Главная  Свойства 

 

Этапы художественного конструирования

 

Археологические раскопки в области Этеменан на территории древнего Вавилона раскрыли основание огромного сооружения, которое многие историки считают прототипом библейской Вавилонской башни. Значительные размеры в плане и толщина стен подкрепляют подобное мнение, Большое впечатление производит строительный материал, из которого выполнено это внушительное для своего времени сооружение, необожженный кирпич. Для нас ясно, что его судьба была предрешена, что оно просто не могло не разрушиться под действием огромного собственного веса и при активном влиянии дождей и ветров. Неизвестна точная высота, вершина, которой достигли древние строители, но при таком ненадежном материале вряд ли она была особенно большой. Вавилонская башня была первым известным случаем драматического конфликта между стремлениями человека и его ограниченными техническими возможностями.

 

Древний человек не был ни трусливым, ни глупым. Большинство цивилизаций от крито-микенской до позднеримской обладали достаточными знаниями и опытом, которые позволяли им успешно бороться с капризами природы, отстаивать свое право на существование в скромных географических рамках внутри огромного, таинственного и негостеприимного мира. Древние люди владели огнем, делали керамику, плавили металл, пересекали моря и даже океаны на маленьких деревянных суденышках, движимых силой ветра или их собственными силами, пользовались плугами, весами, нивелирами, отвесами, угломерами, циркулями, пилами, клещами, топорами, сверлами, ножницами. Они строили сооружения, которые и сегодня удивляют нас своими масштабами и прочностью. Некоторые из них, несомненно, замечательны и с эстетической точки зрения. Но . . . если мы рассмотрим их с современных технических позиций, они могут удивить нас только своей наивностью, полным пренебрежением многими основными законами механики и элементарными строительными правилами.

 

Прекрасные арки древнеримских виадуков свидетельствуют не столько об изощренном эстетическом вкусе, сколько о весьма ограниченных занятиях. При тех же технических возможностях, но -при наличии известного инженерно-теоретического аппарата можно было достичь гораздо большего. Так, например, римляне не знали наиболее рациональных линий сводчатого покрытия и придерживались самой простой геометрической формы округлой. Римские строители, несомненно, располагали неплохой информацией о качественной стороне невидимого конфликта между нагрузкой и конструкцией, но о количественной его стороне не знали почти ничего. В противном случае их арки не имели бы столь малых размеров. Кому нужно было строить водопроводы, рассчитанные на тысячелетия службы? Тот факт, что множество римских акведуков сохранилось до наших дней, говорит только о чудовищном превышении необходимых размеров, связанном с огромным перерасходом человеческого труда и строительных материалов.

 

Более того, древние римляне не были знакомы с основными положениями гидравлики. Они считали, что если водопровод не связывает источника с потребителем посредством определенного постоянного уклона (по Витрувию, около 1 : 10 , то вода независимо от естественного напора не потечет. Все долины и овраги, испещренные трассами их водопроводов, все естественные неровности местности преодолевались самым сложным и трудоемким образом — с помощью акведуков. Именно незнание было оплачено строительством сотен тысяч акведуков, некоторые из которых были двух-и трехъярусными. И при всем этом мы, вместо того чтобы возмущаться, восхищаемся ими.

 

Дерево, камень, сырой или обожженный кирпич вот единственные строительные материалы человечества в течение многих тысячелетий и даже еще 150-200 лет назад. О внешнем виде и формах самых первых сооружений мы можем только гадать: почти наверняка они были из мягкого и легко обрабатываемого даже каменными орудиями дерева, почему и не сохранились до наших дней. Только камень является устойчивым свидетельством первых серьезных опытов человека как строителя.

 

Вероятно, наиболее древними сооружениями, сохранившимися до наших дней, являются погребальные постройки людей каменного века -долмены. Их название происходит от бретонских слов дол — стол и мен — камень. Они представляют собой четырехугольник из грубых монолитных каменных стен, покрытых цельной плитой. И сегодня вызывает удивление, как могли быть смонтированы покрывающие их плиты массой 17 т, которые к тому же точно уложены в уступы, сделанные в верхнем крае стен.

 

Одно из древнейших сохранившихся сооружений (назначение которого пока неясно) кромлех у города Солсбери в Англии. Его название происходит от бретонских слов кром круг и лех -камень. Огромные 7-8-метровые каменные столбы вкопаны в землю так, что образуется правильный круг диаметром в несколько десятков метров. На столбы по всему периметру круга уложены продолговатые каменные блоки, прочно соединенные со столбами с помощью выдолбленных в камне желобов и шипов. С инженерной точки зрения можно отметить, что эти балки перекрывают пролет около 3 м при высоте элемента, приблизительно равной 1/2 пролета. Однако гораздо более впечатляюще другое: как были принесены, подняты и смонтированы эти многотонные громады при примитивной технике древних?

 

Всякий народ и всякая цивилизация строили из того материала, которым они располагали. Применение каждого из трех строительных материалов не было связано с каким-либо определенным уровнем технического развития; решающее значение имели в основном географические условия. Для японцев, например, в течение многих веков практически существовало только дерево, а для китайцев дерево и кирпич. Арабы пользовались исключительно кирпичом, сначала сырым, а затем и обожженным, тогда как древние индусы одинаково успешно включали в свой строительный арсенал все три материала. В Египте дерево было роскошью. Произростающие там пальмы и тростники не годились для строительных целей, а залежи камня находились очень далеко. Многие века основным строительным материалом египтян была глина, из которой изготовлялся необожженный кирпич. Во время строительства в качестве раствора использовали сырую глину, а дерево весьма экономно употребляли только для усиления глиняных стен. Конструктивные формы, насколько можно о них говорить, были элементарными: несущие стены и плоское или слегка наклонное покрытие. Своды были еще неизвестны.

 

Пресловутые пирамиды (все же со временем и ценой неимоверных усилий египтяне добрались до камня), которыми мы вроде бы должны восхищаться, с конструктивной точки зрения крайне неинтересны. Массивное тело пирамиды не оставляет места для проблем устойчивости, прочности и деформаций. Из немногих возможностей камня используется лишь приблизительно 1/10 Ничего особенно примечательного нет и в соединении деталей этих построек. Без всяких угрызений совести можно сказать, что строительные проблемы в древнем Египте имели чисто технологический характер.

 

Гораздо более интересно, с нашей, несколько необычной точки зрения, обстояло дело в междуречье Тигра и Евфрата. Месопотамия, колыбель нескольких исключительных цивилизаций, представляет собой единую платформу из насосных отложений без всяких следов камня. У ассирийцев, вавилонян и шумеров не было другого выбора в их распоряжении был только кирпич. В качестве раствора использовалась глина или асфальт. Покрытия были легкими, из дерева; в этих местах впервые встречается и кирпичный свод.

 

Геологическая предопределенность наложила особый отпечаток на фундаменты больших зданий и дворцов Месопотамии. Слабая несущая способность почвы требовала большой площади для передачи нагрузки и точного учета возможного оседания грунта. Дворец в Хорсабаде (построенный в 722-705 гг. до н. э.) покоился на прообразе нынешней фундаментной плиты, имевшей толщину 14 м! Огромный фундамент был выполнен из сырого кирпича.

 

Здесь же, но уже во времена вавилонской цивилизации начали строить первые сооружения башенного типа (зиккураты) культового назначения. Среди них найдена мифическая башня, с которой мы начали свой рассказ. Она является первым документированным (хотя и в библии) случаем строительной катастрофы. Впрочем, рост конструктивизма в строительстве древности при его эмпиричности и интуитивности был, вероятно, оплачен ценой многих строительных катастроф. Об этом недвусмысленно говорит дошедший до нас кодекс законов вавилонского царя Хаммурапи, который среди всего прочего затрагивает и этот деликатный вопрос:

 

§ 22 Если строитель построит для кого-нибудь дом и случится так, что его создание будет недостаточно прочно и упадет, и если при этом погибнет домовладелец, то строитель должен быть казнен.

 

§ 23 . . . если погибнет ребенок домовладельца, ребенок строителя должен быть убит.

 

§ 23 ... если погибнет раб домовладельца, строитель должен возместить потерю .

 

С методологической точки зрения в строительстве древних народов замечательно то, что в их сооружениях отсутствует конструкция в чистом виде.

 

Необходимость перекрывать определенные пространства проводила к столкновению строителей с невидимыми силами гравитации, с необходимостью специальных мер для ее преодоления. Появились балочные перекрытия и деревянные балочные ростверки (Греция), своды и купола (Восток). Но они одновременно выполняли и ограждающую, и несущую функцию точно так же, как и стены здания. В принципе о конструкции в нынешнем смысле можно говорить тогда, когда данный элемент или группа взаимосвязанных элементов используется исключительно как несущая система. Если мы будем отталкиваться от этого, вероятно, неполного определения и поищем что-нибудь , отвечающее ему, то непременно придем к колонне.

 

Первым исключительно несущим элементом в составе здания была колонна, появившаяся еще во время крито-микенской цивилизации. Мы абстрагируемся от ее эстетических функций: не обращаем внимания на то, что она рождена не целесообразным стремлением к освобождению внутреннего пространства, а суетным стремлением .к яркости и богатству фасада. Для нас важно одно: когда-то, в глубине тысячелетий, в недрах таинственной крито-микенской культуры, человек впервые обратился к элементу, который ничего не ограждает, а только несет. С инженерной точки зрения колонна предназначена исключительно для восприятия и передачи на основание определенной вертикальной нагрузки.

 

Греческие храмы представляют собой замечательные образцы не только древней архитектуры, но и древнего строительного искусства. Типичный греческий храм это прямоугольное помещение с легким покрытием, окруженное помпезной колоннадой, обычно по всему периметру здания. В доклассический период греки строили из сырого или обожженного кирпича и грубо обработанного камня, но в последующую эпоху почти исключительно из камня. Это были такие твердые породы камня, как мрамор, который к тому же не терпит соединения с помощью раствора, что вынуждало тогдашних строителей очень точно его обрабатывать, поскольку иначе опирание происходило бы в отдельных точках и возникала бы опасность растрескивания блоков.

 

Но Греция находится в опасной сейсмической зоне, и древние строители хорошо понимали это. Они соединяли отдельные блоки металлическими скобами, спаянными с камнем с помощью олова.

 

Небольшие колонны были монолитными, а более крупные состояли из нескольких каменных элементов, связанных изнутри металлическими прутьями. Для этого в камне выдалбливались глубокие отверстия, в местах стыков требовалось их точное совпадение (одно против другого). Усиление оказывалось полностью скрытым, так что даже трудно было заметить швы. На смену сравнительно простым в архитектурном и конструктивном отношении дорическим колоннам пришли значительно более стройные коринфские и ионические, в которых благодаря хорошему интуитивному пониманию строителями внутренних сил и их траекторий полнее использовался материал. Эти колонны уже имели базу, которая способствовала более равномерному распределению нагрузки на основание.

 

На колонны укладывались архитравы (в конструктивном отношении — монолитные каменные балки), с помощью которых преодолевались определенные расстояния между опорами. У Парфенона они достигают 2,5 м, а у других древнегреческих построек в афинском Акрополе — 6 м. Такой значительный для простой каменной балки пролет архитектор Мнесикл (437 г. до н. э.) обеспечил благодаря своеобразному армированию: в нижнем крае балки в специально выдолбленных желобах укладывались металлические прутья, которые заливались расплавленным оловом. Насколько все это было эффективно — другой вопрос, но факт остается фактом: древний строитель имел представление об изгибе, о растягиваемой и сжимаемой зонах и усомнился в прочности камня на растяжение. При архитравах с большими пролетами прибегали к составным балкам, которые ставились одна на другую и работали независимо одна от другой. Верхние балки были шире нижних, и таким образом оформлялась основа карниза.

 

Древние греки не знали или не признавали свода. Римляне же возвели его чуть ли не в культ. Мосты, акведуки, бани, дворцы, базилики -кирпичные и каменные арки и своды были наиболее распространенной конструктивной формой на территории Рима. Сначала римское строительное искусство было компилятивным и базировалось главным образом на греческой основе. Но, как можно видеть, оно включало и нечто новое и даже оригинальное, например массивные кирпичные стены. В качестве связующего вещества использовался более надежный известковый раствор. Между двумя независимо одна от другой возводимыми стенами насыпался балласт, связанный известковым раствором; при достаточно большой высоте оба слоя стены соединялись кирпичными диафрагмами. Такой несложный тип строительства, в отличие от точно обработанных и отшлифованных камней древних греков, превратил римское строительство в массовое. Ни одна древняя цивилизация не знала таких огромных масштабов строительства, таких крупных, долговечных и дешевых сооружений. Во времена императора Константита, например, водном только Риме насчитывалось 1800 дворцов, 11 общественных бань, 10 базилик, 36 триумфальных арок, множество храмов, амфитеатров и больших частных домов.

 

Одно из наиболее замечательных каменных сооружений древности -храм Юпитера в городе Гелиополисе (Малая Азия). Таких храмов не было даже в самом Риме. При площади застройки 7000 м2 (равной футбольному полю) по периметру были установлены 62 колонны высотой до 20 м. Фундаментом служил огромный искусственный массив из камня, выполненный в незапамятные времена анонимным автором (знаменитая Баалбекская терраса). В северо-западном углу фундамента уложены три каменных блока по 850 т. Это самые тяжелые каменные блоки, применявшиеся когда-либо в истории человечества.

 

В целом процесс художественного конструирования можно разделить на четыре этапа.

 

На исследовательском этапе проводится сбор материала на основе отечественной и зарубежной информации (литература, фотоснимки, проспекты, техно-конструктивные характеристики и т. п..) и его анализ, изучение аналогичных образцов изделий (в натуре или по литературным источникам).

 

Гармония человека и предметной среды — основная задача, которой подчинены все стороны дизайнерского творчества.

 

Второй этап — поисковый, во время которого дизайнер с помощью эскизов (графических и объемных) находит принципиальное художественно-конструкторское решение. После анализа возможных вариантов решения выбирается наиболее оптимальный вариант.

 

Первый этап — исследовательский. Он начинается с технического задания, содержащего информацию о функциональном назначении и условиях эксплуатации проектируемого изделия, основные технические данные (габариты, материалы и пр.).

 

На четвертом этапе — рабочего проектирования — выполняются чертежи общего вида изделия, его конструкции, шаблонов, рабочая модель изделия (если требуется) и составляются технологические карты на изготовление по операциям.

 

Таким образом, исследовательский этап образует основу процесса дизайнерского проектирования, в ходе которого главную цель художника-конструктора составляет форма изделия, ее связь с функцией и конструкцией, ее приспособление к человеку и материальной среде.

 

Третий этап — проектный, когда в определенных масштабах выполняются чертежи в ортогональных и перспективных проекциях. Удобно разрабатывать чертежи и выбирать технологию изготовления по изготовленному на втором этапе объемному макету в масштабе или в натуральную величину.

 

При предполагаемом серийном выпуске данного вида изделия возможен этап натурных испытаний образца или образцов.

 



Фундаменты на проса дочных грунтах. Кровли из асбестоцементаых плоских и волнистых листов. Кровли из мягких материалов. Крыши бань и саун. Легированные стали и твердые сплавы. Малярные работы. Материалы и изделия из горных пород.

 

Главная  Свойства 



0.0007