Тектоническая архитектурная форма

Тектоникой называют художественную интерпретацию конструкции, образное отражение работы под нагрузкой конструкции и ее материала. Тектонической называется такая модификация конструкции, которая приобретает художественную выразительность, становясь одновременно и архитектурной формой. Сложение тектонической архитектурной формы происходит значительно позже, чем возникает конструкция.

Так, например, древнейшая стоечно-балочная конструктивная система достигла художественного совершенствования лишь в середине первого тысячелетия до нашей эры в зодчестве античной Греции при формировании системы ордеров*. Ордерная система четко разделила все части системы по их конструктивной функции, придав им соответствующую художественную форму. Композиционное единство ордера достигалось пропорционированием его элементов в соответствии с единой величиной - модулем. Модуль принят равным радиусу колонны в ее основании. В античной Греции сложились три ордера: дорический - наиболее строгий и монументальный, ионический - с более утонченными членениями и нарядными формами и коринфский, отличающийся наибольшей утонченностью пропорций и пышностью форм. (рис. 6.13). В древнем Риме состав ордеров дополнен тосканским и композитным, а пропорции ордеров канонизированы (рис. 6.14).

Основными элементами ордера являются вертикальный - колонна и горизонтальный — антаблемент. Колонна увенчана декоративной главой — капителью и имеет профилированное основание - базу**. Антаблемент состоит из трех основных горизонтальных элементов - собственно несущей каменной балки - архитрава, декоративного пояса над ней - фриза и верхнего, вынесенного за плоскость фасада водоотводящего элемента - карниза.

Ордерные композиции являются классическим примером превращения каменной стоечно-балочной конструкции в законченную систему художественных форм, образно отражающих прочность, устойчивость и характер внутренних усилий в конструкции: постепенное нарастание нагрузки к основанию колонны выявлено ее утолщением (энтазисом), вертикальная направленность внутренних усилий подчеркнута каннелюрами (бороздками) на теле колонны, а основной конструктивный узел - стык балки со стойкой - пластически акцентирован капителью колонны.

Стоечно-балочные конструкции из камня, дерева и железобетона отличаются друг от друга по техническим параметрам. Художественная трактовка этих конструкций воплотила специфику их материала. Малое сопротивление растяжению при изгибе каменных балок (архитрава) определило в системе ордера частый шаг каменных колонн, а также небольшой горизонтальный вынос капителей колонн и карниза антаблемента. Большое сопротивление дерева растяжению при изгибе определило в формах деревянного ордера, сложившегося в средние века в странах Центральной и Восточной Азии, большой шаг колонн и большой горизонтальный вынос консолей, поддерживающих свесы крыши (рис. 6.15). В средние века развитие стоечно-балочной системы вылилось в тектоническую систему фахверковых наружных стен - деревянного каркаса с ненесущим оштукатуренным заполнением. Архитектурные формы фахверковых зданий отличаются легкостью, графичностью благодаря контрастной по отношению к заполнению окраске элементов каркаса, откровенным показом основных конструктивных элементов - стоек, подкосов и акцентированием опорных узлов резным деревянным декором. Хорошая работа дерева на изгиб позволила создать в средневековой архитектуре многоэтажных фахверковых домов консольные свесы верхних этажей над нижними (рис. 6.16, а).

В современных несущих конструкциях в связи с переходом от шарнирных к жестким (рамным) узлам ригеля со стойкой при шарнирном сопряжении с фундаментом создаются характерные признаки текноники стоечно-балочной системы - вертикальная опора, сужающаяся книзу, слитность ригеля и стойки в узле сопряжения и т.п.

Изобретение стального проката и железобетона и применение этих материалов в каркасных конструкциях позволили с конца XIX в. перейти к резкому увеличению этажности зданий. В современных многоэтажных каркасных домах в тектонических целях прибегают к обнажению колонн на отдельных участках здания, но чаще всего в нижнем ярусе (рис. 6.16, б), либо к его отражению на фасадной поверхности членением его лопатками и тягами.

Тектоника стеновых конструкций

Тектоника стеновых конструкций (рис. 6.17). Художественная трактовка стеновых конструкций сложилась применительно к каменным стенам ручной кладки. Элементы тектонической системы каменной стены, возникшие в античной Греции, приобрели законченное выражение в эпоху Возрождения в Италии. Техника последовательной укладки камней горизонтальными рядами получила отражение в членении стен горизонтальными профильными элементами - тягами, вычленяющими основание стены (цоколь) и отдельные пространственные слои здания - этажи. Наиболее пластически развитая горизонтальная тяга — карниз - архитектурно завершает стену вверху.

Снизу вверх нагрузка на стены убывает, что позволяет постепенно уменьшать их толщину. Тектонически эта особенность конструкции выявляется изменением отески облицовочных камней; от грубой объемной в нижнем ярусе стены к тонкой плоскостной в вернем.

Характерной особенностью каменной стены является ограничение ширины проемов для сохранения необходимой несущей способности простенков. В связи с этим требуемая освещенность помещений достигается развитием проемов по высоте, а не по ширине. Только в малонагруженных верхних ярусах стены возможно уменьшение ширины несущих простенков и увеличение проемов. Тектонически это подчеркивается более сложной формой и декоративным обрамлением крупных проемов верхних этажей. В современной архитектуре фасадные стены часто теряют несущую функцию (нагрузки воспринимает каркас), что послужило основанием для формирования «атектонич-ных» композиций фасадов, подчеркнутых ленточными окнами, либо полностью стеклянной витражной стеной (см. рис. 6.16, б и 6.18).

Тектоника арочных и сводчатых конструкций

Тектоника арочных и сводчатых конструкций (рис. 6.19). В эпоху Древнего Рима арочные и сводчатые конструкции из камня и бетона получают не только техническую, но и тектоническую разработку. В инженерных сооружениях тектоника арочных систем проявляется в ритмическом сочетании различных арочных ярусов и кратности их пролетов, а в гражданских зданиях дополняется завершенной системой профилировки импостов и архивольтов - идентичным профильным венчанием опорных пилонов и обрамления арки. При одинаковых пролетах, нагрузках и высоте смежных полуциркульных арок их распор взаимно погашается, что позволяет заменить массивные опоры арок колоннами, несущими только вертикальную нагрузку. Соответствующая этой конструкции тектоничная система аркады на колоннах получает широкое распространение в архитектуре начиная с раннего средневековья. Аркада на столетия утверждается в архитектуре как функционально целесообразное средство организации полуоткрытых (обходные галереи на площадях и улицах, в дворцовых, монастырских и храмовых двориках-клуатрах) и закрытых пространств (объединение пространства смежных конструктивных пролетов в дворцах и храмах) с заменой глухой стены отдельными опорами.

Применение аркады позволяет заменить плоскую преграду отдельными столбами. Использование крестовых сводов позволяет заменить опорный периметр стен четырьмя столбами. Применение системы крестовых сводов, изобретенных в Древнем Риме в IV в. н.э., позволило перекрывать и объединять внутренние пространства площадью в сотни квадратных метров.

В Средние века сводчатые покрытия получили завершенную конструктивную и тектоническую форму в составе каменной сводчато-каркасной системы при строительстве храмов в эпоху романики и готики (XII-XVbb.). Для перекрытия храмов, содержавших три - пять продольных пролетов (нефов), применялась повторяющаяся связанная система из пяти-девяти цилиндрических крестовых сводов (романская травея) или трехпяти стрельчатых (готическая травея).

Меньшая величина распора в каркасно-ребристых стрельчатых крестовых сводах по сравнению с применявшимися в романике цилиндрическими сплошного сечения позволила существенно уменьшить нагрузку на несущие конструкции и увеличить высоту внутреннего пространства готических храмов до 30-40 м.

Готические стрельчатые крестовые своды имеют каркасную конструкцию из каменных ребер — нервюр, расположенных вдоль стыков и по краю распалубок. Вертикальные и горизонтальные усилия от покрытия передаются в отдельных точках пересечения нервюр на внутренние столбы, наружные наклонные арочные ребра (аркбутаны) и наружные столбы - контрфорсы, образующие каменный каркас в плоскости и из плоскости наружных стен. В связи с этим свободное пространство между столбами оказалось возможным заполнить колоссальными окнами из цветного стекла - витражами, Тектоническая выразительность каркасного расчленения конструкций готического храма (свода - на ребра и распалубки, стены - на отдельные столбы и витражи заполнения между ними) подчеркнута контрастом цвета и материала этих элементов.

Внедрение железобетонных арочных и сводчатых конструкций в XX в., благодаря высокой несущей способности материала, позволило резко уменьшить стрелу подъема и изменить тектонику сооружений (рис. 6.19, з,и).

Тектоника купольных покрытий

Тектоника купольных покрытий, сложившаяся в каменном зодчестве античности, практически сохранилась до ХХв. Ей присуще высокая стрела подъема, доходящая до величины радиуса купола. Такой подъем позволяет сократить величину распора массивной каменной конструкции, который передают на кольцо несущих стен (при круглом плане подкупольного пространства) или на паруса и устои (при квадратном плане см. рис. 5.11 и рис. 5.12). Характерно, что во второй половине XIX в. и в начале XX в. несмотря на внедрение стали и затем железобетона архитектурные формы новых купольных сооружений остаются традиционными. Но к середине XX века происходит своеобразный бум купольных форм: возникают тонкостенные гладкие, граненые, волнистые, складчатые железобетонные купола, ребристые и сетчатые из стали и клееной древесины. Окончательно современная тектоника тонкостенных железобетонных куполов с низкой стрелой подъема складывается к середине 50-х гг. в творчестве П. Л. Нерви и Ф. Торрохи (рис. 6.20). Таким образом, как и на протяжении всей истории зодчества эстетическое освоение новых конструктивных форм существенно запоздывает.

Тектоника висячих систем

Тектоника висячих систем новое явление в современной архитектуре. Изобретенные С. Шуховым в конце XIX в. висячие системы получили относительно широкое внедрение после Второй мировой войны, когда возникла необходимость строительства и применения экономичных большепролетных перекрытий при возведении аэровокзалов, крытых спортивных залов и рынков, выставочных павильонов и др.

Внедрены многочисленные варианты висячих систем. Среди них далеко не все получили тектоническую трактовку. Так например, мембранные и двухпоясные системы покрытий с плоским опорным контуром, примененные в Олимпийских Дворцах спорта Москвы и С.-Петербурга, в Бауманском рынке в Москве (рис. 6.21, а), не отражены в объемных композиции этих зданий.

В то же время тектоничный характер могут получить здания как с покрытиями плоскостной висячей системы за счет выразительной формы несущих устоев (рис. 6.21, б), так особенно, с пространственным покрытием на несущем контуре пространственной формы (рис. 6.21, в). Применение висячих покрытий способствует формированию не только новаторской объемной формы, но и необычной (и наиболее экономичной) композиции интерьера (рис. 6.22).

Примечания

* От латинского ordo - порядок, строй.

** База колонны отсутствует только в греко - дорическом ордере.