Новости    Библиотека    Энциклопедия    Биографии    Карта сайта    Ссылки    О проекте




предыдущая главасодержаниеследующая глава

13. Архитектура = (наука + техника)*искусство

Все [в архитектуре] ... должно делать, принимая во внимание прочность, пользу и красоту.

М. Витрувий

Архитектура, что за вещь? 
Она есть строение естественное и художественное.

Ф. Каржавин

"Возвышенное чудо мира! Дух мой возносится в священном восторге, когда с удивлением взираю на твое неизмеримое великолепие. Своею немой бесконечностью ты пробуждаешь мысль за мыслью и не даешь успокоиться восхищенной душе". Так восторженно писал об архитектурном облике собора Св. Петра в Риме Вильгельм Генрих Ваккенродер. Однако, если бы Ваккенродер был знаком с инженерной (внутренней) красотой собора, которая прячется за красотою его внешних архитектурных форм, ему бы пришлось повторить свой взволнованный монолог дважды.

В самом деле, строительство каменного купола собора диаметром 42 м представляло собой сложнейшую техническую задачу. Достаточно сказать, что за всю историю человечества построено только 4 сооружения, имеющих каменные купола диаметром более 40 м! Это Пантеон в Риме (123), собор Санта-Мария дель Фьоре во Флоренции (1434), собор Св. Петра в Риме (1590) и мавзолей Гол-Гумбаз в Биджапуре (Индия, 1656)*. Фундамент собора Св. Петра был заложен в 1506 г., сооружение купола закончено в 1590 г., а грандиозный ансамбль площади собора со знаменитой 4-рядной колоннадой был завершен в 1663 г. На протяжении этих 150 лет строительством собора руководили такие замечательные художники и архитекторы, как Браманте, Рафаэль, Микеланджело, Виньола, Бернини. Хотя Микеланджело было 72 года, когда в 1547 г. он был назначен на должность архитектора собора, великий Буонарроти фактически заново разработал проект купола собора и еще 17 лет вплоть до своей смерти плодотворно руководил строительством этого грандиозного сооружения.

* (В скобках указаны годы окончания строительства. Сравнивая их, остается только восхищаться мастерством древнеримских зодчих. Лишь через тысячу с лишним лет человечество почувствовало в себе силы повторить достижение древнеримских строителей. Точнее, только приблизиться к нему, ибо купол Пантеона диаметром 43 м, видимо, навсегда останется самым большим каменным сводом. )

Собор Св. Петра в Риме (Ватикан). 1506-1663. Одно из лучших мировых купольных сооружений, главный храм католической церкви. В 42-метровом каменном куполе собора навеки материализовалась неиссякаемая энергия его создателя - великого Микеланджело
Собор Св. Петра в Риме (Ватикан). 1506-1663. Одно из лучших мировых купольных сооружений, главный храм католической церкви. В 42-метровом каменном куполе собора навеки материализовалась неиссякаемая энергия его создателя - великого Микеланджело

История строительства и дальнейшего существования собора полна драматических событий. Так, в 1740 г., через 150 лет после сооружения купола, некоторые трещины, неизбежно возникающие в кладке, расширились до угрожающих размеров. Это событие стимулировало новые теоретические исследования. В 1748 г. профессор экспериментальной философии (т. е. физики) университета в Падуе Джиованни Полени, опираясь на работы математика Стирлинга и механика Ла Гира, математически доказал, что купол собора находится в состоянии статического равновесия и появившиеся трещины угрозы не представляют. Прошедшие с тех пор 200 лет являются лучшим подтверждением справедливости математических расчетов Полени. К сожалению, теория каменных куполов была полностью завершена только в XX веке, когда такие купола превратились в отжившую конструкцию и их перестали строить.

История собора Св. Петра в Риме (а подобную историю имеет каждое выдающееся архитектурное сооружение) убеждает в том, что зодчество представляет собой сложный узел научных, технических и эстетических проблем. Архитектура парадоксально соединяет в себе результаты строительной деятельности и художественного творчества, инженерный расчет, научное знание и художественное озарение.

"Прочность - польза - красота",- говорит формула архитектуры Витрувия. Прочность не случайно стоит в ней на первом месте. Вся история архитектуры есть история созидания прочности, история борьбы с действием всемогущей силы тяготения. Недаром самый первый строительный кодекс, составленный в царствование вавилонского царя Хаммурапи за 1800 лет до нашей эры, гласит: "Если строитель построил дом для человека, и работа его не крепка, и дом, построенный им, обвалился и убил владельца, то строитель сей должен быть казнен". (Эта запись вытесана на колонне, ныне хранящейся в парижском Лувре.) Мелькали годы, проходили эпохи, менялись строительные материалы, а значит, и конструкции архитектурных сооружений, но всегда соображения прочности были определяющими в выборе новой архитектурной конструкции.

Но если относительно "прочности" у архитекторов никогда сомнений не возникало, то "польза" и "красота" являются предметом постоянных дискуссий. Впрочем, дискуссии о красоте и целесообразности (пользе) не являются привилегией одних только архитекторов. Это общеэстетическая проблема, уходящая корнями в седую древность. "Прекрасно то, что хорошо служит данной цели",- учит Сократ. "Дома строят для того, чтобы в них жить, а не для того, чтобы ими любоваться",- вторил Сократу через 2000 лет Фрэнсис Бэкон. Увлечение формулой Бэкона еще через 300 лет привело к тому, что безликие фасады со скоростью произрастания сорняков расплодились по всему земному шару. Невозможно стало отличить не только два новых дома, но и два новых района и даже два новых города. Архитектурная безликость стала притчей во языцех, сделав возможными смешные коллизии типа той, что произошла в пьесе Э. Брагинского и Э. Рязанова "С легким паром!". Надо сказать, что на сегодняшний день ошибочность увлечения одной только пользой в архитектуре осознана всеми и делаются серьезные шаги по преодолению этого заблуждения.

Есть и другая крайность во взглядах На соотношение пользы и красоты. Известный нам Джон Рескин говорил: "Искусство - это то, что бесполезно. Как только вещь становится полезной, она более не может быть красивой". Англичанина Рескина поддерживал француз Теофил Готье: "По-настоящему прекрасным является только то, что ничему не служит". По-видимому, те же взгляды на соотношение пользы и красоты имели и фараоны Древнего царства, жившие за ,4500 лет до Рескина и Готье. Во всяком случае, построенные ими пирамиды останутся в истории человечества непревзойденным образцом самого грандиозного и самого бесполезного сооружения. Только в условиях рабовладельческого строя возможна была такая бессмысленная трата человеческой энергии, когда сто тысяч рабов в течение двадцати лет возводили гробницу для одного из смертных - фараона Хеопса. Внутренний, полезный объем пирамиды настолько ничтожен, что ее вообще с трудом можно отнести к архитектурному сооружению.

Зато прочность пирамид недосягаема. Желая прославить своего фараона в веках, древнеегипетские зодчие из всех геометрических тел выбрали именно пирамиду. Выбор этот не случаен, ибо в условиях земного тяготения пирамида является наиболее устойчивой конструкцией, способной существовать в веках без риска обвалиться или рассыпаться. Главное правило устойчивости конструкции - уменьшение ее массы по мере увеличения высоты над землей - выражено в пирамиде с предельной ясностью и симметрией. Рациональность, "полезность" геометрической формы пирамиды заставляют забыть о ее утилитарной бесполезности. Именно эта геометрически оправданная форма пирамиды, подчеркнутая ее циклопическими размерами и точной системой пропорций, придает пирамиде ни с чем не сравнимую выразительность, особую красоту и величие, вызывает ощущение вечности, бессмертия, мудрости и покоя.

"Сорок веков смотрят на вас с высоты этих пирамид" - эти красивые слова генерал Бонапарт произнес перед сражением при египетских пирамидах 21 июля 1798 г. Однако отнюдь не философские размышления, а сиюминутные честолюбивые планы вызывал у генерала вид четырехтысячелетних сооружений. Для генерала Бонапарта предстоящее сражение было еще одним шагом на пути к короне императора Наполеона...

А пирамиды продолжают бесстрастно взирать на проходящих у их подножия людей, прославляя в веках мудрость, мастерство и вдохновение древнеегипетских зодчих.

Все минет. Как льется вода, 
Исчезнут в веках города, 
Разрушатся стены и своды, 
Пройдут племена и народы; 
Но будет звучать наш завет 
Сквозь сонмы мятущихся лет! 
Что в нас, то навек неизменно. 
Всё призрачно, бренно и тленно,- 
Песнь лиры, созданье резца. 
Но будем стоять до конца. 
Как истина под покрывалом 
Изиды, Лишь, мы, Пирамиды! 

(В. Брюсов)



Пирамида фараона Хеопса в Гизе. XXVIII в. до н. э. Первоначальная высота пирамиды - 147 м. Это самая большая из древнеегипетских пирамид и вплоть до XIX в.- самое высокое из рукотворных сооружений
Пирамида фараона Хеопса в Гизе. XXVIII в. до н. э. Первоначальная высота пирамиды - 147 м. Это самая большая из древнеегипетских пирамид и вплоть до XIX в.- самое высокое из рукотворных сооружений

Разговор о египетских пирамидах незаметно привел нас к важнейшей проблеме архитектурной теории: проблеме соотношения конструкции и архитектурной формы. Только единство конструкции и наружной формы придает строению качество, именуемое архитектурной истиной. Диалектическое единство внутренней конструкции и внешней формы является главнейшим правилом образования архитектурных форм. Суть этой проблемы точно схвачена в афоризме французского архитектора Огюста Перре (1874-1954): "Тот, кто прячет колонну, столб или какую-либо несущую часть, допускает ошибку; тот, кто делает ложную колонну, совершает преступление".

Развитие стоечно-балочной конструкции в архитектуре. Храм Амона в Карнаке (Египет). XV в. до н. э
Развитие стоечно-балочной конструкции в архитектуре. Храм Амона в Карнаке (Египет). XV в. до н. э

Конструкция древнеегипетской пирамиды является самой простой, прочной и устойчивой. Вес каждого верхнего блока пирамиды по всей поверхности передается нижним блокам. Форма пирамиды представляет полное единство с ее конструкцией. Однако такая конструкция не создает внутреннего объема и, по существу, не является архитектурной конструкцией.

Развитие стоечно-балочной конструкции в архитектуре. Схема действия веса балки на опоры
Развитие стоечно-балочной конструкции в архитектуре. Схема действия веса балки на опоры

Развитие стоечно-балочной конструкции в архитектуре. Комплекс Стонхендж (Англия). XX-XVIII вв. до н. э
Развитие стоечно-балочной конструкции в архитектуре. Комплекс Стонхендж (Англия). XX-XVIII вв. до н. э

Простейшей и древнейшей архитектурной конструкцией является стоечно-балочная система. Ее прототипом был дольмен - культовое сооружение, состоящее из двух вертикально поставленных камней, на которые наши предки водрузили третий горизонтальный камень. Назначение дольмена до конца не выяснено. Но ясно одно: дольмен - это гимн челочка о преодолении силы тяжести, это Вступление к грандиозной архитектурной симфонии будущего.

Развитие стоечно-балочной конструкции в архитектуре. Кариатиды храма Эрехтейнов (Греция). V в. до н. э
Развитие стоечно-балочной конструкции в архитектуре. Кариатиды храма Эрехтейнов (Греция). V в. до н. э

Со временем дольмен перерос в кромлех - сооружение, служившее, по всей видимости, для жертвоприношений и ритуальных торжеств. Кромлех состоял из огромных отдельно стоящих камней, которые накрывались горизонтальными камнями и образовывали одну или несколько концентрических окружностей. Самый значительный и загадочный кромлех сохранился в местечке Стонхендж (Англия) и относится к XX-XVII векам до н. э. Есть основания считать, что он был и древней астрономической обсерваторией.

В дальнейшем оставалось только придать каменному столбу кромлеха форму лотоса или изящной женской фигуры - кариатиды (по-гречески "девушки"), и стоечно-балочная конструкция превращалась в произведение искусства. Такое чудесное превращение мы видим в колоннах древнеегипетского храма бога Амона в Карнаке (XV в. до н. э.) или в кариатидах древнегреческого храма Эрехтейон на афинском Акрополе (421 - 406 гг. до н. э.).

Разумеется, стоечно-балочная конструкция проигрывала пирамиде в устойчивости и распределении веса, но она позволяла создавать внутренние объемы и, безусловно, явилась выдающимся завоеванием человеческой мысли. Главным же недостатком такой конструкции было то, что камень плохо работает на изгиб. Каменный брус сечением 10 X10 см и длиной 1 м 34 см обламывается под действием собственного веса. Вот почему в храме Амона в Карнаке мы видим такой лес колонн. Зато камень прекрасно работает на сжатие. Это свойство камня и дало жизнь новой архитектурной конструкции - арке, а затем и своду.

Родившись в Месопотамии и Персии, арочно-сводчатая конструкция была доведена римлянами до совершенства и стала основой древнеримской архитектуры. Арочно-сводчатая конструкция позволяла римлянам возводить гигантские сооружения. Это амфитеатр Флавиев (Колизей - от лат. colosseus - колоссальный; 75-80 гг.) - самое высокое (48 м) из сохранившихся сооружений античного Рима, вмещавшее 56 тысяч зрителей. Три яруса арок Колизея являются необходимым элементом его конструкции и неотъемлемой частью его архитектурной формы. Построенный за 10 лет, впоследствии Колизей в течение многих веков использовался как каменоломня. Это гигантские термы (бани) Каракаллы (нач. III в.) и Диоклетиана (нач. IV в.) в Риме, вмещавшие одновременно до 3 тысяч посетителей. Римские термы имели мощные цилиндрические и крестовые своды огромной высоты, были пышно украшены мозаикой, скульптурой, росписями, имели залы для омовения, массажа, сухого потения, гимнастических упражнений и даже библиотеки и походили скорее на дворцы. Это система арочных водоводов-акведуков (пролет арок - от 5 до 25 м, высота - более 40 м, общая протяженность - до 60 км), которые стали неотъемлемой частью римского пейзажа. И наконец, вершина древнеримского строительного искусства - Пантеон - храм всех богов. Мы уже отмечали, что в "классе каменных куполов" 43-метровый купол Пантеона в истории зодчества остался недосягаемым. Но Пантеон не только вершина научных и технических достижений древнеримских строителей, а и шедевр архитектурного искусства. В интерьере Пантеона достигнута завораживающая гармония между высотой и диаметром сооружения, которая имеет простое математическое выражение: высота стен Пантеона равна радиусу полусферы его купола, т. е. весь Пантеон как бы наброшен на 43-метровый шар. Цельность и величественность Пантеона оказали огромное влияние на многие поколения архитекторов.

Схема усилий в полуциркульной арке
Схема усилий в полуциркульной арке

Арочно-сводчатая конструкция в древнеримской архитектуре. Амфитеатр Флавиев (Колизей). Рим. 70-80
Арочно-сводчатая конструкция в древнеримской архитектуре. Амфитеатр Флавиев (Колизей). Рим. 70-80

Акведук 'Гардский мост' близ Нима. Франция. I-II вв.
Акведук 'Гардский мост' близ Нима. Франция. I-II вв.

Пантеон (интерьер). Рим. 123 н. э. Здание освещается через 9-метровое отверстие в центре полусферического купола
Пантеон (интерьер). Рим. 123 н. э. Здание освещается через 9-метровое отверстие в центре полусферического купола

Пантеон (внешний вид). Рим. 123 н. э. Здание освещается через 9-метровое отверстие в центре полусферического купола
Пантеон (внешний вид). Рим. 123 н. э. Здание освещается через 9-метровое отверстие в центре полусферического купола

Итак, арки и своды произвели целую революцию в архитектуре. С того момента, как в арке устанавливался так называемый замковый камень, арка становилась самонесущей конструкцией. (Поэтому процесс установления замкового камня часто сопровождался религиозной церемонией, а сам камень старались как-то украсить.)

Математика и архитектура
Математика и архитектура

Математика и архитектура
Математика и архитектура

Римские арки, своды и купола были неизменно полуциркульными. Здесь, видимо, сказывалось влияние пифагорейской философии, считавшей круг и сферу идеальными фигурами, а также, безусловно, простота построения. Как бы то ни было, с появлением арочно-сводчатой конструкции в архитектуру прямых линий и плоскостей пришли окружности, сферы и круговые цилиндры, что сделало геометрический язык архитектуры значительно богаче. Однако полуциркульная арка или полусферический купол давали сильный боковой распор, что ясно видно из схемы сил, действующих в арке. Боковые усилия приходилось гасить толщиной стен и устройством дополнительных контрфорсов (толщина стен Пантеона достигала 7 метров!), а это влекло огромный расход строительных материалов.

Рим пал, растоптанный варварами, а вместе с Римом пало и рабовладение. Средневековые мастера уже не могли себе позволить гасить огромные распоры от полуциркульных сводов семиметровыми стенами. Камень был дорог, да и каменотесам нужно было платить. Благо, вместе с пленниками-сарацинами крестоносцы привезли в Европу секреты возведения стрельчатых арок. Так новая конструкция породила новую архитектуру - готику.

Стрельчатая арка по сравнению с полуциркульной является более совершенной конструкцией: она вызывает меньший боковой распор, а следовательно, и меньший расход камня. Очевидно также, что стрельчатая арка имеет более сложную геометрическую форму по сравнению с полуциркульной, которая строится одним движением циркуля. Таким образом, на примере трех конструкций - стоечно-балочной, арочной и стрельчатой - мы видим, что по мере совершенствования конструкции усложняется и ее геометрия. Современная архитектура подтверждает эту закономерность.

Собор в Реймсе. Витражи центрального нефа и апсида. 1211 - 1427
Собор в Реймсе. Витражи центрального нефа и апсида. 1211 - 1427

Готическая архитектура. Новая конструкция, породившая и новую, устремленную ввысь, архитектурную форму. Собор в Амьене. Западный фасад. 1220-1288
Готическая архитектура. Новая конструкция, породившая и новую, устремленную ввысь, архитектурную форму. Собор в Амьене. Западный фасад. 1220-1288

Аркбутаны собора в Ле Мане с высоты птичьего полета. 1217-1254
Аркбутаны собора в Ле Мане с высоты птичьего полета. 1217-1254

Схема усилий в аркбутане и контрфорсе
Схема усилий в аркбутане и контрфорсе

Стрельчатая арка привнесла в готическую архитектуру два конструктивных новшества. Во-первых, стрельчатые своды

Собор в Шартре. Аркбутаны. 1134-1260.

стали выполнять на нервюрах - каменных ребрах, несущих независимые друг от друга части свода - распалубки. Нервюры служат как бы скелетом свода, они воспринимают на себя основную нагрузку. В результате конструкция свода становится более гибкой: она может выдерживать те деформации, которые для монолитного свода окажутся губительными. Таким образом, нервюры явились прототипом современной каркасной конструкции.

Во-вторых, боковой распор от стрельчатого свода средневековые зодчие решили гасить не в самих стенах, несущих этот свод, а вне их. Для этого за пределами внутреннего пространства готического собора ставились специальные опоры - контрфорсы, нагрузка на которые передавалась с помощью арочных конструкций - аркбутанов. Аркбутаны, словно растопырившиеся ребра рыбьего скелета, окружали снаружи готический собор.

Зато внутренним опорам и стенам готического собора оставалась лишь одна вертикальная нагрузка - вот почему их можно было делать более тонкими и изящными. Со временем центральные устои готического храма превратились в пучок нервюр, которые, словно преодолев земное притяжение, стремительно возносились к небу. Стрельчатая форма арок подчеркивала это безудержное стремление ввысь. Самые высокие своды имели соборы Северной Франции: собор в Амьене (1288 г., 43 м) и собор в Бове (1347 г., 48 м). Своды готического собора будто парили далеко в вышине, освещенные вибрирующими потоками света от цветных витражей. Поскольку вертикальную нагрузку готического храма нес пучок нервюр, центральные стены как несущие конструкции оказались ненужными, и их заменили цветными витражами. Вы слышите, как перекликаются готические конструкции XII-XV веков с современными архитектурными конструкциями, у которых на грузку взял на себя тонкий железобетонный каркас, а стены стали стеклянными?

Однако потребовалось еще не одно столетие, чтобы каркас преодолел силу, куда более значительную, чем земное тяготение,- силу инерции человеческого мышления. Слишком привычным и естественным было видеть основу архитектурной конструкции в толстых стенах, несущих основную нагрузку. Правда, было и еще одно сдерживающее обстоятельство: нужен был новый материал для каркаса, более технологичный и дешевый, чем камень. Такой материал появился лишь в XIX веке. Это был металл.

XIX век можно назвать "железным веком" в истории человечества: железные дороги и паровые машины, первый железный мост через Темзу (1816), первые застекленные металлические крыши (типа крыши московского ГУМа), металлические купола, быстро побившие недосягаемые древнеримские рекорды, и металлические пролеты, превысившие к концу века 100-метровый рубеж. В 1889 г. к открытию Всемирной выставки в Париже как символ победоносного шествия металла в технике и архитектуре была построена знаменитая Эйфелева башня по проекту французского инженера Гюстава Эйфеля (1832-1923). Она сразу вдвое перекрыла все рекорды по преодолению высоты, взметнувшись вверх на 312,6 метра! Так был побит самый долговечный рекорд в истории человечества: ведь пирамида Хеопса в течение 45 веков оставалась самым высоким творением рук человека. Первоначальная высота пирамиды Хеопса была 147 м, хотя к настоящему времени ее верхушка обвалилась и пирамида стала на 10 м ниже. Шпили готических соборов лишь приближались к этой отметке. Самым высоким в Англии был собор в Солисбери (1258 г., 123 м), а во Франции - Страсбургский собор (1439 г., 142 м). Башня собора в Бове, построенная в 1569 г., лишь на 8 метров и только на 4 года побила рекорд высоты пирамиды Хеопса, а затем рухнула. Крест собора Св. Петра в Риме был поднят на высоту 138 м. Только в XIX веке шпиль Ульмского собора поднялся на 12 метров выше пирамиды Хеопса. И вот в конце XIX века принципиально новая конструкция из принципиально нового материала дает принципиально новый результат!

Однако объявлять Эйфелеву башню произведением искусства парижане не спешили. "Здесь нет искусства, один металл!" - возмущались они. "Я бежал из Парижа, а затем покинул Францию, потому что меня навязчиво преследовал вид Эйфелевой башни,- писал Ги де Мопассан.- Вообразите же, что скажут отдаленные потомки о нашем поколении, если только вспышка народного гнева не повалит эту высоченную и тощую пирамиду железных лестниц".

Но не отдаленные потомки, а уже следующее поколение Парижан не мыслило себе родного города без Эйфелевой башни. И конечно же, бессмертие принесла Эйфелевой башне не ее конструкция, которая сегодня кажется архаичной, а пропорциональность и гармоническое единство ее форм, т. е. как раз то, что и делает строительную конструкцию произведением архитектурного искусства.

"Век железа" в архитектуре оказался недолгим. С новым XX веком пришел и новый необычный материал - железобетон, совершивший подлинную революцию в зодчестве. "Первая ласточка" новой архитектуры появилась в 1903 г. Это был жилой дом архитектора О. Перре в Париже - железобетонный каркас с большими остекленными проемами. Перре доказал, что возведение домов из кирпича и камня с массивными стенами необязательно. Так начался "век железобетона". Железобетон открывал невиданные возможности перед архитекторами: он был дешев, обладал необходимой прочностью, мог непрерывно переходить из одной формы в другую. Неудивительно, что зодчие спешили проверить новый материал на перекрытиях, сооружение которых всегда представляло одну из важнейших технических проблем. Скорлупа обычного куриного яйца была для архитекторов эталоном прочной и легкой конструкции. Отношение диаметра большого куриного яйца к толщине скорлупы равно в среднем 130. Такое соотношение между диаметром пролета и его толщиной казалось недостижимым. Например, для Пантеона в Риме оно равнялось 11, т. е. было на порядок меньше. И вот железобетонные "скорлупки" опрокидывают все традиционные представления и оставляют далеко позади рекорды куриного яйца. Наглядное представление о динамике этого важного в архитектуре параметра дает таблица 5.

Таблица 5. Динамика отношения диаметра оболочки к ее толщине в истории архитектуры
Таблица 5. Динамика отношения диаметра оболочки к ее толщине в истории архитектуры


Радиобашня (впоследствии телебашня) Шухова на Шаболовке (Москва. 1922) и линейчатое свойство однополостного гиперболоида
Радиобашня (впоследствии телебашня) Шухова на Шаболовке (Москва. 1922) и линейчатое свойство однополостного гиперболоида

Строительство железобетонных покрытий требовало опалубки, удерживающей жидкий бетон и придающей ему лучшую форму. Опалубку же удобнее всего делать из прямых досок. Простейшие поверхности, образованные движением прямой в пространстве и называемые линейчатыми поверхностями - цилиндры и конусы,- были известны давно. Еще древние римляне сооружали цилиндрические своды. А существуют ли другие линейчатые поверхности? Ответ на этот вопрос архитекторам подсказали математики, которые обнаружили еще два типа линейчатых поверхностей:

однополостный гиперболоид:

(13.1)

гиперболический параболоид:

(13.2)

Канонические уравнения этих поверхностей (13.1) и (13.2) легко представить в виде


откуда и видно, что они образованы двумя семействами прямых в пространстве (в уравнение прямой переменные х, у, z входят только в первых степенях).

Архитекторы воспользовались открытием математиков. Форму однополостного гиперболоида имеют градирни - устройства для охлаждения воды атмосферным воздухом. Линейчатое свойство однополостного гиперболоида положено в основу конструкции Шаболовской радиобашни в Москве, построенной по проекту замечательного русского советского инженера, почетного академика В. Г. Шухова (1853- 1939). Башня Шухова состоит из нескольких поставленных друг на друга частей однополостных гиперболоидов, причем каждая часть сделана из двух семейств прямолинейных балок, соединенных в точках пересечения.

Если однополостный гиперболоид отдает должное "пользе" в архитектуре, то гиперболический параболоид (архитекторы называют его красивым сокращенным именем гипар) благодаря своей выразительной и элегантной форме служит "красоте". Архитектурные возможности гипаров открыл инженер Феликс Кандела - испанский патриот, сражавшийся против фашистской диктатуры Франко, в 1939 г. вынужденный эмигрировать в Мексику. Кандела с блеском продемонстрировал выразительные свойства гипаров на различных сооружениях - от промышленных зданий до ресторанов, ночных клубов и церквей. Объединяло столь функционально несхожие сооружения одно: в них математическая поверхность становилась произведением архитектурного искусства. Линейчатое свойство гипаров позволяет разрезать их по прямолинейным образующим и составлять из нескольких гипаров экзотические конструкции. Именно так поступил в 1958 г. Ле Корбюзье, построив причудливый павильон фирмы "Филипс" на Международной выставке в Брюсселе.

Точно сказал о внутренней красоте гипаров один из ее приверженцев - американский инженер Вейдлингер: "Красота форм достигается не средствами "косметики", а вытекает из сущности конструкции. Сама по себе форма является почти эпюрой* усилий, которые она должна воспринять". А для людей, которые видят только внешнюю красоту гипаров, они напоминают крылья огромных фантастических птиц, опустившихся на нашу Землю лишь отдохнуть и в каждое мгновение готовых взмахнуть крыльями-гипарами и улететь в свои неведомые миры. Именно эта "вторая реальность", "поэтическое дыхание" и преобразуют математическую поверхность, строительную конструкцию в искусство, именуемое архитектурой.

* (Эпюра (от франц. epure - чертеж) - гРафик закона изменения некоторой величины. )

Ни один из видов искусств так тесно не связан с геометрией, как архитектура. "Окружающий нас мир - это мир геометрии чистой, истинной, безупречной в наших глазах. Все вокруг - геометрия. Никогда мы не видим так ясно таких форм, как круг, прямоугольник, угол, цилиндр, гипар, выполненных с такой тщательностью и так уверенно". Эти восторженные слова о геометрии принадлежат Ле Корбюзье.


Вечерний зал в Акапулько (Мексика) архитектора Канде-ла и линейчатое свойство гиперболического параболоида
Вечерний зал в Акапулько (Мексика) архитектора Канде-ла и линейчатое свойство гиперболического параболоида

Но в отличие от "абстрактной", "математической" геометрии "архитектурная" геометрия наполнена собственным эстетическим содержанием. Дело в том, что образы "математической" геометрии бестелесны: они не имеют толщины, не имеют веса и потому свободно парят в нашем воображении. Иное дело - образы "архитектурной" геометрии. Они созданы из конкретного материала: они весомы, они живут в поле земного тяготения. Геометрическую фигуру, например пирамиду, мы можем поворачивать в нашем воображении в любую сторону - от этого ее свойства не изменяются. Но попробуйте мысленно повернуть вершиной вниз пирамиду Хеопса, и вам сразу станет не по себе: пирамида начнет качаться из стороны в сторону и разваливаться на куски. Причина здесь очевидна: на пирамиду Хеопса даже в нашем воображении действует земное притяжение. И для того чтобы обеспечить своему сооружению бессмертие, древнеегипетский зодчий гениально воплотил в каменной пирамиде важнейшее правило устойчивости и прочности конструкции - расширение книзу. Так пирамида в архитектуре закономерно стала олицетворением устойчивости и прочности, вечности и покоя. В этом ее эстетическое содержание. Художественное выражение закономерностей архитектурного сооружения или конструкции называется архитектоникой или просто тектоникой. Можно сказать, что пирамида является символом тектоники всей классической архитектуры, ее эстетическим флагом.

Современное зодчество бросило вызов классической тектонике. Получив в свое распоряжение особо прочные материалы и конструкции, оно стремится перевернуть вверх ногами "пирамиду архитектоники". Современная архитектура, будто преодолев силы тяготения, парит в воздухе. Человечество всегда мечтало о легкой и воздушной архитектуре, и вот в XX веке эти мечты обретают плоть. Горизонтальные плоскости, будто летящие в пространстве ("Дом над водопадом" в Бер-Ране, США, арх. Ф. Райт, 1936 г.); гигантские нависающие объемы (Клуб им. И. В. Русакова в Москве, арх. К. Мельников, 1929 г.); V-образные опоры, оторвавшие здание от земли ("Лучезарный дом" в Марселе, арх. Ле Корбюзье, 1952 г.); стены, превращенные в витражи, в которые любуются золотые купола Кремлевских соборов (Кремлевский Дворец съездов, арх. М. Посохин и др., 1961 г.); причудливые линии козырьков и сводов-оболочек в форме гипаров (церковь де ла Виргин Милагроза в Мехико, инж. Ф. Кандела, 1955 г.)- все это приметы современной архитектоники и ставшие классикой примеры современной архитектуры. Все эти приметы, собранные вместе, легко обнаружить в здании Штаб-квартиры ЮНЕСКО в Париже (арх. П. Нерви и др., 1957 г.), которое и было задумано как символ современной архитектуры.

А вот и символ современной архитектоники - проект музея современного искусства в столице Венесуэлы Каракасе. Проект создан лауреатом Ленинской премии мира, бразильским архитектором Оскаром Нимейром и представляет собой огромную пирамиду из стекла и бетона, стоящую "вверх ногами". Конечно, главное в проекте Нимейера - это вызов классической каменной тектонике, стремление выразить новые возможности новой архитектуры в новой, пусть даже парадоксальной форме. Право на жизнь новых идей доказывается в проекте Нимейера "методом от противного".

Проект Нимейера остался неосуществленным, но его смелые тектонические идеи дали свои всходы. Вот здание фирмы "Эссо" в Риме, построенное в 1980 г. архитекторами Дж. Лафуэнте и Г. Ребеккини. Здание напоминает три пирамиды в Гизе (см. с. 180), перевернутые "вверх ногами"; оно явно перекликается со знаменитым проектом Нимейера, хотя конструктивно решено по-своему. Веер стальных опор является конструктивным и эмоциональным стержнем здания, которое напоминает, скорее, не дом, а какой-то сложный механизм. Благодаря новым тектоническим идеям, цельности и геометричности всей композиции здание "Эссо" производит сильное впечатление, хотя, разумеется, и стоит особняком в архитектуре второй половины XX века.

Современная архитектура - это геометрия, парящая в воздухе. Дом над водопадом в Бер-Ране. США. Арх. Ф. Райт. 1936
Современная архитектура - это геометрия, парящая в воздухе. Дом над водопадом в Бер-Ране. США. Арх. Ф. Райт. 1936

Клуб им. И. В. Русакова в Москве. Арх. К. Мельников. 1929
Клуб им. И. В. Русакова в Москве. Арх. К. Мельников. 1929

Все вокруг - геометрия. Дух геометрического и математического порядка станет властителем архитектурных судеб.

Ле Корбюзье

Архитектура - это способность нашего сознания 
закреплять в материальных формах чувство эпохи. 

Произведение искусства - это инобытие человека-творца, 
либо нашего современника, либо человека другой эпохи, 
либо художника, вовсе нам неизвестного. 
Художественное творчество есть момент глубочайшего откровения, 
это страстная и искренняя исповедь, быть может, 
это - Нагорная проповедь.

Ле Корбюзье

Здание ЮНЕСКО в Париже - классика современной архитектуры. Арх. М. Брейер, Б. Зер-фюсс, П. Нерви. 1957
Здание ЮНЕСКО в Париже - классика современной архитектуры. Арх. М. Брейер, Б. Зерфюсс, П. Нерви. 1957

Возможно, "перевернутая пирамида" Оскара Нимейера или "падающие дома", проект которых разработан советским архитектором Г. Б. Борисовским, в будущем станут привычными элементами архитектурного пейзажа. Ведь стала же таким элементом V-образная опора, которая в соперничестве с античной колонной сужается, а не расширяется книзу! Несмотря на свое противоречие с законами старой, доброй классической тектоники, V-образная опора, форма которой непосредственно следует из эпюры распределения нагрузок в конструкции, сумела отстоять свое место под солнцем. Так формы "чистой" геометрии обретают в геометрии архитектурной новое эстетическое звучание.

Наш краткий обзор некоторых страниц истории архитектуры дает достаточно ясное представление о том, насколько тесно взаимосвязаны в ней наука, техника и искусство, как важна для архитектуры гармония определяющих ее начал: "прочности - пользы - красоты", как сказал Витрувий, или "конструкции - функции - формы", как любят говорить современные архитекторы. Вся история архитектуры - это история поисков гармонического единства "функции - конструкции - формы", это история непрерывного восхождения на пути к вершине, имя которой "прочность - польза - красота ".

Здание фирмы 'Эссо' в Риме - предвестник новой архитектоники. Арх. Дж. Лафунте, Г. Ре-беккини. 1980
Здание фирмы 'Эссо' в Риме - предвестник новой архитектоники. Арх. Дж. Лафунте, Г. Ре-беккини. 1980

И все-таки одному из начал - красоте - зодчие придают особое значение, ибо без красоты, без искусства архитектуры вообще нет, остаются только серые безликие строения. Памятник архитектуры может стать непрочным и бесполезным (таковым сейчас стал двадцатидвухглавый красавец Преображенский собор на острове Кижи - жемчужина древнерусского деревянного зодчества), но памятник архитектуры не может быть некрасивым, ибо в таком случае он из памятника превращается в строение. Вот почему в формуле архитектуры, данной известным советским архитектором, лауреатом Государственных премий Ф. А. Новиковым, искусство стоит не слагаемым, а сомножителем: архитектура = (наука + техника) - искусство. Вот почему с этой формулы начинается настоящий параграф: она с математической откровенностью говорит, что если множитель "искусство" окажется равным нулю, то и весь результат - "архитектура" - будет равен нулю. И сколько бы мы ни увеличивали стоящие в скобках слагаемые, как бы ни были глубоки научные изыскания и сколь современна ни была бы строительная техника, их детище окажется мертвым, равным нулю, пока его не оживит волшебный сомножитель искусства. Вот об этом сомножителе в формуле архитектуры и пойдет речь далее.

предыдущая главасодержаниеследующая глава


Пользовательского поиска

© Злыгостев Алексей Сергеевич, статьи, подборка материалов, оформление, разработка ПО 2001-2016
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://mathemlib.ru/ 'MathemLib.ru: Математическая библиотека'
Рейтинг@Mail.ru