Бронзовый век и ранние городские культуры.
Именно культуры долин великих рек, включая Нил, Тигр и Евфрат, Инд и Хуанхэ, с их интенсивным сельским хозяйством, основанным на ирригации, создали первые сообщества, достаточно большие, чтобы их можно было назвать городами. Эти города были построены с использованием новой строительной технологии на основе глины, доступной на берегах рек. Уплотненные глиняные стены прежних времен были заменены стенами, построенными из сборных блоков: сырцовых кирпичей. Это представляло собой серьезный концептуальный переход от свободных форм утрамбованной глины к геометрической модуляции, создаваемой прямоугольным кирпичом, и планы зданий также стали строго прямоугольными. Кирпичи изготавливались из глины и соломы, образуя четырехстороннюю деревянную раму, которую снимали после того, как испарение достаточно затвердело. Затем кирпичи тщательно высушивались на солнце. Солома служила армированием и удерживала кирпич вместе, когда в процессе сушки появлялись неизбежные усадочные трещины. Кирпичи укладывались в стены с помощью влажного глиняного раствора, а иногда и битума, чтобы соединить их вместе; проемы, видимо, поддерживались деревянными перемычками. В теплом и сухом климате речных долин выветривание не было серьезной проблемой, и сырцовые кирпичи оставались открытыми или покрытыми слоем глиняной штукатурки. Крыши этих ранних городских построек исчезли, но вполне вероятно, что они поддерживались деревянными балками и были в основном плоскими, поскольку в этих районах выпадает мало осадков. Такие конструкции из сырцового кирпича или самана до сих пор широко используются на Ближнем Востоке, в Африке, Азии и Латинской Америке. Позже, около 3000 г. до н.э., в Месопотамии появился первый обожженный кирпич. В этих культурах с некоторого времени развивалось керамическое гончарное дело, а приемы обжига применялись к кирпичам, изготовленным из той же глины. Из-за дороговизны рабочей силы и топлива обожженный кирпич поначалу использовался только в местах с наибольшим износом, таких как тротуары или верхние части стен, подверженные атмосферным воздействиям. Их использовали не только в зданиях, но и при строительстве канализации для отвода сточных вод из городов. Именно в крышах этих подземных водостоков обнаружены первые сохранившиеся настоящие кирпичные арки, скромное начало того, что впоследствии стало основной структурной формой. Примерно в то же время в месопотамских гробницах появились кокошники и купола из известнякового щебня (рис. 1). Консольные своды состоят из рядов каменной кладки, расположенных так, что каждый ряд немного выступает за пределы нижнего, при этом две противоположные стены встречаются наверху. Арка и свод, возможно, использовались в крышах и полах других зданий, но никаких образцов этого периода не сохранилось. Хорошо развитая технология кладки в Месопотамии использовалась для строительства крупных сооружений из огромной массы кирпича, таких как храм в Тепе Гавра и зиккураты в Уре и Борсиппе (Бирс Нимруд), высота которых достигала 26 метров (87 футов). . Эти символические здания положили начало архитектуре этой культуры.
Развитие технологии обработки бронзы, а затем и железа в этот период привело к созданию металлических инструментов для обработки дерева, таких как топоры и пилы. Таким образом, для валки и обработки больших деревьев требовалось меньше усилий. Это, в свою очередь, привело к новым разработкам в строительной технике; древесину распиливали и формовали, распиливали на квадратные столбы, распиливали на доски и раскалывали на черепицу. Бревенчатое строительство появилось в лесных районах Европы, а деревянный каркас стал более сложным. Хотя раскопанные останки фрагментарны, несомненно, в этот период были достигнуты значительные успехи в технологии древесины; некоторые продукты, такие как распиленная доска и гонт, используются до сих пор.
Каменное строительство в Египте.
Как и другие культуры великих речных долин, Египет строил свои города из сырцового кирпича; обожженный кирпич появился здесь только во времена Римской империи. Древесину использовали экономно, поскольку ее никогда не было в изобилии. Его использовали в основном на крышах, где обильно дополняли камышом. Лишь несколько королевских зданий были построены с деревянным каркасом. Именно на этом унылом фоне бесконечных домов из сырцового кирпича возникла новая технология строительства из тесаного камня в храмах и пирамидах IV династии (ок. 2575 – ок. 2465 до н. э.). В Египте, в отличие от Месопотамии или долины Инда, были превосходные залежи камня, обнаженные над землей; Известняк, песчаник и гранит были доступны. Но добыча, перемещение и обработка камня были дорогостоящим процессом, а добыча камня была государственной монополией. Камень возник как элитный строительный материал, используемый только для строительства важных государственных зданий. Египтяне разработали тесаный камень для использования в царских погребениях не только из-за его прочности, но и долговечности. Казалось, это лучший материал, который мог бы предложить вечную защиту ка фараона, жизненной силе, которую он получал от бога Солнца и посредством которой правил. Таким образом, камень имел б имеет функциональное и символическое значение. В рамках давней традиции кирпичной кладки каменное строительство появилось внезапно, с небольшим переходом. Кирпичные гробницы мастаб первых царей и знати внезапно уступили место каменной технике церемониального комплекса царя Джосера в Саккаре, строительство которого связано с его советником и строителем Имхотепом. Это сооружение несколько любопытных и неопределенных форм, но отличающееся большой элегантностью в исполнении и деталях. Он состоит в основном из массивных известняковых стен, окружающих ряд внутренних дворов. Стены имеют извилистые поверхности, напоминающие гробницы мастабы, с муляжами дверей, есть даже целые муляжи построек из цельного камня. В комплексе имеется большой вестибюль с крышей, поддерживаемой массивными каменными перемычками, опирающимися на ряды коротких флигелей, выступающих из ограждающих стен. Отдельно стоящих колонн нет, но на концах стен флигеля появляются зарождающиеся рифленые колонны, а из стен дворов выступают зацепленные 3/4 колонны. В комплекс также входит первая пирамида, созданная из последовательно уменьшающихся мастаб. Все эти элементы построены из небольших камней, с которыми может справиться один или два человека. Он представляет собой уже высокоразвитую технологию, включающую сложные методы добычи, транспортировки и обработки камня.
Строительный процесс начался на карьерах. Большинство из них были открытыми, хотя в некоторых случаях туннели удлинялись на несколько сотен метров вглубь скал, чтобы добраться до камня самого высокого качества. При извлечении осадочных пород главным инструментом была кирка каменщика с металлической головкой массой 2,5 килограмма и рукояткой длиной 45 сантиметров. С помощью этих кирок вокруг прямоугольных блоков вырезались вертикальные каналы шириной с человеческий рост, обнажая пять лиц. Окончательное отделение шестого забоя было выполнено путем просверливания в скале рядов отверстий металлическими лучковыми сверлами. В ямы вбивали деревянные клинья, чтобы полностью их заполнить. Клинья были залиты водой, которую они впитали и которая заставила их расшириться, вырывая камень из его ложа. При добыче магматических пород, таких как гранит, который намного тверже и прочнее известняка, кирка каменщика дополнялась шариками долерита массой до 5 килограммов, которые использовались для разрушения породы путем ударов и расколов. Гранит также сверлили и распиливали с помощью абразивов, а при раскалывании использовали расширяющиеся деревянные клинья. Египтяне смогли перемещать блоки весом до 1 000 000 килограммов из карьеров на отдаленные строительные площадки. Это было поразительное достижение, поскольку их единственными механизмами были рычаги и грубые деревянные сани, которыми управляли массы людей и тягловых животных. Колесных транспортных средств не было до 1500 г. до н.э., и они никогда широко не использовались в строительстве. Однако большинство карьеров находились недалеко от Нила, и для перевозки камня также широко использовались лодки. На строительной площадке необработанные камни были тщательно обработаны до их окончательной формы, уделяя особое внимание их открытым поверхностям. Это делалось металлическими долотами и молотками; Для проверки точности работы использовались угольники, отвесы и линейки. Эти инструменты оставались стандартными до 19 века. После первого появления небольших камней в Саккаре их размер начал увеличиваться, пока не достиг циклопического масштаба, обычно ассоциирующегося с египетской каменной кладкой примерно во время строительства пирамид. Несмотря на большие нагрузки, которые создавали каменные конструкции, фундаменты имели на удивление дрянной и импровизированный характер, сложенные из мелких блоков камня низкого качества. Лишь во времена 25-й династии (ок. 750–656 гг. до н. э.) важные здания размещались на подземной (подземной) платформе из каменной кладки толщиной в несколько метров.
(Мы продаем куб бетона по цене производителя с доставкой своим транспортом! Доставим бетон автобетоносмесителем в Новороссийске, Анапе, Геленджике и по Краснодарскому краю.)
У египтян не было подъемных механизмов, позволяющих поднимать камни вертикально. Обычно считается, что кладка последовательных рядов кладки осуществлялась с помощью земляных или сырцовых пандусов, по которым камни перетаскивались на свои места в стенах с помощью мускульной силы животных и человека. Позже, когда пандусы были сняты, они служили каменщикам платформами для окончательной отделки каменных поверхностей. Остатки таких пандусов до сих пор можно увидеть в недостроенных храмах, строительство которых было начато в период Птолемеев. Камни обычно укладывались на слой раствора из гипса, песка и воды, который, возможно, действовал скорее как смазка, прижимающая камень к месту, чем как связующий агент. Между блоками также ограниченно использовались металлические анкеры «ласточкин хвост». Великие пирамиды Гизы, самая высокая из которых достигла высоты 147 метров (481 фут), являются чудесным технологическим достижением, и их визуальное воздействие ошеломляет даже сегодня; только в 19 веке были построены более высокие постройки. Но они также представляют собой тупик в массивном каменном строительстве, которое вскоре перешло в сторону более легких и гибких каменных каркасов и создания больших внутренних пространств. Отдельно стоящая каменная колонна Русские опорные каменные балки впервые появились в царских храмах, связанных с пирамидами около 2600 г. до н.э. Квадратные гранитные колонны с тяжелыми гранитными перемычками имели длину от 3 до 4 метров (от 10 до 13 футов); Пространства между перемычками были перекрыты массивными гранитными плитами. В этих сооружениях абстрактное представление о деревянных каркасах ранних королевских зданий было воплощено в камне.
Хотя камень более долговечен, чем древесина, он существенно отличается по структурной прочности. Камень гораздо прочнее на сжатие, чем древесина, но слабее на растяжение. По этой причине камень хорошо подходит для колонн, которые можно сделать очень высокими — например, 24 метра (80 футов) в великом храме Амона-Ра в Карнаке. Но каменные перемычки, проходящие между колоннами, ограничены напряжением, которое они создают на своих нижних поверхностях; их максимальный пролет составляет около 5 метров (16 футов). Таким образом, для более длинных пролетов требовалась другая структурная форма, позволяющая использовать более высокую прочность камня на сжатие. Но арка, которая при сжатии могла охватывать большее расстояние, оставалась ограниченной канализацией и подземными крышами гробниц мелких чиновников. Итак, возможно, египетские каменщики, возможно, все еще помнили о деревянном каркасе здания, довольствуясь исследованием ограничений аналогичного каменного каркаса в серии великих храмов, построенных во времена Нового царства (1539–1075 гг. до н.э.) в Карнаке. и Луксор, кульминацией которого являются элегантные лоджии храма царицы Хатшепсут в Дайр аль-Бахри. Установленная ими парадигма каменного храма просуществовала до конца классического мира.