Людство будує стільки, скільки існує. Потреба облаштувати собі зручне, тепле, надійне і безпечне житло підштовхувала нас постійно обробляти природні й винаходити штучні матеріали. Як використовували каміння, дерево, глину і скло в давнину і які технологічні новинки пропонують сучасні розробники, розповідає Віра Степанян.

Пам’ятки архітектури різних часів та різних народів дають нам змогу комплексно уявити умови життя окремих соціальних груп в найрізноманітніших аспектах: панівну систему ідей, народні традиції, побутові умови, естетичні особливості, виробничу техніку і технології.

Культурний і цивілізаційний розвиток людства тісно пов’язаний з удосконаленням типів та різновидів будівель, винаходженням і засвоєнням матеріалів для них. Одні будівельні матеріали використовують у первісному вигляді до сьогодні, інші — постійно змінювались. Історичні конструктивні системи — стіни, опори, балки, склепіння стикались із новими завданнями і вимогами, отже характер конструкцій головним чином визначався технологічними особливостями будівельних матеріалів. До прикладу, середньовічні замки довгий час зводились цілковито з каменю, хоча деякі ранньосередньовічні замки були дерев’яними. Великі кафедральні собори з високим склепінням також використовували камінь як будівельний матеріал, тоді як провінційні собори часто будувались з деревини, і багато в чому не поступались в естетичному плані шедеврам кам’яного зодчества, вносили унікальні конструктивні рішення. З часом цегла, широко використовувана для кладки стін, дедалі більше витісняла камінь. В наш час нових винаходів та потреб за рахунок нової індустріальної технології відбуваються кардинальні зміни у будівництві.

Камінь

Одним з найдавніших будівельних матеріалів є натуральний камінь. Всесвітньо відомими є прадавні мегалітичні споруди, значна концентрація котрих зосереджена на території прибережної Європи, а найвідомішим комплексом є Стоунхендж на рівнині Солсбері.

Вивченням гірських порід займається петрографія, яка поділяє їх на три основні групи. До першої відносять вивержені породи, які утворилися з розплавленої маси і мають велику пористість: базальти, вулканічні туфи, пемзи тощо. Осадові породи — це травертин, доломіт, а також піщаник, крейда та інші породи. Третя ж група — метаморфічні породи, що шляхом перетворення з вивержених та осадових гірських порід утворюють новий вид каменю: мармур, кварцити, сланці, туфи і граніти. Вапняк і граніт не руйнуються від несприятливих дій, тому їх часто використовують для цоколів великих будівель.

Стіни, колони та перекриття здавна викладалися з кам’яних блоків на основі розробленої на початку розвитку давньоєгипетської архітектури стійко-балкової системи, в якій балкові перекриття підтримувались монолітними пілонами, а вже на них опиралися балки-прогони, після чого накладалися кам’яні плити. За античності у будівництві використовували різні види мармуру, граніт, піщаник, легкий вулканічний туф. Скріплювались конструкції між блоками розчином з вапна і роздроблених вулканічних мас, а для огороджувальних стін використовувалась технологія так званої «сухої кладки», коли не користуючись розчином каміння підганяли одне до одного впритул. Обтесані прямокутні кам’яні блоки, які викладалися у строгому порядку називають ашлари. Для зміцнення стін блоки вкладалися у подвійному порядку, а між ними заливався розчин. Крупноблочну «циклопічну» кладку можна, наприклад, побачити на Левових воротах Бронзової доби у Мікенах. Такий тип кладки кладка був відомим та поширеним також у зодчестві цивілізацій в Андах, як наприклад, знаменита кладка фортифікацій Саксайваман та Ольянтайтамбо.

Римський бетон

У Римській імперії державна влада живила прагнення будувати грандіозні пам’ятки архітектури, що уславлювали її могутність. Мармурові обтесані блоки для складних архітектурних будівель не підходили, і головним матеріалом стає бетон, винайдений римлянами, тому називався «римським». Виготовлявся з рідкого вапна, наповнювачів з піску та дрібного каміння, а в містечку Пуццолі виробляли бетон зі спеціальними домішками у вигляді вулканічного попелу. Пантеон у Римі — яскравий взірець архітектури, в якому технічна майстерність та інженерне мистецтво особливо виразно проявилось у куполі, що виконаний з бетону та зміцнений цеглою. Під час оздоблення стін використовувався рисунок, що нагадував сітку, так званий ретікулат (лат. reticulum — сітка), коли квадратові плитки вставлялися в бетон по діагоналі у сітчастому порядку. Грандіозні римські храми зводилися з бетону, облицьовувались полірованим гранітом, кольоровим мармуром, оздоблювались бронзою. Каміння невеликого розміру використовували в будівництві для бутової кладки: роздроблене каміння вкладають рядами або в іншому порядку зміцнюючи більшими за розміром плитами. Стіни будівлі, в основному фасад та наріжні кути, облицьовували неотесаним камінням, і таке оздоблення називалося рустом.

Цегла

Цегла (від латинського tegula) — штучний камінь з мінеральних матеріалів — глини та інших. виготовляється у вигляді брусків і після опалу за температури 1000 градусів отримує свої довговічні властивості: міцність, водостійкість, морозостійкість. Історія її появи пов’язана з давніми часами, коли в країнах зі спекотним кліматом використовували цеглу з висушеного шламу. Саман, цеглу-сирець, та обпалену задля посилення міцності цеглу використовували у Давньому Єгипті та в Шумері. Унікальною пам’яткою є місто з саману Бам в Ірані із знаменитою фортецею.

У виготовленої вручну цегли відсутня перфорація (отвори), що сприяє покращенню теплоізоляції. На відміну від еллінських будівель, у Давньому Римі основні конструкції створювались із цегли, римського бетону, але згодом ця технологія була втрачена, і повернулися до цегляної кладки в Європі лише у ХІІІ столітті. Цей матеріал, хоч і вважався дорогим, дуже широко використовувався в готичних храмах та ренесансних будівлях, коли архітектори і будівельники перейшли на систему споруд з цегляними стінами та хрестовим і сферичним склепінням. В північно-європейських регіонах, де не вистачало деревини, цегла широко використовувалась. Цеглини могли бути різнокольоровими і, що цікаво, колір залежав від температури опалення самої глини. У середньовічній архітектурі, як і в архітектурі модерну, використовували відтінки цегли різних кольорів для ефективного покращення декору. У той самий час виготовляли фасонну цеглу, завдяки якій можна було створювати різноманітні, унікальні форми та візерунки для оздоблення димарів, арок, дверей, вікон. Таке поняття як «перев’язування» під час укладання цегли означає своєрідне чергування довгої частини цеглини та короткої, тобто ложкових та тичкових рядів. Дуже ефектний вигляд мають будівлі, зведені з різнокольорової цегли або натурального каменю в цікавому поєднанні з цеглою, так звана декоративна кладка. Наприклад, цегляну кладку на кутах прикрашали кам’яними блоками, які на додаток укріплювали її, а різнокольоровий камінь за рахунок чергування світлих і темних блоків оздоблював фасади будівель. За середньовічної доби, як колись в Римі, популярними, особливо на колонах, були візерунки на мармурі з використанням мозаїки. Іноді матеріали використовували повторно, приміром, колони давніх споруд компонували, інтегруючи у більш пізню забудову: такі елементи називають сполії (від латинського трофей). Використання сполій ставило за мету різні підходи: ідеологічний, щоб показати велич колишніх імперій, утилітарний — заощадити дорогоцінний мармур, прагматичний — з метою корисності старих архітектурних елементів.

Деревина

Окремим типом будівельних матеріалів є ті, що використовуються в облаштуванні кочових помешкань —повсть, деревина, шкіра. Вони потребують особливих характеристик: природності, достатнього захисту від стихій, пластичності, легкості збірки, розбирання, встановлення та перевезення. Крім суто функціональних параметрів, враховуються і сакральні аспекти: так шанирак, решітчаста дерев’яна хрестовина у колі, що увінчує юрти, слугує символом Небесного начала, зв’язка споруди та огородженого житлового простору із вищою силою, усім небесним склепінням.

За Середньовіччя камінь та деревина залишались основними будівельними матеріалами. Замки, монастирі, культові споруди вимагали масивних стін для оборонних цілей. Існувала будівельна риштовка, котра закріплювалась за допомогою отворів у стіні, призначених для дерев’яних паль, що підтримували конструкцію. Це так звані «пальці», котрі обрубали після закінчення будівництва, а коли дерево з часом згнивало, залишався отвір.

Міцність та гнучкість залежить від унікальності будови клітинної стінки деревини, котра складається з органічних речовин: целюлози, геміцелюлози, лігніну, екстрактів. Для фортифікаційних споруд Русі матеріалом для будівництва валів у загородах були земля і дерево. Дерев’яними були будівлі замків, а також будинки, для яких основним будівельним елементом стала розколота сокирою колода. Стіни складалися з горизонтально вкладених дерев’яних колод. Багато прийомів та форм перейшли в кам’яну архітектуру. З глибокої давнини вже відоме було з’єднання елементів дерев’яного каркасу без цвяхів: на кінці однієї деталі був шип, а в іншої деталі — гніздо, в яке підганявся шип і закріплювався штифтом. Технологія кладки була спрощена після того, як винайшли машину для штамповки цвяхів у позаминулому столітті. Сам каркас з дерева складається з горизонтальних балок, які спираються на вертикальні стійки і підсилюються діагональними стяжками. Каркасні будинки мають різноманітну форму і декоративне оздоблення в залежності від регіонів звідки вони походять. До прикладу, у такому будинку на верхньому поверсі виступав еркер, який дуже скоро став модним і крім того ще й економним, тому що збільшував житловий простір, адже земельні ділянки високо цінувалися. На середньовічному Заході найбільш поширеним був фахверковий (від німецького «панель» і «споруда») тип дерев’яного каркасу: секції будинку заповнювались іншими будівельними матеріалами — цеглою, дрібним камінням тощо. На білій тинькованій поверхні стін фахверкових будинків наносилась сітка живописних візерунків із дерев’яних елементів.

Метал

Використання металу в широких масштабах у будівництві почалось у ХVIII столітті, хоча з давніх часів вже був відомий сплав заліза з вуглецем — чавун. Його застосовували як матеріал для верхніх конструкцій будівель, а оскільки вони були дуже важкими, їх могли витримати лише міцні кам’яні стіни. Чавун — крихкий матеріал. були створені пудлінгові печі Для виробництва м’якого та міцного заліза були створені пудлінгові печі. У 1783 році Генрі Корт винайшов стан для прокату гарячого зварювального заліза. Цей метал був більш однорідним за структурою і використовували його для будівництва мостів.

У сімдесятих роках ХІХ століття вперше був використаний металевий каркас під час будівлі шоколадної фабрики в Нуазелі-на-Марні, Франція. У спорудах, що потребували великого простору, — залізничні вокзали, виставкові павільйони, криті ринки та пасажі (критий ринок у Парижі, наприклад),— використовували метал у перекриттях. Особливого простору та освітлення вимагали виставкові споруди, що самі являли собою експонат, котрий мав би демонструвати новаторські технології в будівництві. Прикладом служить будівля для Всесвітньої виставки 1851 року «Кришталевого палацу» Джозефа Пакстона, сконструйована за принципом оранжерей: проста система збірних чавунних рам, кожна з котрих несла по три однакові засклені циліндри, що розмішувались між стовпами. До цього ж періоду відноситься будівництво протягом 1860-х років міланської Галереї Віктора Еммануїла ІІ з її освітленим внутрішнім простором та чудовим декоративним декором з чавуну на скляному перекритті. Архітектор Фердинанд Дютер на виставці 1889 року спорудив «Палац машин» з арками прольотом 115 метрів та завдовжки 420 метрів. А Гюстав Ейфель для цієї ж експозиції спорудив широко відомий унікум — 312-метрову Ейфелеву вежу.

У середині ХІХ століття винайдено процес переробки чавуну на сталь. Здавна цей матеріал виготовляли в сиродутних і металоплавильних печах. Існують три способи виплавки сталі: мартенівський , киснево-конверторний та електрометалургійний. Слід ще згадати про такий унікальний атмосферостійкий матеріал, як кортенова сталь, котра з’явилася у 1930-х роках у США. Іржавіння цього матеріалу створює захисну оболонку і саме таким способом захищає сталь від руйнування. Крім цього, така сталь має колір з різноманітними відтінками від рудого до коричневого. Саме тому архітектори і дизайнери часто використовують її у своїх проектах: як архітектурний та будівельний такий матеріал набуває декоративного вигляду і прикрашає будівлі в містах багатьох країн.

Цемент та залізобетон

З другої половини ХІХ століття починають застосовувати залізобетон. В той час вже була відома міцна речовина цемент — суміш молотого вапняку і глини. Дуже сильно роздроблений цемент з гіпсом, котрий використовували для створення фронтонів, парапетів і балясин, які потім фарбувалися називають портландцементом. Підфарбований бетон справляв декоративний ефект, з’явився, так званий, брутальний стиль (від французького beton brut — сирий або необроблений бетон). Крім того бетону можна було надавати складних непрямолінійних форм, як наприклад у будівлі Музею Гуггенхайма в Нью-Йорку 1959 року архітектора Френка Райта. Залізобетон являє собою поєднання бетону та сталевої арматури. З бурхливим розвитком техніки з’являється багато інженерних новацій, як наприклад, розробка італійця П’єра Луїджі Нерві, якому належать залізобетонні конструкції мінімальних перетинів типу складчастих склепінь та куполів. Разом із ним француз Бернар Зерфус та американець Марсель Бреєр здійснили у середині ХХ століття видатний проект високого технічного рівня — будівлю ЮНЕСКО в Парижі, яка створена із залізобетону, алюмінію, пластмаси, скла.

Скло

Виробництво скла було відоме ще давнім єгиптянам та фінікійцям. Скло — це твердий, прозорий матеріал, що складається з таких компонентів як оксиди кремнію, фосфору, алюмінію тощо. У давніх римлян існувала технологія створення малюнків на тлі золотої фольги з великої кількості маленьких клаптиків скла. Подібна мозаїка носила назву тессера; її можна побачити зокрема в Равенні. Середньовічні вітражні вікна, що складалися із невеликих кольорових скелець, скріплених свинцевими смужками у чавунному каркасі, несли виключно символічний зміст, але водночас виконували функції освітлення і слугували декоративним матеріалом у будівництві. У ХVIII–ХІХ століттях віконне скло широко розповсюджується в архітектурі. Профільне скло як будівельний матеріал виготовляється методом прокату; в наші дні широко використовується склопрофіліт для обробки будівель в багатьох дизайнерських проєктах зі скляними фасадами. Будуються залізобетонні каркаси, до яких прикріплюють скляні блоки. Яскравим взірцем служить будівля школи Баугауз 1926 року за проєктом Вальтера Ґропіуса в Дессау, Німеччина, яка пов’язана з розвитком функціоналізму. Зовні споруда являє собою призму з трьома скляними фасадами. Сьогодні набувають популярності прозорі, гармонійні, оригінальні, футуристичні проекти будинків зі скляними стінами або скляними верандами.

Покрівельні матеріали

Існує багато різноманітних матеріалів для надання даху стійкості до атмосферних впливів: від дерев’яного ґонту, фінської стружки до бітумних смол. Ґонт — клиноподібна дощечка з подовжнім пазом: вузька кромка однієї невеликої дошки завдовжки 50–60 сантиметрів вставляється в паз іншої. ґонт буває трьох типів: пиляний, колотий і мозаїчний, виготовляється із різних порід дерев, а також із міді з терміном експлуатації до 100 років; є сучасні зразки з полімерним захисним покриттям. Для покрівлі, обшивки фасадів можуть служити також міцно зв’язані стеблини очерету. Черепиця — матеріал з глини, що виготовляється шляхом формування, сушки, обпалювання. На Заході одним з найпопулярніших матеріалів була хвиляста черепиця з помаранчевої теракоти, відома ще за античних часів. У Китаї, використовувалась черепиця різних кольорів, що слугувала ще й соціальними та функціональними маркерами. У готичних будівлях більш пласкі дахи перекривались свинцем, але розповсюдженим був і гофрований метал. До гідроізоляційного матеріалу належить руберойд, просякнутий нафтовими бітумами, присипаний азбестом або тальком із метою захисту.

Облицювальні матеріали

Фасади будинків та соборів своїм виглядом символізували могутність і значення самого міста. Тому архітектори намагалися надати фасадам гармонійного, завершеного вигляду. У цьому їм допомагали облицювальні матеріали. Найбільш розповсюдженим був камінь: на цегляну стіну наносили тонкі кам’яні плити і це надавало фасаду декоративності — особливо у вигляді русту.

За Ренесансу та в ХVІІ столітті будинки тинькували, тобто покривали будівельним розчином — штукатуркою (від італійського stuccatura). У 50-х роках ХХ століття американці обшивали власні будівлі сосновими, дубовими або кедровими дошками і називали такий тип декору сайдингом: дошки прибивалися до стіни під кутом, над ними нависав наступний шар дошок. Подібне конструктивне рішення давало можливість воді стікати вниз не торкаючись стін. У наш час фасади часто обшивають тинькованими листами промислового виробництва. Стіни інтер’єрів оздоблювались стуком— твердою гіпсовою штукатуркою, що оброблялася різьбою. Штучний мармур, так званий скальола (кольоровий гіпс) був особливо популярним у ХVII–XVIII століттях. Іноді власники помешкань накладали на штукатурку шпалери або оздоблювали дерев’яними панелями з інкрустацією. Поширеною в наш час є так звана вагонка. Дерев’яні панелі, що імітували складки тонкої тканини відомі в ХV–ХVІ століттях і зустрічались у ХІХ столітті в неоготиці. Над панелями всі тиньковані поверхні оздоблювались фресками або просто фарбувалися. Поширеною в наш час є так звана вагонка.

Стелі виготовляються з різних матеріалів, включно з металом, деревом, гіпсом. Кесонні (від французького сaisson — ящик) стелі мають заглиблення геометричної форми, які створюють об’єм і були популярними як за античності так і протягом наступних епох. Склепіння прикрашали кесонами різноманітної форми: квадратної, восьмигранної, ромбоподібної, круглої з розеткою в центрі. Ліпний карниз із модильйонами, пальметами чи листям надавав інтер’єрам вишуканості та декоративності.

За античності підлога оздоблювалась мозаїкою, іноді великими композиціями на теми міфології та рослинного орнаменту, до прикладу, підлоги в римських термах. Підлога середньовічних будинків знаті була дерев’яною або кам’яною, інші ж будинки мали дуже щільно утрамбовані земляні підлоги. У верхній шар земляної підлоги додавали очерет, суміш ароматних трав і міняли їх двічі на рік. У храмах підлогу настилали плитками з геометричними візерунками, що покривалися глазур’ю. Стіни, підлогу, печі облицьовували декоративною керамічною плиткою або кахлем —сумішшю глини, кварцового піску, карбонатних порід, обпалених за температури близько 1000 градусів, іноді поливаної глазур’ю. Керамічна плитка в Ірані була відома з давніх часів, і згодом розповсюдилась на Заході. Завдяки розкопкам відомо, що плитка мала глазур завтовшки один сантиметр. Рослинні та геометричні орнаменти, квіти, птахи, зображення людей слугували мотивами візерунків. Розквіт прийшовся на ісламський період, коли нею оздоблювались мечеті та інші споруди. Найбільш популярною стала плитка «Сім кольорів», що включала сім відтінків райдуги та багатофігурні композиції.

Пресована плитка, з нанесеним поверх глазурі яскравим малюнком називається Майолікою або глазурованою теракотою. Азулежу (похідне від арабської назви на позначення полірованого каменю) — португальський кахель, який дуже часто прикрашає фасади будівель, інтер’єри храмів та житлових будинків. За Ренесансу центром виробництва азулежу стала Севілья, а під час розквіту каталонського модернізму стає вкрай популярним, як і ще одна відома форма кераміки — «бита мозаїка», так звана тренкадіс, що складається з фрагментів кераміки та скла.

Сучасні плитки за новими технологіями мають різноманітну форму, дизайн, наприклад, керамограніт, який першими винайшли італійські гончарі у 1978 році вдосконалив технологію будівництва. Його використовують для внутрішнього та фасадного оздоблення торгових комплексів, вокзалів, аеропортів, кафе тощо. Ламінам — один з різновидів керамограніту, складається з натуральних матеріалів.

Менш помітні в тіні суто естетичних рішень екстер’єру та інтер’єру, будівельні матеріали завжди відіграватимуть фундаментальну роль в побутовому комфорті помешкань та облаштуванні життєвого простору.

Авторка: Віра Степанян