Архитектура и техника

Дворцовая площадь Петербурга. Величественно возвышается здесь Александровская колонна - памятник победы в Отечественной войне 1812 г., сооруженный по проекту А. А. Монферрана в 1830-1834 гг. Вместе с фигурой ангела она возносится на высоту 47,5 м. Ствол колонны вытесан из одного куска гранита и весит около 600 т. Колонна ничем не укреплена и держится в вертикальном положении только благодаря собственной тяжести. Эту махину установили на площади в течение ста минут с использованием простейших механизмов - кабестанов (особого рода воротов). Однако в подъеме колонны в вертикальное положение участвовало 1440 дюжих гвардейцев, 60 унтер-офицеров, 300 матросов, 15 унтер-офицеров из гвардейского экипажа, а также офицеры из гвардейских саперных частей и строительные рабочие - всего 2,5 тысячи человек.

Прошло немногим более ста двадцати лет. В Москве воздвигнут обелиск тоже "как знак побед, как вестник славы" Отчизны, но уже в покорении космоса. Сооружение выполнено в стальном каркасе и облицовано листами современного "космического" металла - титана, который используется сегодня в авиационной и космической технике. Стометровая конструкция весом 200 т была собрана на земле, а установлена в вертикальное положение всего лишь двадцатью монтажниками...

Сравнение этих двух сооружений характеризует не только современный уровень строительной техники, но и показывает, как строительные конструкции и материалы, соответствуя характеру сооружения, способствуют раскрытию его идейно-смыслового значения. Вряд ли тяжелая глыба гранита смогла бы ярко и, так сказать, зримо выразить подвиг человечества, сумевшего преодолеть земное притяжение и выйти в космос.

Архитектуру невозможно представить отдельно от конструкций и строительных материалов. В самом деле, без глыбы естественного камня и изобретенного способа его установки не было бы дольмена, без обработанного камня и изобретения конструктивной системы из стоек и балок не было бы греческого храма Парфенона, без арки - римского Колизея, без кирпичной кладки - стен и башен Московского Кремля, без металла - Эйфелевой башни, без железобетона - башни Московского телецентра... Этот перечень можно продолжать долго: ведь вся история строительной деятельности человечества дает нам многочисленные примеры взаимного влияния архитектуры и техники. Здесь следует оговориться, что в данном случае мы говорим не о технике вообще, а о строительной технике, хотя как архитектура, так и строительная техника не изолированы от влияния техники в широком смысле этого слова.

Итак, архитектура и техника. Что подразумевается под этими понятиями, в чем их сходство и различие, каково их взаимодействие? Они связаны между собой единым созидательным процессом. В этом процессе архитектура отвечает на вопросы, что и где строить, а техника - из чего, как и каким способом.

Итак, из чего строить? На этот вопрос строительная техника дала ответ еще в глубокой древности, применяя камень, кирпич и бетон. Эти "старейшины" строительства широко используются и в настоящее время, несмотря на бурное развитие промышленности строительных материалов за последние полтора столетия и появление совершенно новых материалов для строительства.

Древнейший кирпич представлял собой широкую, но довольно тонкую плитку и нередко назывался плинфом аналогично наименованию каменных плит. Размеры его были 30Х20Х4 см. Позже вошел в употребление более узкий и продолговатый кирпич размером 30х14х8 см, просуществовавший до XVII в., когда был введен кирпич тех же пропорций, но меньших размеров, а именно 25 X 12Х6 см.

Искусство кирпичной кладки достигло большого совершенства в ряде стран. Русские мастера, например, сумели создать сложнейшие произведения архитектуры с большим разнообразием форм при ограниченном количестве типов кирпичей. Так, храм Василия Блаженного в Москве построен из фигурных кирпичей 18 типов, а церковь Вознесения в селе Коломенском под Москвой - из кирпичей всего 9 типов. Это ли не пример одной из первых попыток унификации строительных изделий!

В начале XIX в. русский изобретатель Н. Булычев применил в Казани полые кирпичи, дающие большую экономию материала. Позже, в 1878 г., в России в виде эксперимента были изготовлены керамические крупноразмерные блоки (по объему равные 24 кирпичам) с большим количеством цилиндрических пустот - "трубчатые кирпичи" профессора А. Ббльмана. Они явились предшественниками современных крупных блоков, вьполненных из железобетона и достигающих нескольких тонн весом.

Бетон как строительный материал появился в глубокой древности.

Термин "бетон" - французская интерпретация латинского слова "битумен" - смола. Это искусственный строительный материал, представляющий собой затвердевшую пластическую смесь на основе вяжущего вещества. Еще за 3600 лет до н. э. в Египте из такого материала была построена пирамида Йимуса. Сохранились остатки и вавилонских бетонных сооружений. Этот материал применяли также древние греки и карфагеняне. Сегодня термином "бетон", кан правило, называют цементные бетоны, полученные из смеси минерального гидравлического вяжущего вещества (преимущественно цемента) с водой и заполнителем (мелким - песок, крупным - гравий, щебень).

В 1867 г. французский садовник Монье, занятый изготовлением больших кадок для цветов, стал их делать не из дорогостоящей во Франции древесины, а из проволоки, обмазанной цементным раствором. После нескольких опытов он убедился, что новые кадки не только дешевле деревянных, но и значительно прочнее их. Так был изобретен армоцемент, положивший начало железобетону.

Дальнейшее историческое развитие строительных конструкций шло по пути технического совершенствования как самих конструкций, так и материалов. Во все времена человек стремился создать такую конструкцию, которая обладала бы равной или большей прочностью, чем ее предшественница, но требовала бы при этом меньше строительных материалов. В этом направлении работают специалисты и сегодня.

Вот наглядный пример. Диаметр купола римского Пантеона - "храма всех богов", сооруженного во II в. н. э.,- составлял 43 м, а толщина сечения купола у основания - 1,8 м. При этом величина диаметра купола Пантеона оставалась непревзойденной для купольных сооружений вплоть до середины XIX в. Современное купольное покрытие такого же диаметра, выполненное из армированного цемента (металлическая сетка, покрытая с обеих сторон бетоном), имеет толщину сечения всего 5-6см! Разница, как видим, внушительная. Рекорд, продержавшийся семнадцать веков, оказался побитым в результате бурного развития строительной техники за последнее столетие. Показателем расхода строительного материала и его прочности является отношение толщины сечения купола к его диаметру. Если в Пантеоне оно составляет 1/24, то в современном куполе того же диаметра - 1/700.

В начале XX в. монолитный железобетон начал уже довольно широко применяться в строительстве. В 1910- 1911 гг. в Петербурге над новым зрительным залом, в котором теперь размещается кинотеатр "Великан", был возведен купол из монолитного железобетона пролетом 31 м. Это рекордное по тем временам сооружение. Первым в мире сборным железобетонным куполом явился экспериментальный купол, построенный в 1910 г. русским инженером П. Соколовым в Павловске под Петербургом. Оригинальная тонкостенная конструкция диаметром у основания 4,26 м, воздвигнутая на поверхности земли, сохранилась до наших дней. Вскоре после постройки купол был использован под погреб-холодильник, а во время Великой Отечественной войны он служил бомбоубежищем.

Целый ряд достижений современной строительной техники вообще не имеет аналогов в истории. С чем, например, можно сравнить здания высотой 400-500 м при сравнительно небольшой площади опоры размером 50х50 м или покрытия зданий, пролет которых (расстояние между опорами) составляет 200-300 м!

А борьба с неравномерной осадкой огромных зданий! Дело в том, что любое сооружение, расположенное на земле, вдается в землю. Против такой осадки невозможно ничего поделать. Специалисты учитывают это явление, а строительные нормы регламентируют размер оседания. Например, у нас в стране для доменных печей, заводских труб и водонапорных башен не считается опасным оседание даже... на 30 см. Но все это допустимо лишь для движения в вертикальном положении. А как быть в случае, если при осадке сооружение накренится, в силу чего изменится направление усилий от веса здания? Ведь это может привести к его разрушению.

В 1941 г. в торговом квартале города Сан-Паоло в Бразилии накренился небоскреб высотой 90 м. Один угол здания вдруг осел на 65 см. Выяснилось, что аварию вызвало строительство по соседству другого здания. Когда без особых предохранительных мер стали рыть для него котлован, грунт из-под небоскреба - мелкозернистый песок - попросту начал пересыпаться в котлован для нового здания.

Крен такой махины - дело нешуточное. К тому же он продолжал увеличиваться. На помощь пришла техника. Правда, один из методов торможения оседаний - нагнетание в грунт цемента и солей алюминия - не дал желаемого результата. Тогда инженеры прибегли к другому весьма оригинальному способу: почву под зданием заморозили до глубины 18 м. Небоскреб теперь покоился на ледяном основании с температурой -20 С. Таким образом, удалось прекратить наклон здания, после чего строители начали его "выправлять". В земле пробурили около сорока глубоких отверстий и залили их бетоном: получились устои. Опираясь на них, мощные прессы грузоподъемностью 600-800 т "выжали" здание в первоначальное положение.

Благодаря развитию техники стала возможна передвижка зданий, имеющая большое практическое значение при реконструкции городов. Мало кто знает, что в России впервые было передвинуто здание еще в начале прошлого века. Об этом рассказал читателям журнал "Русская старина" за 1876 г. Вот как это происходило. В г. Моршанске Тамбовской губернии необходимо было передвинуть церковь. Городские власти обратились за помощью к заморскому специалисту. "Патентованный механик, какой-то иностранец за это запросил такую большую цену, какой никак нельзя было дать ему",- доносил моршанский городничий тамбовскому губернатору 25 марта 1812 г. Дело спас крепостной механик Дмитрий Петров: за небольшую плату он взялся сдвинуть с места деревянную церковь. Начались приготовления. Под церковь подвели толстые бревна и посредством земляной насыпи слегка ее приподняли. Затем сделали под церковью новый бревенчатый фундамент, вроде полатей, а под бревнами установили катки. Всю церковь опутали канатами и скрепили по углам железными болтами. Повинуясь сотням рук рабочих, читаем дальше, церковь "была сдвинута с прежнего своего места на 42 аршина [около 30 метров], и во время этого Движения только крест наверху церкви слегка колебался".

Современная техника позволяет двигать сооружения куда большего размера, чем моршанская церковь, и при этом, разумеется, без использования мускульной силы рабочих. Еще в 30-е годы в процессе реконструкции Москвы понадобилось расширить несколько улиц, в том числе и главную магистраль столицы - улицу Горького. Однако там стояло несколько домов, являвшихся памятниками архитектуры и мешавших проведению работ. Как быть? Оставалось одно: заставить дома "путешествовать". Для передвигаемого здания строили новый фундамент в том месте, куда оно должно было переехать, затем укладывали специальные стальные рельсы от здания до нового фундамента. Здание подрезали снизу, отделяли от фундамента и подводили под сооружение металлическую раму. На этой раме по металлическим каткам здание переезжало на новое место с помощью электролебедок или гидравлических домкратов. Многоэтажное здание Моссовета объемом в несколько десятков тысяч кубометров тогда передвинули на 13,6 м, причем здание находилось в движении всего 40 минут. Еще более дальний путь совершила Глазная клиническая больница, построенная в XVIII в. архитектором М. Казаковым (объем 23400 м3, вес 13300 т). Ее не только переместили на 80 м с улицы Горького в переулок Садовских, но развернули на 90?. Во время путешествия в больнице работал медицинский персонал, производились операции. Таким образом, в результате передвижек домов ширина улицы Горького с 16-18 м увеличилась до 50- 60м.

В послевоенные годы передвижка домов в столице возобновилась. В 1958 г. перехали на 63 м два пятиэтажных корпуса по улице Большие Кочки. В начале 1979 г. было передвинуто здание газеты "Труд" вдоль улицы Горького на 30 м от того места, где оно простояло 75 лет с момента постройки.

В последние годы на помощь строителям все активнее приходит авиация, которая не только доставляет строительные материалы и конструкции в отдаленные и труднодоступные районы страны, но и непосредственно участвует в процессе строительства. Вертолет и царский дворец... Казалось бы, две несовместимые вещи, появление на свет которых разделяют столетия. Однако судьбе угодно было свести их вместе в городе Пушкине под Ленинградом. Здесь при реконструкции Большого дворца вертолет всего за 4 дня заменил 32 деревянные фермы покрытия на металлические. На эту работу даже современному подъемному крану потребовалось бы (с учетом времени на его установку) 45 дней.

Достижения строительной науки и техники неразрывно связаны с архитектурой. Они придают ей новый облик, активно участвуют в формировании ее художественных качеств и эстетических свойств. Но это активное влияние техники на архитектуру происходит не само собой, а при активном непосредственном участии архитектора. Дело в том, что для инженера-конструктора и инженера-строителя созданная им конструкция - цель его работы. Для архитектора конструкция - средство воплощения в жизнь творческого замысла. Поэтому какими бы ни были конструкции рациональными с точки зрения их создателя, для архитектора это лишь исходный материал, который он преобразует, ведя поиск художественной формы в процессе работы над проектом. Во все времена архитектурная мысль, опираясь на технические средства созидания, сама стимулировала развитие строительной техники.

Тесная связь архитектуры и техники тем не менее не снимает специфических различий между ними. Эти различия необходимо знать для того, чтобы правильно оценивать обе составные созидательной деятельности человечества, чтобы правильно оценивать их возможности и пути внутреннего развития. Игнорирование или непонимание различий приводит иногда к переоценке одной составляющей и недооценке другой, а также к предъявлению требований, которые каждая из составляющих (техника или архитектура) не в состоянии выполнить в силу своей природы и специфики.

Техника, как и архитектура, совершенствуется во времени. Однако если развитие техники можно измерить так или иначе качественно и количественно, то измерить совершенство архитектуры нельзя. Архитектура - продукт творчества художника, его чувств и художественных идеалов. Вся эта творческая система во многом индивидуальна и по-своему субъективна, так что не поддается точному измерению. Техника развивается непрерывно, все время "наращивая" свой объем количественно и качественно, принимая в себя все более совершенное, чем было прежде. Путь развития техники - прямое поступательное движение, как, например, в авиации и космонавтике.

Развитие архитектуры идет своим сложным путем. Здесь возможны взлеты и падения, рывки вперед и отступления назад. Преимущества современных автомобилей и авиалайнеров перед их предшественниками начала XX в. очевидны и ни у кого не вызывают сомнений. Но кто может с уверенностью сказать, что выше по красоте форм, творческому звучанию и силе художественного воздействия на зрителя: Парфенон в Афинах или Казанский собор в Петербурге, церковь Покрова на Нерли или капелла Роншан во Франции. Конструкция каждого из сооружений отражает технический уровень своего времени, но разве это может служить критерием их художественных достоинств? Никто не может дать сравнительной оценки архитектуре столь разных сооружений. Да это и невозможно сделать, ибо красота этих памятников мирового зодчества несопоставима так же, как в те условия, в которых они были возведены.

При всем различии архитектуры и техники они нашли основу для взаимодействия - необходимость обеспечения все усложняющихся жизненных процессов человечества. Архитектура для строительной техники стала предметом ее целенаправленного существования, строительная техника для архитектуры - средством осуществления архитектурных замыслов.