Иначе обстоит дело с куполами. Если купол представляет собой полусферу, то вертикальные усилия сводятся к сжатию, а горизонтальные – к растяжению приблизительно в нижней его трети (рис. 9.9, а). В Пантеоне толщина купола в этой зоне настолько велика, что растягивающие усилия недостаточны для его разрушения. Если обратиться к полуциркульной арке или своду, то напряжения распора в них должны быть уравновешены внешними конструкциями. В куполе они гасятся массой опорного кольца, поэтому нагрузка от купола направлена строго вниз, что позволяет передать ее на основание, если даже купол высоко поднят над землей.
Однако растяжения кольца можно почти избежать или, по крайней мере, свести его к минимуму, если изменить очертание купола, сделав его образующую более плоской, что также поможет уменьшить толщину стенок купола. Для этого криволинейную образующую купола можно изменить таким образом, что растягивающая зона купола будет отсутствовать (рис. 9.9, б). Результирующая напряжения распора разложится на вертикальную и горизонтальную составляющие. Последняя в этом случае должна быть воспринята контрфорсом. Полусферические купола в дальнейшем найдут широкое распространение в архитектуре Западной Римской империи и позднее – эпохи Возрождения. При этом будут предприняты попытки внесения конструктивных усовершенствований, а плоские купола позаимствует византийская и мусульманская архитектура.
9.3.5. Использование металла
Римляне очень многое свозили в Рим из сопредельных территорий и его окрестности: полезные ископаемые, редкую древесину, произведения искусства и т. д. Это же можно сказать и о металлах. Железо поступало из Тосканы, Испании и Каринтии
[76]; «вууц» – сталь, которую получали в результате многократной ковки и разогрева железа, – доставляли из Индии, где эти технологии были хорошо развиты; медь получали с Кипра и из Малой Азии; олово – из Корнуолла
[77] (сплавляя его с медью, получали бронзу); и, наконец, свинец добывали в греческих рудниках. Свинец был основным материалом для производства труб. Свинцовый плоский лист сгибался, и стык краев соединялся простым выколачиванием молотками. Трубы были нужны прежде всего для водопроводов как в термах (например, обнаруженные в термах в Бате в Англии), так и в частных богатых домах. Свинец использовался также в кладочных работах, когда возводили особо значимое сооружение. Свинцом заливали швы, заменяя раствор, им же защищали от коррозии металлические скобы.
Медь применяли очень широко, особенно ее не экономя. Известно, что кровельный слой Пантеона первоначально был сделан из позолоченных медных пластин, а перекрытие портика опиралось на бронзовые балки. Покрытие Пантеона снял император Константин II, а бронзовые балки заменил деревянными папа Урбан VIII в 1625 г. Этой бронзы хватило на отливку 80 пушек, некоторые из которых выставлены в замке св. Ангела, или мавзолее Адриана, в Риме (вкл., рис. 143).
9.3.6. Строительство высоких зданий и противопожарные мероприятия
Сведения о численности населения в Древнем Риме не отличаются точностью. По одним оценкам – это 250 тыс., по другим – 2,5 млн чел. Последние исследования дают численность в 1 млн жителей с конца III до начала Iv вв. Это значит, что население города превышало показатель для Лондона в 1800 г. Численность римлян росла, и, как следствие, развивалось многоэтажное строительство. Римские многоэтажные жилые дома назывались инсулами, а малоэтажные – домусами. К 300 г., по свидетельству официальной переписи населения, в Риме насчитывалось 1797 домусов и 46 602 инсулы. Нижние этажи многоэтажных инсул сохранились в Остии (гавань близ Рима) (рис. 9.10, 9.11). До нас дошли сведения о том, что после крупного пожара в Риме в 64 г. Нерон издал указ, согласно которому высота инсул ограничивалась 21,5 м (приблизительно высота современного жилого дома в 7 этажей). Другими словами, раньше инсулы были и более высокими. Колизей, или амфитеатр Флавиев, например, достигал высоты 48 м. Все это свидетельствует о том, что возможность возводить высокие здания в Риме существовала и ограничивалась только условиями подъема материалов.
Рис. 9.10. Инсулы на склоне Капитолия (II–III вв.). Модель (Рим, Италия)
Рис. 9.11. Остия. Улица
Не только высота зданий, но и плотность застройки отличала античный Рим. При этом создавалась реальная угроза возникновения пожаров. В первые два века существования Римской империи борьба с пожарами приобрела вполне организованные формы. После крупного пожара в 6 г. императором Августом был учрежден корпус вигилов, или профессиональных пожарных. Он возглавлялся командиром, который был вторым лицом в армейской иерархии чинов после префекта императорской гвардии. Пожарные проходили специальную подготовку и имели строго определенные задачи при тушении пожара. Одни растаскивали горящие конструкции, другие отвечали за доставку воды, третьи непосредственно направляли струи к очагам возгорания. Недавно при раскопках в Англии и Италии были найдены бронзовые детали древних насосов: цилиндры, поршни, запорные клапаны. С помощью таких совершенных устройств можно было выбрасывать струи воды на значительные расстояния и с большой силой. После пожара 64 г. Нероном был издан указ, по которому каждая инсула должна была иметь собственную стену. Не допускалось использование стены рядом стоящей инсулы для пристройки. Необходимо было обеспечивать доступ пожарных на крыши. Жильцы и домовладельцы обязаны были иметь и хранить вне дома противопожарный инвентарь. Применение дерева ограничивалось в пользу камня. После пожара была проведена перепланировка города, в рамках которой были проложены большие улицы, впоследствии служившие противопожарными разрывами. Эти улицы сохранились в Риме до настоящего времени, например Виа дель Корсо.
9.3.7. Контроль качества строительных материалов
Как определить качество строительных материалов? Сегодня мы испытываем материалы многочисленными циклами замораживания и оттаивания, солнечной радиацией и увлажнением. Витрувий, собственно, предлагал те же принципы, понимая, что атмосферные воздействия являются главной причиной разрушения материалов. Не имея возможности быстро испытать строительный материал в лабораторных условиях, он советовал присмотреться к каменному материалу для предстоящего строительства прямо в карьере. Если материал зарекомендовал себя как вполне прочный, Витрувий не рекомендует перевозить его далеко к месту строительства, но предлагает использовать материал из близлежащих к строительной площадке карьеров, поскольку такой материал прошел долговременные испытания на атмосферные воздействия именно в том климатическом районе, где ему предстоит служить уже в качестве конструктивного элемента здания. Также Витрувий предлагает обратиться к опыту строительства в данном районе и использовать те материалы, которые успешно прошли испытание временем в постройках. Более долговечные материалы предписывалось укладывать в фундамент.
