20. Архитектура Кавказа
21. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
22. ЛИТЕРАТУРА
21. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
…Прощайте!… Тогда черный Воланд, не
разбирая никакой дороги, кинулся в провал,
и вслед за ним, шумя, обрушилась его свита…
М.Булгаков «Мастер и Маргарита»
Освоение подземного пространства началось с выбора человеком для жилья и других целей различных природных полостей. Этот процесс происходил повсеместно, и везде люди старались приспосабливать для обитания наиболее пригодные и уютные гроты и пещеры. Если это было сложно выполнить, то внутри значительных по размерам подземных полостей устраивались специальные помещения. При длительном проживании под землей совершенствовались интерьеры и обустраивались входы.
Создавались небольшие ниши, выравнивались полы, устраивались места для очага и отдыха, принимались меры по накоплению и удалению лишней воды, выполнялись работы по маскировке и т.п.
Постепенно появлялось и развивалось понятия о форме, размерах и конструкции подземного жилища. В его отделке и устройстве с древнейших времен прослеживается эстетическое чувство человека.
Необходимость погребенья родственников и друзей привела к выбору мест для захоронения, которым сначала отводилась территория внутри пещер, а затем изыскивались места, все далее удаляемые от жилья. Развитие духовных потребностей, боязнь неизвестных и непонятных сил природы, обращение к высшему, способному защитить и спасти, привели к созданию первоначально определенных площадей в жилище, а затем помещений вне его, предназначенных специально для отправления культов. То есть постепенно развивающаяся подземная архитектура начинает подразделяться на гражданскую и культовую.
Форма и содержание жилых сооружений, отличающихся простотой, оказывали огромное влияние на развитие культовой архитектуры. Как гробницы, так и храмы по своему внутреннему устройству и отделке часто соответствовали определенному типу жилой подземной постройки.
В основном под землей старались создавать несложные объекты правильной или слегка неправильной формы. К таким относятся постройки прямоугольные, овальные и круглые в плане, выполненные в виде камер и тоннелей, представляющих собой протяженные выработки, имеющие сводчатое и прямоугольное сечение. Если и встречались незначительные отклонения от принятых габаритов, то они были связаны с объективными причинами: изменение геологических условий, отсутствие необходимого инструмента и т.д. В процессе накопления опыта производства работ под землей и развития духовных принципов человека возникала архитектура, основанная на отрицании, т.е. на изъятии из породного массива определенного объема с целью получения требуемых по форме и размерам помещений. Наличие простых по форме и конструкции подземных полостей в сооружениях способствовало их долговечности.
Для обеспечения длительного периода эксплуатации таких построек пролеты их помещений выполнялись незначительными. Увеличение ширины выработок допускалось только в благоприятных горно-геологических условиях: горизонтальное залегание пластов пород средней крепости и крепких, с прочностью на сжатие не менее 200 кгс/см2 (соответствует прочности рядового бетона); наличие сплошности и однородности массива пород; отсутствие притока воды. В этих ситуациях пролеты могли достигать 10 и более метров. Особенно активно происходило усовершенствование существующих и развивалось строительство новых сооружений в мягких, но устойчивых породах и грунтах, таких, как мел, туф, лессы и др. Подземные комплексы в отложениях туфа и песчаника в Малой Азии и на Кавказе являются примером подобных работ. Но и в благоприятных условиях объемно-планировочные решения подземных построек отличались простотой и выполнялись в виде одной или нескольких выработок, расположенных рядом или на некотором удалении друг от друга. При размещении таких сооружений в разных уровнях они могли соединяться наклонными или вертикальными ходами, которые оборудовались лестничными спусками.
При возведении засыпных и встроенных подземных объектов появились сводчатые конструкции. Первоначально они выполнялись в виде простейших ложных сводов, но постепенно, по мере накопления опыта, строились более сложные, включая и безраспорные купольные перекрытия. С появлением обожженного кирпича создавались разнообразные по форме и конструкции перекрытия. При производстве строительных работ и добыче камня складывалось мнение о зависимости свойств пород от размеров и формы конструктивных элементов, которые из них изготавливались. Фактура материала оказывала большое влияние на устройство и декоративное убранство построек. Такие прочные материалы, как гранит и сиенит, не позволяли получать сложный по форме и содержанию декор, а известняки, туф, мраморы и песчаники, наоборот, – способствовали его появлению в отделке сооружений. Это можно увидеть, сравнивая резьбу по камню в Египте, Индии и Греции.
При осуществлении подземных работ конструировались и развивались опорные части, которые воспринимали нагрузку от массы вышележащей толщи пород. Сначала они выполнялись из дерева, а затем вырубались из камня.
Устройство и конструкция каменных опорных частей начинают соответствовать структуре и прочности пород, из которых они изготавливались, высоте и пролету выработок. В крепких породах они могли иметь меньшие размеры, чем в слабых, а тем более в грунтах. Наличие правильно выбранных конструкций опор позволяло увеличить сроки службы сооружений.
Однако соответствие прочностных свойств конструкций долговечности сооружения в подземных условиях часто было невозможно обеспечить из-за отсутствия герметичности строительного контура.
Помещения заглубленных и подземных построек в этих случаях становились непригодными для проживания из-за того, что в них поступало большое количество воды и выносился грунт из окружающего массива.
Если в горных выработках жарко, тесно, воды по самое «некуда», породы неустойчивые, то люди все равно там работали, но когда в подземном сооружении не хватало воздуха, было влажно и неуютно – они там не жили.
Любое подземное сооружение, расположенное в породном массиве, где происходит фильтрация воды, изменяет гидрогеологическую ситуацию. Размещение закрепленного объекта поперек движения потока подземных вод приводило к подъему уровня перед ним. Наличие герметичного, защищенного от проникновения воды подземного помещения способствовало возникновению выталкивающей силы, воздействующей на конструкцию. Если постройка не обладала герметичностью, она работала как дренажная система, забирая воду из массива горных пород. При возможности удаления воды и наличии хорошего проветривания сооружение могло быть пригодным для проживания или использования под хозяйственные нужды.
Характерной особенностью конструкций засыпных подземных построек, срок службы которых оказался значительным, являлось наличие сводчатых перекрытий. При возведении плоских кровель, свойственных для конструкций пещерно-земляночно-террасного жилища, в помещениях нарушался влажностный режим. Возникала необходимость в устройстве уклонов в перекрытии и в удалении с него воды, что было сложно обеспечить технически. Кроме того, при наличии плоских конструкций кровли под воздействием нагрузок от породы засыпки в них появлялись прогибы, присутствие которых в еще большей мере ухудшало гидроизоляционный режим построек.
По этим причинам практика создания плоских перекрытий имела место только при ограниченных пролетах помещений и отсутствии значительных притоков воды сверху, что имело место в пустынных или северных районах, например в Гренландии.
С древних времен строители стали понимать необходимость в выполнении гидроизоляционных работ с целью обеспечения в сооружении требуемого уровня эксплуатации и увеличения срока службы.
Для обеспечения необходимого качества работ появились и совершенствовались технические решения, направленные на улучшение гидроизоляции и дренажа. Они состояли в устройстве внутренних канавок; улавливании и отведении воды, текущей по склону над входом; обмазке конструкций глиной и природным битумом; устройстве порогов, водоотводящих стенок и т.д.
Сроки службы конструкций подземных и заглубленных сооружений, как правило, во много раз превосходили, да и сейчас превосходят долговечность применяемых для гидроизоляционных работ материалов. Поэтому надеяться только на качество последних нельзя. Понимая это, строители прошлого решили задачу по защите сооружений от воды и влаги комплексно, учитывая и применение дренажных работ, водоудаление, вентиляцию.
Кроме этого требуемое качество эксплуатации постройки обеспечивали – его форма, размеры и конструкция, расположение в пространстве, физико-механические характеристики грунтов и горных пород, состав воды и пр.
Наиболее серьезные проблемы возникали при удалении воды из вертикальных и уклонных выработок. Так как на начальном этапе развития человеческого общества при отсутствии специальных машин и механизмов решить эту проблему было практически невозможно, то в обводненных породах вертикальные и уклонные выработки возводились только с целью получения питьевой воды.
В районах, где имелся недостаток влаги или была необходимость в удалении с осваиваемых территорий ее излишка, стали появляться различные гидротехнические сооружения: каналы, тоннели, бассейны, трубопроводы из керамических и деревянных труб и пр. С возникновением и ростом крупных поселений возникала необходимость компактного размещения различных зданий, что привело к созданию подземной инженерной инфраструктуры, включающей значительный объем выработок в виде тоннелей и камер, предназначенных для коммуникационных, транспортных, гидротехнических, канализационных и других целей. Развивались выработанные в результате длительной эксплуатации специфические формы и размеры этих сооружений, которые постепенно становились типовыми при выборе их планов, размеров и сечений и легли в дальнейшем в основу проектирования различных инженерных объектов, в том числе и современных, таких, как тоннели канализации, дренажные и очистные системы, резервуары для хранения питьевой воды. Конструктивные решения объектов имели много общего, располагаясь в независимых друг от друга районах земли, – Перу и Месопотамия, Рим и Китай, Индия и Египет. Многие из таких решений существуют практически в неизмененном состоянии и сегодня: дренажные колодцы, очистные сооружения, емкости и резервуары для хранения питьевой воды и т.п.
Но все чаще на форму, размеры и конструкции подземных построек в одном регионе начинало оказывать значительное влияние проникновение в их архитектуру приемов и решений из других областей.
Это прослеживается практически повсеместно, где такие контакты имели место, например в архитектуре Крита, Малой Азии, Египта, Японии, Китая, России и др.
По мере развития техники и технологии создавались основы проектирования и строительства засыпных, встроенных и скульптурных сооружений, а также проводились мероприятия по усовершенствованию в значительных объемах существующих природных и техногенных полостей под определенные требования.
При устройстве заглубленных построек оценивалось влияние на эксплуатацию расположения и изменения уровня грунтовых вод. При выборе места возведения учитывалось и поднятие уровня воды в результате разлива рек.
Нижней границей строительства заглубленных сооружений становился уровень водоносного горизонта. В районах с холодным климатом принимались во внимание теплоизоляционные характеристики грунтов и жилые постройки старались возводить ниже уровня сезонного промерзания. Это можно наблюдать при изучении конструкций землянок на территории России, Украины и др. Когда разместить постройки глубоко в грунте было невозможно по причине появления воды, использовалась насыпка над ними грунта, что обеспечивало требуемую защиту от холода.
При проектировании размещения подземных и заглубленных объектов выполняли специальные мероприятия, определяющие наличие и величину возможного притока в них подземных вод. Проходились разведочные выработки, определяющие возможности дальнейшего производства работ в этом месте.
При строительстве подобных объектов отрабатывались и становились типовыми меры борьбы с водой. К таким относились: использование гидроизоляционных мембран из глины; песка с битумом; кирпичной и каменных кладок, обмазанных битумом и сложенных на битуме с песком; металлических зонтов, обеспечивающих отведение воды при защите купольных гробниц. Эти мероприятия существенно уменьшали негативное воздействие воды и влаги на эксплуатацию сосоружений. Широко использовались различные системы дренажей, отводящие воды под уклон в сторону от построек. Указанные технические решения можно увидеть во многих районах Средиземноморья, Междуречья, Китая, Индии Средней Азии и пр.
Появлялись конструкции по обеспечению защиты применяемых строительных материалов от временного воздействия воды: брызги, дождь, снег. Для этих целей их пропитывали специальными водоотталкивающими составами: навозной жижей, битумом, жидким воском, смолой и пр. Эти действия осуществлялись практически повсеместно. Для обеспечения необходимой долговечности сооружений везде применялся логически обоснованный и закрепленный опытом системный подход, основанный на многоступенчатой защите их от воды. При этом учитывалось размещение объекта в пространстве, его форма и размеры, наличие дренажа и вентиляции, конструкция гидроизоляционной мембраны и пр.
Наибольшего развития архитектурные формы подземных сооружений получили при возведении культовых построек. Многие из них, созданные в различных регионах, имели схожую форму, размеры и конструкцию. Похожи между собой захоронения, расположенные на территории Японии и Перу, России и Америки, Египта и Китая.
Создавались монументальные подземные, встроенные и заглубленные объекты культового назначения. Это различные гробницы и храмы. В их решениях появлялись перспектива, присутствовал динамический масштабный ряд. Формировались сложные композиционные решения, включающие в себя ритмичность и симметрию подземных объемов. Это можно наблюдать в постройках Египта, Индии, Рима, Этрурии, Халдеи, Персии и др.
Во взаимном расположении несущих и несомых элементов этих сооружений проявляется архитектоника, ощущаемая в наибольшей мере на входах и порталах; прослеживается формирование стоечно-балочной конструкции, которая легла затем в основу существующих архитектурных ордеров. Рациональные и функциональные формы таких объектов находили повсеместное и значительное распространение из-за своей долговечности: пирамиды, мастабы, курганы, своды, соответствующие своду естественного равновесия для конкретных геологических условий.
При проектировании входов природный ландшафт включался в общее композиционное решение. Освещение начинало играть ведущую роль не только с утилитарной точки зрения, но и с архитектурной, обеспечивая надлежащий уровень восприятия подземного пространства. Различные «световые» решения, оказывающие влияние на восприятие архитектурных форм подземных сооружений, широко распространились в Греции, Индии, Египте, Персии и других странах.
Зарождалось и развивалось статическое и динамическое воздействие на человека архитектуры входов монументальных подземных и заглубленных объектов, а также построек, расположенных на поверхности, имеющих встроенные и подземные объемы.
При строительстве культовых сооружений появились сложные по форме, плану и конструкции подземные объемы, включающие в себя многочисленные помещения значительных пролетов, вертикальные, горизонтальные и наклонные выработки, стены которых украшались резьбой и красиво раскрашивались.
Это хорошо видно в захоронениях Египта и Греции, в храмах Индии и др.
Создавалась и типовая подземная культовая архитектура, получившая широкое распространение и развитие. Это характерно для Египта, Индии, Крита, Греции, Рима. Появлялись и совершенствовались различные конструктивные решения: сопряжения конструкций и выработок, опоры, вентиляционные каналы и пр. Формировался комплексный подход к защите сооружений от окружающей среды и техногенного воздействия, основанный на системе мер и многоступенчатой защите, когда использовались все преимущества формы и конструкции, условия размещения в пространстве, возможности создания специальных устройств для улучшения сохранности и пр.; уделялось самое серьезное внимание водонепроницаемости, дренажу, водоудалению, вентиляции, прочности и плотности материалов и т.п.
Для обеспечения созданной композиции большей весомости применяли различные по фактуре, качеству и прочности материалы и конструкции, учитывали освещенность и декоративное убранство объекта. Использовали различные по цвету и прочности сорта камня, гипсовые, штукатурные и глинистые растворы со специальными добавками, натуральные краски и пр. Такие решения, позволяющие оттенить эстетические характеристики подземных сооружений, присущи гробницам Египта и Этрурии, Греции и Рима, Индии и Эфиопии. Опыт строительства мегалитических построек позволил решать задачи по обеспечению долговечности за счет обтекаемости и простоте форм, применения плотных и прочных материалов, стойких к активному воздействию окружающей среды. Добыча камня способствовала развитию навыков по извлечению и обработке необходимых по размерам и свойствам блоков из горных пород. Транспортировка и установка массивных элементов привела к развитию технических приспособлений и технологических решений, большинство из которых используются и сегодня.
Возведение мегалитических построек позволило накопить опыт для создания скульптурных сооружений, характерных для многих районов, например, Индии и Эфиопии. На восприятие как надземных, так и подземных архитектурных форм оказывала все большее влияние масса и размеры конструкций (Египет, Китай, Индия, Мексика, Перу и др.).
Многие решения при проектировании и строительстве типовых подземных культовых сооружений, таких как захоронения типа катакомб, актуальны и сегодня. Их применение обеспечивало сохранение значительных площадей земной поверхности для различных целей: возведения дорог и жилья; сельского хозяйства и пр.
С распадом деспотий, появлением среднего класса, увеличением количества и ростом городов подземные сооружения начинали играть все большую вспомогательную роль, обеспечивая жизнедеятельность населения. Появились многочисленные и разнообразные части зданий, расположенные под землей, в которых располагались склады для продуктов и укрытия, хранилища и помещения для пленных, мастерские и крипты.
Подобные помещения, технически измененные и усовершенствованные, строятся и сегодня. Военные наступательные и оборонительные действия способствовали созданию многочисленных разновидностей фортификационных сооружений – убежищ, складов, рвов, валов, тоннелей различного назначения, тюрем и пр.
Большое влияния на подземное зодчество оказало горное дело, дававшее человеку не только необходимые полезные ископаемые для изготовления инструментов и механизмов, но и строительные материалы – глину, песок, камень, – а главное, горные работы, осуществляемые в еще более сложных горно-геологических условиях, готовили рабочие и управленческие кадры, которые обеспечивали необходимое качество и развитие строительных работ.
В завершении следует отметить, что коллективные навыки предыдущих поколений, полученные при подземных работах, более содержательны и конкретны для многих условий, чем наши, приобретенные самостоятельно сегодня.
Раскрывая секреты и изучая решения прошлого, мы увереннее будем чувствовать себя в будущем, которое немыслимо без освоения подземного пространства.
21. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
22. ЛИТЕРАТУРА
21. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
…Прощайте!… Тогда черный Воланд, не
разбирая никакой дороги, кинулся в провал,
и вслед за ним, шумя, обрушилась его свита…
М.Булгаков «Мастер и Маргарита»
Освоение подземного пространства началось с выбора человеком для жилья и других целей различных природных полостей. Этот процесс происходил повсеместно, и везде люди старались приспосабливать для обитания наиболее пригодные и уютные гроты и пещеры. Если это было сложно выполнить, то внутри значительных по размерам подземных полостей устраивались специальные помещения. При длительном проживании под землей совершенствовались интерьеры и обустраивались входы.
Создавались небольшие ниши, выравнивались полы, устраивались места для очага и отдыха, принимались меры по накоплению и удалению лишней воды, выполнялись работы по маскировке и т.п.
Постепенно появлялось и развивалось понятия о форме, размерах и конструкции подземного жилища. В его отделке и устройстве с древнейших времен прослеживается эстетическое чувство человека.
Необходимость погребенья родственников и друзей привела к выбору мест для захоронения, которым сначала отводилась территория внутри пещер, а затем изыскивались места, все далее удаляемые от жилья. Развитие духовных потребностей, боязнь неизвестных и непонятных сил природы, обращение к высшему, способному защитить и спасти, привели к созданию первоначально определенных площадей в жилище, а затем помещений вне его, предназначенных специально для отправления культов. То есть постепенно развивающаяся подземная архитектура начинает подразделяться на гражданскую и культовую.
Форма и содержание жилых сооружений, отличающихся простотой, оказывали огромное влияние на развитие культовой архитектуры. Как гробницы, так и храмы по своему внутреннему устройству и отделке часто соответствовали определенному типу жилой подземной постройки.
В основном под землей старались создавать несложные объекты правильной или слегка неправильной формы. К таким относятся постройки прямоугольные, овальные и круглые в плане, выполненные в виде камер и тоннелей, представляющих собой протяженные выработки, имеющие сводчатое и прямоугольное сечение. Если и встречались незначительные отклонения от принятых габаритов, то они были связаны с объективными причинами: изменение геологических условий, отсутствие необходимого инструмента и т.д. В процессе накопления опыта производства работ под землей и развития духовных принципов человека возникала архитектура, основанная на отрицании, т.е. на изъятии из породного массива определенного объема с целью получения требуемых по форме и размерам помещений. Наличие простых по форме и конструкции подземных полостей в сооружениях способствовало их долговечности.
Для обеспечения длительного периода эксплуатации таких построек пролеты их помещений выполнялись незначительными. Увеличение ширины выработок допускалось только в благоприятных горно-геологических условиях: горизонтальное залегание пластов пород средней крепости и крепких, с прочностью на сжатие не менее 200 кгс/см2 (соответствует прочности рядового бетона); наличие сплошности и однородности массива пород; отсутствие притока воды. В этих ситуациях пролеты могли достигать 10 и более метров. Особенно активно происходило усовершенствование существующих и развивалось строительство новых сооружений в мягких, но устойчивых породах и грунтах, таких, как мел, туф, лессы и др. Подземные комплексы в отложениях туфа и песчаника в Малой Азии и на Кавказе являются примером подобных работ. Но и в благоприятных условиях объемно-планировочные решения подземных построек отличались простотой и выполнялись в виде одной или нескольких выработок, расположенных рядом или на некотором удалении друг от друга. При размещении таких сооружений в разных уровнях они могли соединяться наклонными или вертикальными ходами, которые оборудовались лестничными спусками.
При возведении засыпных и встроенных подземных объектов появились сводчатые конструкции. Первоначально они выполнялись в виде простейших ложных сводов, но постепенно, по мере накопления опыта, строились более сложные, включая и безраспорные купольные перекрытия. С появлением обожженного кирпича создавались разнообразные по форме и конструкции перекрытия. При производстве строительных работ и добыче камня складывалось мнение о зависимости свойств пород от размеров и формы конструктивных элементов, которые из них изготавливались. Фактура материала оказывала большое влияние на устройство и декоративное убранство построек. Такие прочные материалы, как гранит и сиенит, не позволяли получать сложный по форме и содержанию декор, а известняки, туф, мраморы и песчаники, наоборот, – способствовали его появлению в отделке сооружений. Это можно увидеть, сравнивая резьбу по камню в Египте, Индии и Греции.
При осуществлении подземных работ конструировались и развивались опорные части, которые воспринимали нагрузку от массы вышележащей толщи пород. Сначала они выполнялись из дерева, а затем вырубались из камня.
Устройство и конструкция каменных опорных частей начинают соответствовать структуре и прочности пород, из которых они изготавливались, высоте и пролету выработок. В крепких породах они могли иметь меньшие размеры, чем в слабых, а тем более в грунтах. Наличие правильно выбранных конструкций опор позволяло увеличить сроки службы сооружений.
Однако соответствие прочностных свойств конструкций долговечности сооружения в подземных условиях часто было невозможно обеспечить из-за отсутствия герметичности строительного контура.
Помещения заглубленных и подземных построек в этих случаях становились непригодными для проживания из-за того, что в них поступало большое количество воды и выносился грунт из окружающего массива.
Если в горных выработках жарко, тесно, воды по самое «некуда», породы неустойчивые, то люди все равно там работали, но когда в подземном сооружении не хватало воздуха, было влажно и неуютно – они там не жили.
Любое подземное сооружение, расположенное в породном массиве, где происходит фильтрация воды, изменяет гидрогеологическую ситуацию. Размещение закрепленного объекта поперек движения потока подземных вод приводило к подъему уровня перед ним. Наличие герметичного, защищенного от проникновения воды подземного помещения способствовало возникновению выталкивающей силы, воздействующей на конструкцию. Если постройка не обладала герметичностью, она работала как дренажная система, забирая воду из массива горных пород. При возможности удаления воды и наличии хорошего проветривания сооружение могло быть пригодным для проживания или использования под хозяйственные нужды.
Характерной особенностью конструкций засыпных подземных построек, срок службы которых оказался значительным, являлось наличие сводчатых перекрытий. При возведении плоских кровель, свойственных для конструкций пещерно-земляночно-террасного жилища, в помещениях нарушался влажностный режим. Возникала необходимость в устройстве уклонов в перекрытии и в удалении с него воды, что было сложно обеспечить технически. Кроме того, при наличии плоских конструкций кровли под воздействием нагрузок от породы засыпки в них появлялись прогибы, присутствие которых в еще большей мере ухудшало гидроизоляционный режим построек.
По этим причинам практика создания плоских перекрытий имела место только при ограниченных пролетах помещений и отсутствии значительных притоков воды сверху, что имело место в пустынных или северных районах, например в Гренландии.
С древних времен строители стали понимать необходимость в выполнении гидроизоляционных работ с целью обеспечения в сооружении требуемого уровня эксплуатации и увеличения срока службы.
Для обеспечения необходимого качества работ появились и совершенствовались технические решения, направленные на улучшение гидроизоляции и дренажа. Они состояли в устройстве внутренних канавок; улавливании и отведении воды, текущей по склону над входом; обмазке конструкций глиной и природным битумом; устройстве порогов, водоотводящих стенок и т.д.
Сроки службы конструкций подземных и заглубленных сооружений, как правило, во много раз превосходили, да и сейчас превосходят долговечность применяемых для гидроизоляционных работ материалов. Поэтому надеяться только на качество последних нельзя. Понимая это, строители прошлого решили задачу по защите сооружений от воды и влаги комплексно, учитывая и применение дренажных работ, водоудаление, вентиляцию.
Кроме этого требуемое качество эксплуатации постройки обеспечивали – его форма, размеры и конструкция, расположение в пространстве, физико-механические характеристики грунтов и горных пород, состав воды и пр.
Наиболее серьезные проблемы возникали при удалении воды из вертикальных и уклонных выработок. Так как на начальном этапе развития человеческого общества при отсутствии специальных машин и механизмов решить эту проблему было практически невозможно, то в обводненных породах вертикальные и уклонные выработки возводились только с целью получения питьевой воды.
В районах, где имелся недостаток влаги или была необходимость в удалении с осваиваемых территорий ее излишка, стали появляться различные гидротехнические сооружения: каналы, тоннели, бассейны, трубопроводы из керамических и деревянных труб и пр. С возникновением и ростом крупных поселений возникала необходимость компактного размещения различных зданий, что привело к созданию подземной инженерной инфраструктуры, включающей значительный объем выработок в виде тоннелей и камер, предназначенных для коммуникационных, транспортных, гидротехнических, канализационных и других целей. Развивались выработанные в результате длительной эксплуатации специфические формы и размеры этих сооружений, которые постепенно становились типовыми при выборе их планов, размеров и сечений и легли в дальнейшем в основу проектирования различных инженерных объектов, в том числе и современных, таких, как тоннели канализации, дренажные и очистные системы, резервуары для хранения питьевой воды. Конструктивные решения объектов имели много общего, располагаясь в независимых друг от друга районах земли, – Перу и Месопотамия, Рим и Китай, Индия и Египет. Многие из таких решений существуют практически в неизмененном состоянии и сегодня: дренажные колодцы, очистные сооружения, емкости и резервуары для хранения питьевой воды и т.п.
Но все чаще на форму, размеры и конструкции подземных построек в одном регионе начинало оказывать значительное влияние проникновение в их архитектуру приемов и решений из других областей.
Это прослеживается практически повсеместно, где такие контакты имели место, например в архитектуре Крита, Малой Азии, Египта, Японии, Китая, России и др.
По мере развития техники и технологии создавались основы проектирования и строительства засыпных, встроенных и скульптурных сооружений, а также проводились мероприятия по усовершенствованию в значительных объемах существующих природных и техногенных полостей под определенные требования.
При устройстве заглубленных построек оценивалось влияние на эксплуатацию расположения и изменения уровня грунтовых вод. При выборе места возведения учитывалось и поднятие уровня воды в результате разлива рек.
Нижней границей строительства заглубленных сооружений становился уровень водоносного горизонта. В районах с холодным климатом принимались во внимание теплоизоляционные характеристики грунтов и жилые постройки старались возводить ниже уровня сезонного промерзания. Это можно наблюдать при изучении конструкций землянок на территории России, Украины и др. Когда разместить постройки глубоко в грунте было невозможно по причине появления воды, использовалась насыпка над ними грунта, что обеспечивало требуемую защиту от холода.
При проектировании размещения подземных и заглубленных объектов выполняли специальные мероприятия, определяющие наличие и величину возможного притока в них подземных вод. Проходились разведочные выработки, определяющие возможности дальнейшего производства работ в этом месте.
При строительстве подобных объектов отрабатывались и становились типовыми меры борьбы с водой. К таким относились: использование гидроизоляционных мембран из глины; песка с битумом; кирпичной и каменных кладок, обмазанных битумом и сложенных на битуме с песком; металлических зонтов, обеспечивающих отведение воды при защите купольных гробниц. Эти мероприятия существенно уменьшали негативное воздействие воды и влаги на эксплуатацию сосоружений. Широко использовались различные системы дренажей, отводящие воды под уклон в сторону от построек. Указанные технические решения можно увидеть во многих районах Средиземноморья, Междуречья, Китая, Индии Средней Азии и пр.
Появлялись конструкции по обеспечению защиты применяемых строительных материалов от временного воздействия воды: брызги, дождь, снег. Для этих целей их пропитывали специальными водоотталкивающими составами: навозной жижей, битумом, жидким воском, смолой и пр. Эти действия осуществлялись практически повсеместно. Для обеспечения необходимой долговечности сооружений везде применялся логически обоснованный и закрепленный опытом системный подход, основанный на многоступенчатой защите их от воды. При этом учитывалось размещение объекта в пространстве, его форма и размеры, наличие дренажа и вентиляции, конструкция гидроизоляционной мембраны и пр.
Наибольшего развития архитектурные формы подземных сооружений получили при возведении культовых построек. Многие из них, созданные в различных регионах, имели схожую форму, размеры и конструкцию. Похожи между собой захоронения, расположенные на территории Японии и Перу, России и Америки, Египта и Китая.
Создавались монументальные подземные, встроенные и заглубленные объекты культового назначения. Это различные гробницы и храмы. В их решениях появлялись перспектива, присутствовал динамический масштабный ряд. Формировались сложные композиционные решения, включающие в себя ритмичность и симметрию подземных объемов. Это можно наблюдать в постройках Египта, Индии, Рима, Этрурии, Халдеи, Персии и др.
Во взаимном расположении несущих и несомых элементов этих сооружений проявляется архитектоника, ощущаемая в наибольшей мере на входах и порталах; прослеживается формирование стоечно-балочной конструкции, которая легла затем в основу существующих архитектурных ордеров. Рациональные и функциональные формы таких объектов находили повсеместное и значительное распространение из-за своей долговечности: пирамиды, мастабы, курганы, своды, соответствующие своду естественного равновесия для конкретных геологических условий.
При проектировании входов природный ландшафт включался в общее композиционное решение. Освещение начинало играть ведущую роль не только с утилитарной точки зрения, но и с архитектурной, обеспечивая надлежащий уровень восприятия подземного пространства. Различные «световые» решения, оказывающие влияние на восприятие архитектурных форм подземных сооружений, широко распространились в Греции, Индии, Египте, Персии и других странах.
Зарождалось и развивалось статическое и динамическое воздействие на человека архитектуры входов монументальных подземных и заглубленных объектов, а также построек, расположенных на поверхности, имеющих встроенные и подземные объемы.
При строительстве культовых сооружений появились сложные по форме, плану и конструкции подземные объемы, включающие в себя многочисленные помещения значительных пролетов, вертикальные, горизонтальные и наклонные выработки, стены которых украшались резьбой и красиво раскрашивались.
Это хорошо видно в захоронениях Египта и Греции, в храмах Индии и др.
Создавалась и типовая подземная культовая архитектура, получившая широкое распространение и развитие. Это характерно для Египта, Индии, Крита, Греции, Рима. Появлялись и совершенствовались различные конструктивные решения: сопряжения конструкций и выработок, опоры, вентиляционные каналы и пр. Формировался комплексный подход к защите сооружений от окружающей среды и техногенного воздействия, основанный на системе мер и многоступенчатой защите, когда использовались все преимущества формы и конструкции, условия размещения в пространстве, возможности создания специальных устройств для улучшения сохранности и пр.; уделялось самое серьезное внимание водонепроницаемости, дренажу, водоудалению, вентиляции, прочности и плотности материалов и т.п.
Для обеспечения созданной композиции большей весомости применяли различные по фактуре, качеству и прочности материалы и конструкции, учитывали освещенность и декоративное убранство объекта. Использовали различные по цвету и прочности сорта камня, гипсовые, штукатурные и глинистые растворы со специальными добавками, натуральные краски и пр. Такие решения, позволяющие оттенить эстетические характеристики подземных сооружений, присущи гробницам Египта и Этрурии, Греции и Рима, Индии и Эфиопии. Опыт строительства мегалитических построек позволил решать задачи по обеспечению долговечности за счет обтекаемости и простоте форм, применения плотных и прочных материалов, стойких к активному воздействию окружающей среды. Добыча камня способствовала развитию навыков по извлечению и обработке необходимых по размерам и свойствам блоков из горных пород. Транспортировка и установка массивных элементов привела к развитию технических приспособлений и технологических решений, большинство из которых используются и сегодня.
Возведение мегалитических построек позволило накопить опыт для создания скульптурных сооружений, характерных для многих районов, например, Индии и Эфиопии. На восприятие как надземных, так и подземных архитектурных форм оказывала все большее влияние масса и размеры конструкций (Египет, Китай, Индия, Мексика, Перу и др.).
Многие решения при проектировании и строительстве типовых подземных культовых сооружений, таких как захоронения типа катакомб, актуальны и сегодня. Их применение обеспечивало сохранение значительных площадей земной поверхности для различных целей: возведения дорог и жилья; сельского хозяйства и пр.
С распадом деспотий, появлением среднего класса, увеличением количества и ростом городов подземные сооружения начинали играть все большую вспомогательную роль, обеспечивая жизнедеятельность населения. Появились многочисленные и разнообразные части зданий, расположенные под землей, в которых располагались склады для продуктов и укрытия, хранилища и помещения для пленных, мастерские и крипты.
Подобные помещения, технически измененные и усовершенствованные, строятся и сегодня. Военные наступательные и оборонительные действия способствовали созданию многочисленных разновидностей фортификационных сооружений – убежищ, складов, рвов, валов, тоннелей различного назначения, тюрем и пр.
Большое влияния на подземное зодчество оказало горное дело, дававшее человеку не только необходимые полезные ископаемые для изготовления инструментов и механизмов, но и строительные материалы – глину, песок, камень, – а главное, горные работы, осуществляемые в еще более сложных горно-геологических условиях, готовили рабочие и управленческие кадры, которые обеспечивали необходимое качество и развитие строительных работ.
В завершении следует отметить, что коллективные навыки предыдущих поколений, полученные при подземных работах, более содержательны и конкретны для многих условий, чем наши, приобретенные самостоятельно сегодня.
Раскрывая секреты и изучая решения прошлого, мы увереннее будем чувствовать себя в будущем, которое немыслимо без освоения подземного пространства.
