Каркасная система готической архитектуры
Каркасная система готической архитектуры — совокупность конструктивных строительных приемов, появившаяся в готике, которая позволила изменить распределение нагрузки в здании и заметно облегчить его стены и перекрытия. Благодаря данному изобретению архитекторы средневековья смогли значительно увеличить площадь и высоту возводимых сооружений.
Основными элементами конструкции являются контрфорсы, аркбутаны и нервюры.
Содержание
Характеристика
Главной и в первую очередь бросающейся в глаза чертой готических соборов является их ажурная структура, представляющая собой резкий контраст массивным конструкциям предшествующей романской архитектуры.
Распределение нагрузки
Техническим прорывом архитекторов готики явилось их открытие нового способа распределения нагрузки. (Любое свободностоящее здание испытывает два вида нагрузок: от собственного веса (включая перекрытия) и погодные (ветер, дождь, снег). Затем оно передает их вниз по стенам — к фундаменту, нейтрализуя затем в земле. Именно поэтому каменные здания строятся более основательно, чем деревянные, так как камень, будучи тяжелее древесины, подвергается большей угрозе обрушения в случае ошибки в расчетах). В романской архитектуре, отчасти являющейся наследницей древнеримской, несущими частями здания были все стены целиком. Если архитектор желал увеличить размер свода, то таким образом увеличивался и его вес, и стену приходилось утолщать, чтобы она могла выдержать вес такого свода.
Решающей для развития готики стала догадка, что вес и давление каменной кладки могут концентрироваться в определенных точках, и если их поддержать именно в этих местах, другим элементам постройки уже не обязательно быть несущими. Так возник готический каркас — хотя предпосылки для него появились несколько ранее:»Исторически этот конструктивный прием возник из усовершенствования романского крестового свода. Уже романские зодчие в некоторых случаях выкладывали швы между распалубками крестовых сводов выступающими наружу камнями. Однако такие швы имели тогда чисто декоративное значение; свод по-прежнему оставался тяжелым и массивным» [1] .
| Романика | Готика |
|---|---|
 |  |
| Нагрузку передают стены по всей длине собора | Нагрузку передают элементы каркасной конструкции, равномерно распределенные по периметру здания |
| Колонны не имеют особенного значения | Колонны вместе с контрфорсами и аркбутанами — главные несущие элементы здания |
| Толстые массивные стены, толщиной в несколько метров, несут нагрузку | Тонкие стены, возведенные между колоннами, являются ненесущими перегородками |
| Небольшие объемы здания | Собор может иметь колоссальный размер |
| Потолки не очень высокие | Своды очень высокие |
| Окна небольшие, так как прорезают несущую стену и не должны уменьшать ее несущую способность | Окна могут занимать весь простенок между колоннами, вместо перегородки |
| Все помещения разграничены между собой массивными стенами, простенками и колоннами | Помещения визуально объединены в одно целое благодаря тонкости опорных колонн |
Новаторство технического решения состояло в следующем: свод перестали опирать на сплошные стены здания, массивный цилиндрический свод заменили ажурным нервюрным крестовым (см. ниже), давление этого свода передается нервюрами и арками на столбы (колонны). Возникающий таким образом боковой распор воспринимается аркбутанами и контрфорсами.
«Нервюрный свод был значительно легче романского: уменьшались и вертикальное давление, и боковой распор. Нервюрный свод своими пятами опирался на столбы-устои, а не на стены; распор его был наглядно выявлен и строго локализован, и строителю было ясно, где и как этот распор должен быть „погашен“. Кроме того, нервюрный свод обладал известной гибкостью. Усадка грунта, катастрофическая для романских сводов, была для него относительно безопасна. Наконец, нервюрный свод имел еще и то преимущество, что позволял перекрывать пространства неправильной формы» [1] .
Таким образом, конструкция сильно облегчается за счет перераспределения нагрузок. Прежде несущая, толстая стена превратилась в простую легкую «оболочку», чья толщина больше не влияла на несущую способность здания. Из толстостенного здания собор превратился в тонкостенный, но зато «подпертый» по всему периметру надежными и элегантными «подпорками».
Кроме того, готика отказалась от полуциркульной, обычной арки, заменяя её везде, где только можно стрельчатой. Использование стрельчатой арки в сводах позволяло уменьшить их боковой распор, направляя значительную часть давления прямо на опору — причем, чем выше и заостреннее арка, тем меньше она создает боковой распор на стены и опоры. Массивный свод заменился ребристым сводом, эти ребра—нервюры диагонально перекрещивались и воспринимали нагрузку. Пространство между ними заполнялось простой запалубкой — легкой кладкой кирпича или камня.
Источник
Архитектурные готические элементы
Элементы готического собора определяют его образ. Собор Кельна (Kölner Dom) (1248-1437 гг, 1842-1880 гг.)
Основным готическим элементом, определяющим величественный образ соборов, является каркасная система несущей конструкции здания, благодаря которой стал новый способ распределения нагрузки.
Каркасная система возникла на основе крестового свода романского периода: зодчие того периода иногда между распалубками крестовых сводов выкладывали каменные «ребра», выступающие наружу. В то время подобные ребра имели декоративное значение. Готические архитекторы внесли новаторскую идею, задавшую общую тенденцию стилю: ребра, служившие для украшения романских зданий, превратились в нервюры, которые составили основу каркасной системы. Массивный романский свод сменился ребристым сводом из диагонально перекрещивающихся ребер-нервюр. Пространство между ребрами заполняли легкой кладкой из камня или кирпича.
Нервюры свода в церкви Сан-Франциско в Ассизи.
Нервюрный свод позволял перекрывать пространства неправильной формы, и, кроме того, усадка грунта, которая была характерна для романских зданий, готическим зданиям была не страшна. Благодаря нервюрному своду уменьшился боковой распор и вертикальная нагрузка. Свод перестал опираться на стены зданий, он стал легким и ажурным за счет перераспределения нагрузок. Толщина стен уже не влияла на несущую способность здания. В результате из толстостенного массивного сооружения, благодаря новым готическим элементам, здания превратились в тонкостенные. Давление от свода передавалось на столбы-устои, колонны, перераспределяя боковой распор со стен на архитектурные готические элементы: аркбутаны и контрфорсы.
Аркбутаны Страсбургского собора (Cathédrale Notre-Dame – Собор Девы Марии. Не завершен. Начало строительства — в 1015 году, Северная башня (1439 г.) построена по проекту кельнского зодчего Иоганна Хюльца. Южная башня не достроена).
К архитектурным готическим элементам относятся: — Пинакль— архитектурный элемент, который устанавливали с целью предотвращения сдвигающих усилий. Пинакль — это остроконечная башенка, которую устанавливали на вершину контрфорса в том месте, где к нему примыкает аркбутан. – Арка. В готике отказались от полуциркульной арки и заменили их на стрельчатые.
Архитектурные готические элементы.
Готические колонны в Йоркском соборе (Йорк Минстер — Собор Святого Петра в Йорке. Англия. Собор был заложен в 13 веке, строительство продолжалось 250 лет. Реставрационные работы после пожара 1984г. были окончены в 1988 г.)
Иногда внутри собора для ряда мероприятий устраивают газон.
Важный элемент готической архитектуры, выполняющий двойную функцию – несущую и декоративную – столб-устой или колонна. Ствол готической колонны обычно представлял собой правильный цилиндр. Для того, чтобы давление от колонны равномерно распределялось по опорной поверхности, между стволом колонны и фундаментом, который его поддерживает, создавали расширенное основание рядами дополнительной кладки – цоколь. В ранней готике углы цоколя срезаны (собор в Шартре), или убрано целиком вертикальное ребро (собор Парижской Богоматери). Удаление углов делали для того, чтобы цоколь занимал меньше места. Столб-устой с цилиндрическим стволом, установленный у стены, имели высоту от пят нервюр до пола. Отдельно стоящие готические колонны представляли собой опору, на которой пучок колонн стоит на «пяте» — одной массивной опоре, окруженной примыкающими к ней тонкими колоннами. Например, как в Реймском соборе на фото выше. Верхние стволы колонн обрываются на абаке, а нижняя часть устоя сводится к цилиндрическому стволу (как в Соборе Парижской Богоматери) или стволу, усиленному пучком колонн вокруг основного столба. Подобные готические колонны характерны для 12-13 веков.
Готические колонны также могли представлять собой пучок тонких колонн, монолитно соединенных с основным устоем. В некоторых сооружениях опоры устанавливали под каждый конструктивный элемент, например, составляли несколько колонок в виде трилистника, как в церкви Сент-Урбан в Труа (под три вала одной нервюры). Такое разделение нагрузки путем установки колонн под архитектурные элементы характерно для строений 14 века. В церкви Сен-Назэр в Каркассоне, архитекторы готическую колонну сделали вертикальным продолжением нервюры, а ее поверхность украсили фестонами. Нервюра и колонна получают многоугольные профили для увеличения прочности.
Церковь Сан-Назэр. Каркассон. 13-15 вв.
База готической колонны — основание, подножие опоры, ее размер определялся высотой обрабатываемой каменной глыбы. Например, в соборе Парижской Богоматери, где в строительстве использовались камни неодинаковой величины, базы колонн имеют различную высоту: для баз (как и для капителей готических колонн), единство размеров не соблюдалось. Готическое окно Изменение государственной структуры, усиление государств, окончание междуусобнических войн дали возможность развиваться инженерной мысли, реализовывать смелые идеи в архитектуре. Философия Божественного света, популярная в католичестве означала изменение религиозного мировоззрения: мир представлял собой не вместилище греха, а становился частью Божественного промысла. Большое окно являлось важнейшим декоративным готическим элементом и означало отказ от отрешения от мира, затворничества, стремления ощутить краски мира, связь с Высшими силами. Важным элементом в готике становится освещение храма, поэтому на первое место выходят окна. Благодаря новой структуре свода, стены освободились от нагрузки, и стало возможным прорезать их большими окнами — после 1150 года началось постепенное утончение стен, усложнение и увеличение оконных проемов. Хорошее освещение в храме создавало ощущение легкости, парения.
Витраж кафедрального собора Реймса.
Готические окна заполняли практически всю поверхность стен. Окна в готике украшали разноцветными витражами, что еще больше усиливало эффект присутствия «Божественного света» в помещении храма. Красные, фиолетовые и синие тона витражей создавали эмоциональный подъем, стремление к духовности. К концу 12 века Франция превратилась в «витражную мастерскую»: считается, что здесь находится половина всех средневековых витражей Европы — около 150 000 кв. м. Формы готических окон разнообразны: стрельчатые окна, окна-розы, окна-медальоны круглые, четырехугольные, эллиптические с изображением исторических сюжетов. Рассмотрим особенности окна-розетки. У окна-розы (розетки) прообразом было античное круглое отверстие в стене, которое превратилось в романский период в окно на западной стене храма. Первые окна-розы появились во французском зодчестве после крестовых походов, около 1200 года, и очень быстро стало популярным среди архитекторов Франции, особенно на севере страны. В течение 12 века круглые окна-розы увеличивались в размерах, пока не достигли ширины нефа. Розу застекляли витражом. Устанавливали такое готическое окно обычно на западном фасаде, над центральным порталом. Перекладины окна-розы составляли радиальный узор из серии расходящихся от центра узоров. Готическое окно-роза являлось религиозным и философским символом единства мироздания, равновесие, печать Соломона. Геометрия окна-розы проявлялась в точном размещении каждого элемента фигуры, центра, концентрических перегородок. Встроенные перегородки окна в виде треугольников, квадратов, звезд, кругов символически указывают на соединение материи и духа, небесного и земного, конечного и бесконечного, вечного и смертного. Считалось, что геометрия окон-розеток основана на взаимозависимости элементов, «ряде Фибоначчи», золотом сечении.
Готические окна внесли особый вклад в «одушевление» искусства готики благодаря витражам, создающим игру света внутри храма. Богословы того времени считали, что витражи способны просветлять человека и удерживать его от дурных поступков. Витраж составляли из кусочков стекла разного цвета и прозрачности, собранных с помощью свинцовых соединений.
Витраж в Сен-Дени. Авторство оконных витражей приписывают аббату Суггерию. На витражах Сен-Дени изображены исторические и библейские сцены, они объединены единым сюжетом.
Готическое окно было призвано создавать особый духовный настрой при помощи витражей. Визажисты создавали эскиз на деревянных панелях, наносили основным контуры, по которым затем крепили куски стекла свинцовыми полосами. Широко применяли и гризайль – роспись по стеклу красками из окислов железа или меди, которые наносили на стекло и затем фиксировали на нем при помощи нагрева. Стекло при этом становилось менее прозрачным, хотя в массе окраску не меняло. Когда научились создавать сплав серебра, сурьмы, желтой охры, его стали наносить на стекло, обжигать и в результате получали желтое стекло. Благодаря этому открытию витражи пропускали больше света в помещение, но теряли насыщенность и яркость изображения. После окраски всех кусочков стекла, их обжигали в печи, затем выкладывали на деревянную панель с готовым эскизом, совмещали с прорисованными контурами и закрепляли свинцовыми полосками с профилем в виде буквы «Н». Свинцовые полоски спаивали друг с другом, создавая решетку с готовым изображением, которую вставляли в оконную раму, укрепляли арматурой.
Витраж окна-розетки Нотр-Дам де Пари.
Огромные по своим размерам готические окна, украшенные витражами, создавали эффект Божественного присутствия в храме, благодаря особой передаче света, преломляющегося через цветные стеклянные мозаики с религиозными сюжетами. Цветные световые потоки, льющиеся через огромные витражи, становились наглядной иллюстрацией философской религиозной мысли, выражавшейся известными духовниками времен средневековья. Красота и величие этих произведений искусства сохранилась и по сей день. Профессор, директор Дрезденской галереи, Карл Вёрман (1888-1933гг.) писал: «В течение всей своей истории искусство не произвело ничего, что могло бы выдержать, в отношении декоративной эффектности, сравнение с этими рядами расписных стекол». Большое значение имело качество и прозрачность стекла в готическом окне. В 11 веке немецкие мастера, а в 13 веке венецианцы, создали плоское стекло способом, известным еще древним римлянам, но долгое время не имевшем применения. Этот метод заключался в том, что с помощью стеклодувной трубки выдували пузырь в форме длинного цилиндра. Затем цилиндр нарезали раскаленным металлическим прутом, и каждую часть нагревали и выравнивали. Стекло получалось полупрозрачным. В 14 веке французами была создана технология листового стекла. Стекломассу расплавляли, из нее выдували полый сосуд, который в теплом виде выкладывали на вращающийся стол. Благодаря возникающей центробежной силе жидкое стекло расплющивалось и растекалось по столу. Получался плоский диск (до 1,5 м. в диаметре), который нарезали на куски нужных размеров. Для застекления соборов использовали центральные части стекольного диска, так как изготовленное таким способом стекло имели центральную часть более толстую, чем по краям. Новая техника позволила уменьшить количество свинцовых перемычек, так как можно было получать куски стекла довольно больших размеров. Готические элементы в своей совокупности дают визуальное ощущение величия, монументальности, и, в то же время, воздушности и легкости сооружений.
Источник