Built. Неизвестные истории известных зданий

При проектировании здания или моста материалы являются одной из моих важнейших забот. Материалы на самом деле полностью меняют само устройство каркаса, то, насколько он заметен, и то, насколько он физически тяжелый и дорогой. Материалы должны соответствовать назначению здания или моста: мне нужно вплести каркас в проект так, чтобы он не испортил архитектурное решение и не мешал людям использовать постройку по назначению. Материалы должны выдерживать стрессы и нагрузку, которая ложится на постройку, и хорошо вести себя при движении и колебании температур. В конце концов, мой выбор материалов обусловливается тем, чтобы постройка как можно дольше просуществовала в данных условиях. К счастью, мои инженерные творения гораздо совершеннее моих пекарских начинаний.

Наука о материалах уже давно мучает людей, и еще с древних времен мы пытались изучить, из чего все состоит. Греческий философ Фалес (ок. 600 г. до н. э.) утверждал, что вода является изначальной составляющей всех вещей. Гераклит Эфесский (ок. 535 г. до н. э.) пришел к выводу, что первичной материей является огонь. Демокрит (ок. 460 г. до н. э.) и его последователь Эпикур предположили, что все состоит из невидимых частиц, которые сейчас мы называем атомами. В индуизме материю составляли четыре элемента: земля, огонь, вода и воздух, а пятый – акаша – охватывал то, что находится за пределами материального мира. Римский инженер Витрувий в труде «Об архитектуре» соглашается с тем, что материю составляют те же четыре элемента, и добавляет, что поведение и характер материала зависят от пропорций, в которых в нем содержатся эти элементы.

Сама эта идея – о том, что существует ограниченное количество основных ингредиентов, которые в разных пропорциях могут образовать любой цвет, текстуру, прочность и другие свойства материала, – тогда была революционной. Древние римляне предположили, что в мягких материалах содержится больше воздуха, а в твердых – больше земли. Большое содержание воды придает материалу водостойкость, а хрупкими материалами правит огонь.

Римляне, известные своим любопытством и изобретательностью, манипулировали этими материалами для улучшения их свойств, и так они изобрели бетон. Возможно, у них не было периодической таблицы (пройдет еще какое-то время, пока Дмитрий Иванович Менделеев опубликует ее оригинальную версию в 1869 году), зато они уже знали, что свойства материала зависят от того, в каких пропорциях в нем содержатся элементы, и эти пропорции можно изменить, если воздействовать на материал другими элементами.

Однако люди долгое время использовали в строительстве природные материалы, не меняя их основных свойств. Наши древние предки строили свои жилища из всего, что находили вокруг себя, то есть из доступных материалов, которым можно было легко придавать различную форму. С помощью нескольких простых инструментов они рубили деревья и строили из бревен стены, а шкуры животных связывали и сооружали таким образом палатки.

Если поблизости не было деревьев, люди строили дома из глины. Когда мы усовершенствовали инструменты и стали смелее и изобретательнее, то продвинулись на шаг вперед: мы стали строить деревянные опалубки, чтобы придать глине форму параллелепипедов. Мы обнаружили это, когда дали глине высохнуть на солнце (согласно древнеримской философии, таким образом мы выпускаем воду и с помощью огня отдаем главенство земле), и так стали получаться более прочные блоки. Люди придумали кирпичи.

Около 9000 года до н. э. кирпичи уже использовались в пустынях на Ближнем Востоке. В глубокой долине реки Иордан в сотнях метров над уровнем моря человек эпохи неолита создал город Иерихон. Жители этого древнего города обжигали вручную слепленные плоские кирпичи из глины на солнце и строили из них дома в форме ульев. Уже около 2900 года до н. э. в Индской цивилизации строились здания из кирпичей, обожженных в печах. Этот процесс требовал мастерства и точности: если кирпич обжигать недостаточно долго, то глина не просохнет должным образом. Если нагревать его слишком сильно и слишком быстро, то он треснет. Но если обжигать его в течение определенного времени и при правильной температуре, то глина становится прочной и водонепроницаемой.

Руины Индской цивилизации археологи нашли в Мохенджо-Даро и Хараппе на территории современного Пакистана. Каждый кирпич в их постройках независимо от размера изготовлен в идеальных пропорциях 4:2:1 (длина:ширина:высота) – и этими пропорциями до сих пор (в той или иной мере) пользуются инженеры, потому что благодаря им кирпичи равномерно просыхают, с ними удобно работать, а площадь поверхности у них подходит для того, чтобы легко соединять их между собой любым клеем или раствором. Примерно в то же время, что и в Индской цивилизации, в Древнем Китае тоже в больших масштабах изготавливали кирпичи. Но пока скромный кирпич стал одним из самых используемых материалов Западной цивилизации, нам пришлось подождать расцвета одной из ее величайших империй.