур А. 54 Бове О.И. 52, 54, Браманте Д. 30, 31, 33 Брунеллески Ф. 30, 32, 33, 107 Буров А. 56 Бухвостов Я.Г. 36, 37 В Веснин А. 56, 58 Веснин В. 56, 58 Виньола Д. 31, 46, 134 Винчи, Л. да 30 Виолле ле Дюк 25 Воронихин А.Н. 49, 52 Витрувий 16, 40, 133, 145 Г Габриэль Ж.-А. 46 Гери Ф.О. 80 Герц Г.Р. 173 Григорьев А.Г. 52, 54, 55 Гинзбург М. 56 Гипподам 17 Голосов И. 58 Гоше Реймский 26 Гренвилль Р. 45 Гропиус В. 58 Д Дедал 16 Деламот В. 48 Джефферсон Т. 46 190 Джокондо Ф. 31 Джонс И. 33 Дубровский О. 118, 119
Именной указатель Е Еропкин П. 38, 39 Ж Жилярди Д.И. 52, 54, 55 Жолтовский И.В. 33, 131 З Захаров А.Д. 52, 79, 104, 113, 114 Земцов М.Г. 38, 39 И Иконников А.В. 124, 127, 128, 132 Иктин 16, 21 Имхотеп 14 Исидор из Милета, мл. 21, 24, 95, 106 Исидор из Милета, ст. 24 Й Йокаяма К. 82, 83 К Казаков М.Ф. 40, 48, 51, 52, 54 Калатрава С. 122, 125 Калликрат 16, 21 Каллий 18 Камерон Ч. 38, 39, 48 Камичья 31 Кваренги Д. 33, 38, 39, 48 Комон Т. де 26 Комон Р. де 26 Кокоринов А.Ф. 48, 52 Конь Ф. 35 Коробов И.К. 38, 39, 40, 52 Л Лабруст А. 46, 47 Ланфан П. 46 Леблон Ж.-Б. 38 Ле Корбюзье 18, 57, 58, 84, 102, 122, 123, 128, 135, 136 Лемерсье Ж. 32 Леонидов И. 56 Луп Ж. де 26 Люзарш Р. 26 М Мансар Ф. 92 Майер Р. 84 Мельников К. 58, 115 Микеланджело Б. 30, 31, 33, 35, 78, 107 Микелоццо ди Бартоломео 31 Мис ван дер Роэ Л. 57, 73, 84, 85, 93 Мичурин И. 39, 40 Мнесикл 16 Мадерна К. 30, 121 Мордвинов И. 39, 40 Н Нервин Л. 145 Николаев И.С. 18, 19, 32, 48, 51, 56 Нимейер О. 59, 80 Нойферт Э. 68, 69 Нэш Д. 45, 46 191
Основы архитектурно-конструктивного проектирования О д ҆ Оннекур, В. 27 д ҆ Орбэ, Ж. 26, 28 Орлов Г. 56 П Палладио А. 31, 33, 34, 96, 97, 113, 115, 134 Парлэ А. 28 Парлэ П. 28 Пачоли Л. 132 Перро, братья 33 Перро Д. 78 Пиано Р. 59, 101 Пифей 16 Поликлет 16 Порта Дж. делла 30, 33, 35 Постник 35 Прикс В. 126 Р Райт Ф.Л. 58, 84, 97, 98, 115 Растрелли В. 38, 39, 40, 48 Рафаэль 30 Реймон Ж. 46, 47 Рен К. 33, 107 Ревис Т. 118, 119 Ринальди А. 48 Роджерс Р. 59 Ройк 16 Росси К.И. 38, 49, 52, 53, 54 С Сангалло А. де 30 Сангалло Дж. де 31, 32, 103 Санмикеле М. 33 Сансовино Я. 31, 33 Свижински Г. 126 Сенмут 14, 15 Скопас 16 Скуратов С. 94, 95 Смитон Дж. 44 Старов И.Е. 52, 53 Стасов В.П. 42, 52, 53 Стратт У. 42 Суфло Ж.-Ж. 47 Т Танге К. 109 Тельфорд Т. 42 Томон Т. де 52 Тон К.А. 54 Торнтон У. 46 Тредголда Т. 44 Трезини Д. 38, 39 Триболо 32 Трофоний 16 У Уолпол Г. 45 Ухтомский Д.В. 40, 48, 51 Уэр А. 45 Ф Фельтен Ю. 48 Феодор 16 Фидий 17 Филон из Элевзиса 18 192 Фиораванти А. 92 Фонтана Д. 30, 33, 35 Фостер Н. 59 Фуллер Б. 108
Именной указатель Х Хазанов М. 113 Ч Чемберс У. 45 Ш Шальгрен Ж. 46, 47, 52 Шуази О. 25 Щ Щусев А.В. 137 Я Янтцен М. 123 Шухов В.Г. 109
Оглавление Предисловие............................................................................................ 5 Введение................................................................................................... 6 Раздел 1. Профессия — зодчий................................................................ 11 1.1. История становления профессии................................................. 11 1.1.1. Эпоха Древнего мира. Египет, Древняя Греция и Рим........ 11 1.1.2. Византийская империя и Европейское Средневековье...... 23 1.1.3. Эпоха Возрождения и барокко............................................. 29 1.1.4. Московское государство ХVI –ХVII вв. и петровская эпоха ............................................................... 35 1.1.5. Эпоха классицизма и Промышленной революции на Западе и в России............................................................. 41 1.2. Профессия зодчего в современном мире..................................... 55 Раздел 2. Основы архитектурного проектирования............................... 61 2.1. Функциональные основы проектирования................................. 61 2.1.1. Функция как основа объемно-планировочного решения... 61 2.1.2. Функциональное зонирование............................................. 62 2.1.3. Функциональная схема здания............................................. 63 2.1.4. Антропометрия и эргономика в архитектурном проектировании........................................ 67 2.1.5. Определение размеров помещений на основе антропометрических и эргономических показателей......... 70 2.2. Основы архитектурной композиции............................................ 71 2.2.1. Архитектура, основные понятия.......................................... 71 2.2.2. Архитектурная композиция и художественные средства ее обеспечения......................... 73 2.2.3. Организация пространства................................................... 74 2.2.4. Организация внутренних пространств здания и их связь с внешним образом здания.................................. 84 2.2.5. Тектоника зданий и сооружений.......................................... 99 2.2.6. Средства гармонизации пространственной формы............ 110 2.2.7. Соразмерность частей и целого в архитектурной композиции............................................... 126 2.2.8. Масштабность. Понятие архитектурного масштаба............ 136 2.2.9. Свет, цвет, фактура в архитектурной композиции............... 140 2.2.10. Архитектурная композиция как прикладная наука и ее практическое применение в проектировании.............. 143
Раздел 3. Основы конструктивного проектирования. Части зданий..... 145 3.1. Основы конструкций зданий........................................................ 145 3.1.1. Части зданий......................................................................... 145 3.1.2. Пять основополагающих конструктивных элементов........ 154 3.1.3. Конструктивные решения малых архитектурных форм...... 158 3.2. Введение в строительную физику................................................ 160 3.2.1. Обеспечение комфортной среды жизнедеятельности человека в здании. Общие понятия...................................... 160 3.2.2. Климат и архитектура........................................................... 161 3.2.3. Инсоляция............................................................................. 162 3.2.4. Введение в строительную теплотехнику.............................. 164 3.2.5. Введение в строительную акустику...................................... 172 Библиографический список.................................................................... 182 Глоссарий................................................................................................. 184 Именной указатель.................................................................................. 190
Учебное издание Забалуева Татьяна Рустиковна Основы архитектурно-конструктивного проектирования Редактор Н.А. Котова Корректор В.К. Чупрова, Н.А. Котова Компьютерная правка О.В. Суховой Макет вклейки М.М. Захаровой Верстка и дизайн обложки Д.Л. Разумного Подписано в печать 30.01.2015 г. И-230. Формат 70×100/16. Усл.-печ. л. 22,63. Уч.-изд. л. 26,5. Тираж 300 экз. Заказ 415 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный строительный университет». 129337, Москва, Ярославское ш., 26 Издательство МИСИ — МГСУ. Тел. (495) 287-49-14, вн. 13-71, (499) 188-29-75, (499) 183-97-95. Е-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru. Отпечатано в типографии Издательства МИСИ — МГСУ. Тел. (499) 183-91-90, (499) 183-67-92, (499) 183-91-44