Подробно о веерных сводах

веерные своды

 Проблема перекрытия внутренних пространств всегда была одной из основных в архитектуре. Сложность задачи возрастает по мере увеличения пролета между опорами, и естественно, что особое значение она приобрела в строительстве средневековых соборов и монастырей. При их высоте зрительное движение стен навстречу друг другу фокусирует внимание на перекрытии, пространственный рисунок которого призван поражать воображение. Проблема осложнялась тем, что перекрытие, как правило, выполнялось из камня и было чрезвычайно тяжелым. Решение, использованное при строительстве большинства известных готических храмов, сводилось к тому, чтобы возводить перекрытие в виде последовательности сводов, расчлененных на почти плоские выложенные из камня поверхности, заключенные в раму из остроконечных арок. Арки играли роль ребер, принимающих на себя, по крайней мере, часть нагрузки.

По мере накопления средневековыми мастерами опыта возведения ребристых сводов они пришли к выводу, что конструкция может стать легче, а ее рисунок свободнее, если ввести в структуру перекрытия еще и дополнительные ребра. Постепенно сводчатая конструкция превратилась в сложный кружевной рисунок из ребер-нервюр, выполняемый с бесконечным разнообразием. В Англии в XIV в. умножение числа ребер привело к изобретению совершенно новой конструкции — веерного свода. В этой конструкции слабовыпуклые каменные поверхности ребристого свода уступают место коноидальным поверхностям, напоминающим половину конуса, поставленную на острие. Для перекрытия каждого пролета коноиды соединялись развернутыми вверх основаниями по четыре. Многочисленные ребра расходились вверх вдоль поверхности каждого коноида — именно этому веерному рисунку из нервюр новый вид свода обязан своим названием. Промежутки между ребрами покрывались сложной каменной резьбой.

веерные своды

В ребристом своде всю нагрузку принимают на себя арки. В нервюрном своде коноид ведет себя как оболочка двоякой кривизны, в которой напряжения относительно равномерно распределены в слое камня. В то время строители еще не умели анализировать распределение усилий в своде-оболочке, тем не менее, созданный ими веерный свод оказался очень устойчивой конструкцией. За период между 1350 и 1540 г. в Англии было возведено более сотни таких сводов, размеры которых постепенно увеличивались. Среди наиболее знаменитых — перекрытие капеллы Кингз Колледж в Кембриджском университете и капеллы Генриха VII в Вестминстерском аббатстве.

Нервюрные своды храмов поражают своим великолепием. Вдоль стен коноиды перекрытия зрительно переходят один в другой, создавая впечатление мягко вылепленного пространства в противоположность угловатости рисунка обычного ребристого свода. Тонкая резьба на поверхности коноида подчеркивает его форму, усиливая ощущение зрительной целостности зала. По всей видимости, именно этого визуального эффекта желали достичь создатели веерного свода. Не следует забывать, однако, что стремление к изяществу конструкции привело их к решению фундаментальной строительной задачи, несмотря на то, что из-за отсутствия теоретических познаний им приходилось опираться только на собственный опыт.

веерные своды

Эволюцию веерного свода определяли умелое использование физических свойств камня и художественный вкус английских зодчих и их заказчиков. Камень выдерживает значительное сжатие, но имеет малую прочность на растяжение. За счет большой массы в горизонтальной балке, поддерживаемой с двух сторон, возникают значительные растягивающие усилия. В каменном перекрытии такие усилия должны быть преобразованы в усилия сжатия. Так, в остроконечной арке ребристого свода усилия, направленные вниз, преобразуются в усилия сжатия, которые передаются через каменную кладку арки стенам.

Единицей или модулем крестового свода является прямоугольный в плане пролет, продольная ось которого перпендикулярна к главной оси зала. В ребристом своде пролет образуется тремя парами арок. Поперечные арки перекрывают зал, продольные — пролеты в плоскости стен. Под продольными арками зачастую располагался верхний ряд больших окон для освещения хоров. Противолежащие углы каждого пролета связываются диагональными арками, пересекающимися в центре модуля. Высокие столбы — пилястры, подведенные под пяты — точки, где встречаются нижние сегменты всех трех арок, поддерживают весь свод на большой высоте над уровнем пола. Вес перекрытия передается фундаменту через столбы, а горизонтальный распор приставным столбам-контрфорсам посредством наклонных висячих арок (аркбутанов), отходящих от стены примерно на уровне пят арок.

веерные своды

При сооружении ребристого свода в первую очередь возводились все арки с помощью сложной системы деревянных лесов, поддерживавших кружала, по которым производилась кладка рядов камня. Шесть арок каждого пролета служили каркасом для выкладывания ребристого свода.

Веерный свод в готике.

Ребристые своды знаменитых соборов, например, в Руане или Амьене, отличаются чрезвычайной четкостью линий, свойственной готическому стилю. Этот эффект достигался всемерным подчеркиванием роли нервюр как обрамлений, заполняемых равномерной каменной кладкой. Кроме того, зрительно выделенные поперечные арки усиливают ритмическую расчлененность перекрытия на отдельные пролеты. Веерные своды создают совершенно иной эффект: образованные также линейными элементами, они подчеркивают, однако, единство интерьера как художественного целого. Взгляд скользит по потолку, увлекаемый вперед мягкой ритмикой коноидальных форм, и разграничение пролетов, как правило, не имеет существенного значения.

веерные своды

Несмотря на контраст стилистических особенностей двух типов сводчатых перекрытий, исторический переход от одного к другому произошел не сразу. Веерный свод появился в процессе постепенной эволюции ребристого. Последний получил распространение, как в Англии, так и в странах континентальной Европы, тогда как первый — исключительно в Англии. Интересно проследить причины, почему новая форма сводов встречается только в Англии.

С этой целью обратимся к особенностям художественного стиля и строительной техники средневековых Англии и Франции. Французские мастера производили кладку рядов камня между арками параллельно сторонам перекрываемого пролета, и поэтому свод вырастал вверх горизонтальными слоями. Каждый квадрант пролета подобен остроконечной кровле; гребень квадранта считается продольным или поперечным в зависимости от его ориентации. Вдоль шва, соединяющего соседние квадранты, ряды камня выкладывались параллельно обоим гребням, то есть под прямым углом к сторонам пролета. Сначала английские мастера следовали той же практике, но вскоре они стали выполнять кладку рядов камня от гребня к шву (пазухе) примерно под углом в 45° к обоим гребням. Такой способ кладки уже содержал в себе зародыш округлой структуры, превратившейся впоследствии в коноид.

веерные своды

Имелись и другие расхождения в строительной технике обеих стран. Во Франции кладка каменных рядов нервюрного свода производилась поверх ребер; ряды эти скреплялись с ребрами только с помощью раствора. В Англии в верхних частях ребер делались глубокие борозды, в которые вставлялись крайние камни каждого ряда кладки перед заливкой их раствором. Этот прием, известный как шпунтовка, связывал ребро и поверхность свода в единое целое — подтверждение тому, что английские каменщики считали ребро несущим элементом конструкции, а не только поддерживающим.

Даже по своей конструкции английские арки отличаются от французских. Во Франции наибольшее значение придавалось высоте, освещенности сооружения и обнаженности его архитектурного рисунка. Для увеличения размера окон, освещающих хоры, продольные арки нередко приподнимали, подводя дополнительные тонкие пилястры под их пяты. Такой прием влек за собой существенные изменения конструкции. Поверхность свода, примыкающую к окну, требовалось дополнительно искривлять для согласования с формой арки. К тому же значительно уменьшалась площадь стены между соседними окнами, и распор от свода приходился на узкую полосу стены. Поэтому для аркбутана необходимо было отыскивать оптимальную позицию, в противном случае стена могла обрушиться.

веерные своды

В Англии высоте сооружения и выявленности каркаса придавали меньшее значение. Стены, как правило, были и ниже, и массивнее. Окна для освещения хоров имели меньшие размеры, и потому не требовалось приподнимать продольные арки. Соответственно увеличивалась площадь участка стены, на который приходился распор от свода, и проблема контрфорсов не была столь острой.

Ребристый свод распространился в большинстве европейских стран в течение XII столетия. Вскоре было установлено, что добавление к основным типам ребер, двух других типов придает живость рисунку сводов. Ребро первого типа — «тьерсерон» поднимается от пяты к гребню примерно по биссектрисе угла между диагональным и поперечным или продольным ребрами. Ребро второго типа — «льерн» — представляет собой короткий элемент конструкции, расположенный между основными ребрами.

веерные своды

Английские мастера возводили во множестве своды с добавочным ребром — тьерсероном. Это дополнение соответствовало английской манере, в частности оно позволяло достичь большей плавности линий. В отличие от французской манеры, для которой характерно стремление к высоте и освещенности, нередко за счет уплощения поверхностей, английские зодчие воспользовались тьерсеронами, расходящимися вверх от пяты арки, для создания пространственного рисунка, отличающегося живостью криволинейных очертаний.

В высоких ребристых сводах пространство, обозначаемое пересечением поверхностей вдоль пазухи, утрачивало правильность ближе к углу пролета, поэтому потребовалось введение дополнительных ребер. По мере увеличения их числа это пространство становилось все более правильным, а «паутину» ребер стали рассматривать как самостоятельную художественную тему, достойную дальнейшей разработки. В то же самое время английский способ кладки обнаружил ряд интересных особенностей. Как отмечалось выше, английские мастера выкладывали ряды камней свода под углом к продольному и поперечному гребням, и при введении тьерсеронов ряды кладки в углах пролета стали напоминать правильные горизонтальные многоугольники, концентрически поднимающиеся вверх от пяты арки к центральной точке свода, увеличиваясь в размере.

веерные своды

 

 

К началу XIV в. свод, в котором использовались дополнительные ребра, концентрическая кладка и шпунтовка, представлял собой почти готовый веерный свод. Однако, для «рождения» веерного свода понадобились еще два нововведения. Первое состояло в том, что сегмент ребра и примыкающий к нему с обеих сторон фрагмент поверхности свода высекаются из одного каменного блока. Отформованные камни соединялись затем примерно таким же способом, как и ледяные блоки при сооружении иглу — эскимосской хижины. Эта строительная техника, основанная на пригонке блоков, получила широкое распространение при возведении веерных сводов.

Применение техники пригонки блоков английскими строителями отнюдь не было мотивировано чисто техническими соображениями. Напротив, есть все основания полагать, что в немалой степени оно обусловлено стремлением к совершенству форм и рисунка. Английских мастеров привлекала возможность выполнения поверхности свода в виде крупных сочлененных элементов, поскольку добиться чистоты каменной резьбы было, естественно, гораздо легче на относительно крупных каменных блоках, плотно пригнанных один к другому, чем на каменной кладке, заполнявшей пространство между ребрами. По мере увеличения размера блоков они начали играть и конструктивную роль.

веерные своды

Другое нововведение явилось следствием первого и состояло в следующем. В обычном ребристом своде поперечное сечение ребра, как правило, сохраняет вертикальность. Однако при использовании техники крупноблочной пригонки шов между двумя соседними каменными блоками удается сделать идеально чистым только в том случае, если ось сечения ребра перпендикулярна поверхности свода. Умножение числа ребер, а тем самым и их пересечений, привело к тому, что это нововведение стало играть важную роль в художественном отношении.

К середине XIV в. в Англии уже существовали все главные компоненты веерного свода. По мнению большинства современных исследователей, отличительными особенностями веерного свода являются: наличие образующих свод коноидов правильной геометрической формы; правильная схема распределения ребер на поверхности свода с соблюдением постоянства их кривизны; четко выделенный спандрель или центральная уплощенная пазуха свода; перпендикулярность сечения ребер поверхности свода; наконец, резная его поверхность. Кажется, весь набор перечисленных характеристик встречается впервые в маленьких, квадратных в плане, резных сводах над гробницами знатных людей. Мы не в состоянии проследить начальную стадию развития веерных сводов, поскольку многие памятники были уничтожены во времена Генриха VIII. Из-за малого размера сводов гробниц их нередко называют декоративными или «игрушечными». Перекрытие капеллы Тринити Чэпел в аббатстве Тюйксбери, сооружение которого завершилось примерно в 1380 г., является, по-видимому, первым применением веерных сводов в архитектуре церковных зданий. Первым же крупноразмерным веерным сводом и одним из самых значительных примеров его ранних форм является свод в монастыре при кафедральном соборе в Глостере, возведение которого было начато во второй половине XIV в.

Важнейшим элементом веерного свода является коноид — тело вращения, образованное поворотом кривой вокруг вертикальной оси. Эта ось проходит через угловую точку пролета, а образующей кривой является ребро свода. Естественно, что любое горизонтальное сечение коноида представляет собой окружность или ее дугу. По отношению к центру пролета окружность является выпуклой кривой, а линия ребра — вогнутой. Таким образом, в любой точке поверхности коноида выпуклая кривая, лежащая в горизонтальной плоскости, пересекается с вогнутой кривой, принадлежащей вертикальной плоскости.

веерные своды

Поскольку коноид, «вырастающий» из угла пролета, образуется концентрическим расхождением вверх дуг окружности, квадратный в плане пролет идеально соответствует нервюрному своду (такие своды возводились иногда и над прямоугольными модулями зала, но для согласования двух противоречащих друг другу форм требовалась уже изощренная изобретательность). В случае квадратного плана пролета сечением каждого коноида оказывается четверть окружности. Вверху свода, в его центре, при пересечении четырех коноидов образуется ромбовидная пазуха. Для ее заполнения и служит спандрель. Граница между коноидами и спандрелем зачастую обводилась горизонтальным ребром для зрительного разграничения двух структурных форм.

Средневековые строители не были формалистами и достаточно свободно видоизменяли те или иные компоненты веерного свода сообразно своему вкусу или необходимости изменить конструкцию. Так, в капелле Кингз Колледж ребра кажутся расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга, но в действительности промежутки между ними не совсем одинаковы. Причина заключается в том, что решение построить перекрытие в виде веерных сводов было принято после частичного возведения здания в старой манере. В аббатстве Шерборн в Дорсетшире сохранились прекрасные веерные своды, архитектурному рисунку которых широко подражали в XV в. Горизонтальные сечения коноидов в алтарной части храма имеют, однако, не круглую, а многоугольную форму. Более того, для образования коноидов использовались отдельные ребра и заполняющая каменная кладка, а не метод пригонки крупных блоков. И все же, несмотря на эти расхождения с идеальным типом, оба перекрытия, несомненно, относятся к семейству веерных сводов по общему характеру решения.

1 Trackback / Pingback

  1. История архитектурной полихромии — архитектурия

Добавить комментарий