Historia budowy - History of construction
Historia budowy obejmuje wielu innych dziedzinach, takich jak inżynierii strukturalnej , inżynierii cywilnej , miast rośnie i wzrost zaludnienia , które są krewni do oddziałów Technologii nauki, historii i architektury w celu zbadania zachowania budynków i nagrane ich osiągnięć. Dziedziny te pozwalają na wykorzystanie do analizy nowoczesnych lub najnowszych konstrukcji i prehistorycznych konstrukcji , jako ich konstrukcji , materiałów budowlanych i używanych narzędzi.
Historia budownictwa ewoluuje zgodnie z różnymi trendami w czasie, wyznaczonymi przez kilka kluczowych zasad: trwałość użytych materiałów, zwiększenie wysokości i rozpiętości, stopień kontroli nad otoczeniem wnętrza i wreszcie energia dostępna dla procesu budowlanego.
Rozwój chronologiczny
Konstrukcja neolityczna
Neolitu , znany również jako „New Age” kamienia, był okres mniej więcej od 9000 pne do 5000 pne nazwie, ponieważ był to ostatni okres życia przed rozpoczęciem obróbki drewna. Dostępne narzędzia zostały wykonane z naturalnych materiałów, w tym kości , skóry, kamienia , drewna, trawy, włókien zwierzęcych i przy użyciu wody. Narzędzia te zostały wykorzystane przez ludzi, takich jak cięcie z Toporek , chopper , toporek i Celt . Również do zeskrobania , posiekaj, np. za pomocą narzędzia do płatków , ubij, przekłuj, zwiń, pociągnij i odstaw.
Materiały budowlane obejmowały kości, takie jak żebra mamutów , skóra , kamień, metal, kora, bambus, glina, tynk wapienny i inne. Na przykład pierwsze mosty wykonane przez ludzi były prawdopodobnie po prostu drewnianymi balami ułożonymi w poprzek strumienia, a później drewnianymi torami . Oprócz życia w jaskiniach i schroniskach skalnych , pierwsze budynki były prostymi schronieniami, namiotami, takimi jak tupiq Eskimosów , i chatami czasami budowanymi jako domy pitowe , mające na celu zaspokojenie podstawowych potrzeb ochrony przed żywiołami, a czasami jako fortyfikacje dla bezpieczeństwa, takie jak crannog . Zbudowane w sposób samowystarczalny przez swoich mieszkańców, a nie przez wyspecjalizowanych budowniczych, z wykorzystaniem lokalnie dostępnych materiałów oraz tradycyjnych projektów i metod, które razem nazywamy architekturą wernakularną .
Najprostsze schrony, namioty, nie pozostawiają śladów. Z tego powodu niewiele możemy powiedzieć o bardzo wczesnym etapie budowy, to głównie przypuszczenia i oparte na tym, co wiemy o sposobie, w jaki koczowniczy łowcy-zbieracze i pasterze na odległych obszarach budują dziś schronienia. Brak narzędzi metalowych ograniczał materiały, które można było obrabiać, ale nadal możliwe było wznoszenie dość wymyślnych konstrukcji kamiennych z pomysłowością przy użyciu technik murowania z suchego kamienia , takich jak w Skara Brae w Szkocji, najbardziej kompletnej neolitycznej wiosce w Europie. Pierwsze cegły mułowe , formowane rękami, a nie drewnianymi formami, pochodzą z okresu neolitu i zostały znalezione w Jerychu . Jedną z największych budowli tego okresu był długi dom neolityczny . We wszystkich przypadkach konstrukcji szkieletowych i zrębowych w tych bardzo wczesnych kulturach, w wykopaliskach archeologicznych odkryto jedynie najniższe partie murów i otwory po słupach, co sprawia, że rekonstrukcja górnych części tych budynków jest w dużej mierze przypuszczona.
Architektura neolityczna waha się od namiotu do megalitu (układ dużych kamieni) i architektury wykutej w skale, które często są świątyniami, grobowcami i mieszkaniami. Najbardziej niezwykłą budowlą neolityczną w Europie Zachodniej jest kultowy megalit znany jako Stonehenge , uważany przez niektórych archeologów za eksponujący metody konstrukcji drewnianej, takie jak w woodhenge, która została przełożona na kamień, proces znany jako petryfikacja . Obecnie zrujnowane pozostałości mają konstrukcję słupowo-nadprożową i obejmują masywne nadproża z piaskowca, które zostały umieszczone na słupach nośnych za pomocą połączeń wpuszczanych i czopowych ; same nadproża są łączone na końcach za pomocą połączeń na pióro i wpust . Istnieją również dowody na prefabrykację kamieniarki; symetryczne geometryczne układy kamienia wyraźnie wskazują, że budowniczowie Stonehenge opanowali wyrafinowane metody geodezyjne . Neolityczne wioski wystarczająco duże, aby mieć cechy wiejskie i miejskie, nazywane są proto-miastami, aby odróżnić je od miast zaczynających się od Eridu .
Galeria narzędzi neolitycznych
Mężczyzna używający siekiery ręcznej
Neolityczny kamienny topór z drewnianą rękojeścią.
Sierp do zbioru plonów i materiałów do krycia strzechy.
Różne narzędzia do kości z Chin
Młot kostny z kultury ceramiki linearnej
Dłuto z kości, Sechseläutenplatz, Zürich
Sanki do przewożenia ciężkich materiałów.
Wiertło do kamienia
Budownictwo z epoki miedzi i brązu
Miedź Age jest wczesne częścią epoki brązu . Brąz powstaje, gdy do miedzi dodaje się cynę, a mosiądz to miedź z cynkiem. Miedź weszła do użytku przed 5000 pne, a brąz około 3100 pne, chociaż czasy różnią się w zależności od regionu. Miedź i brąz były używane do takich samych narzędzi jak kamień, takich jak siekiery i dłuta, ale nowy, mniej kruchy, trwalszy materiał tnie się lepiej. Brąz został odlany w pożądane kształty, a w razie uszkodzenia można go przetopić. Nowym narzędziem opracowanym w epoce miedzi jest piła . Inne zastosowania miedzi i brązu polegały na „utwardzeniu” ostrza narzędzi, takich jak Egipcjanie używający miedzianych i brązowych końcówek do obróbki miękkiego kamienia, w tym do wydobywania bloków i tworzenia architektury wykutej w skale.
W epoce brązu zaczęto używać łuku wspornikowego, np. w grobowcach pszczół . Koło weszło do użytku, ale nie było powszechne znacznie później. Ciężkie ładunki przewożono na łodziach, saniach (prymitywnych saniach) lub na rolkach. Egipcjanie rozpoczęli budowę kamiennych świątyń metodą budowy słupów i nadproży , a Grecy i Rzymianie poszli za tym stylem.
Konstrukcja z epoki żelaza
Epoka żelaza to okres kulturowy od około 1200 pne do 50 pne z powszechnym użyciem żelaza w narzędziach i broni. Żelazo nie jest dużo twardsze od brązu, ale przez dodanie węgla żelazo staje się stalą, która była produkowana po około 300 roku p.n.e. Stal można hartować i odpuszczać, tworząc ostrą, trwałą krawędź tnącą. Nowe narzędzie do obróbki drewna, na które pozwala użycie stali, to strugarka ręczna .
Starożytna Mezopotamia
W starożytnej Mezopotamii znaleziono najwcześniejsze budowle o dużej skali, na które zachowały się dowody . Mniejsze domy przetrwały tylko ze śladami fundamentów, ale późniejsze cywilizacje budowały bardzo duże budowle w postaci pałaców, świątyń i zigguratów i szczególnie dbały o to, aby budować je z trwałych materiałów, co zapewniło, że bardzo znaczne części pozostały nienaruszone . O wielkich osiągnięciach technicznych świadczy budowa wielkich miast, takich jak Uruk i Ur . Ziggurat w Ur jest wybitnym budynek okresu, mimo poważnej rekonstrukcji. Innym dobrym przykładem jest ziggurat w Chogha Zanbil we współczesnym Iranie. Miasta stworzyły zapotrzebowanie na nowe technologie, takie jak odpływy ścieków zwierzęcych i ludzkich oraz brukowane ulice.
Dowody archeologiczne wykazały istnienie skarbców z cegły spadzistej, takich jak Tell al-Rimah, na terenie dzisiejszego Iraku.
Materiały
Głównym materiałem budowlanym była cegła mułowa , formowana w drewnianych formach podobnych do tych używanych do wyrobu cegieł adobe . Cegły były bardzo zróżnicowane pod względem wielkości i formatu, od małych cegieł, które można było podnieść jedną ręką, po duże jak duże płyty chodnikowe. Powszechne były zarówno cegły prostokątne, jak i kwadratowe. Układano je w praktycznie każdy możliwy do wyobrażenia wzór wiązania i stosowano je z dużym wyrafinowaniem. Na glinianych tabliczkach zachowały się ryciny z późniejszych okresów pokazujące, że budynki były rozstawiane na ceglanych modułach. Do roku 3500 p.n.e. do użytku weszły wypalane cegły, a zachowane zapisy wskazują na bardzo złożony podział pracy na odrębne zadania i zawody. Do budowy chodnika użyto wypalanej cegły i kamienia .
Życiem w ogóle rządziły złożone rytuały, które rozciągały się na rytuały stawiania budynków i formowania pierwszych cegieł. Wbrew powszechnemu przekonaniu łuk nie został wynaleziony przez Rzymian, ale był używany w tych cywilizacjach. Późniejsze cywilizacje mezopotamskie, zwłaszcza Babilon, a stamtąd Susa , rozwinęły glazurowaną cegłę w bardzo wysokim stopniu, dekorując wnętrza i zewnętrza swoich budynków glazurowanymi ceglanymi reliefami, których przykłady zachowały się w teherańskim muzeum archeologicznym, w Luwrze w Paryżu i Muzeum Pergamońskie w Berlinie.
Detal Bramy Isztar (575 pne) ukazujący wyjątkowo piękną glazurowaną cegłę z późniejszego okresu. Cegły glazurowane zostały znalezione z XIII wieku p.n.e.
Sklepienie rozbił cegły to rodzaj znaleźć w Mezopotamii około 2000 pne.
Babilon , stanowisko archeologiczne w 1932 r., przed poważnymi pracami rekonstrukcyjnymi podjętymi przez Sadama Husajna
Suszone cegły ułożone gotowe do wypalenia bez użycia pieca.
Egipska kamieniarka przedstawiająca ślady narzędzi i blokady motylkowe w świątyni Kom Ombo rozpoczęta 180-145 p.n.e.
.jpg)
Starożytny Egipt
W przeciwieństwie do kultur starożytnej Mezopotamii, które budowały z cegły, faraonowie Egiptu budowali ogromne budowle z kamienia. Suchy klimat zachował wiele starożytnych budynków.
Materiały
Konstrukcja Adobe (wypalana na słońcu cegła błotna ) była używana do budowy pomocniczych budynków i zwykłych domów w czasach starożytnych i nadal jest powszechnie stosowana na wiejskich obszarach Egiptu. Gorący, suchy klimat był idealny dla cegły mułowej, która ma tendencję do zmywania się w deszczu. Ramesseum w Tebach, Egipt (Luksor) stanowi jeden z najlepszych przykładów błoto cegły konstrukcji. Przetrwały również rozległe magazyny ze sklepieniami z cegły mułowej, wszystkie zbudowane z pochyłymi warstwami, aby uniknąć konieczności szalowania.
Najwspanialsze budowle wznoszono z kamienia, często z masywnych bloków murowanych. Techniki używane do przesuwania masywnych bloków stosowane w piramidach i świątyniach są przedmiotem szerokiej debaty. Niektórzy autorzy sugerowali, że większe nie mogą być cięte z kamienia, ale wytwarzane z betonu.
Technologia
Chociaż Egipcjanie osiągnęli niezwykłe osiągnięcia inżynieryjne, wydaje się, że dokonali tego za pomocą stosunkowo prymitywnej technologii. O ile wiadomo, nie używali kół ani kół pasowych. Transportowali masywne kamienie na duże odległości za pomocą walców, lin i sań ciągniętych przez dużą liczbę robotników. Starożytnym Egipcjanom przypisuje się wynalezienie rampy , dźwigni , tokarki , pieca , statku , papieru , systemu nawadniania , okna , markizy , drzwi , szkła , formy gipsu paryskiego, wanny , zamka , zacienienia , tkania , ujednoliconego wymiaru system , geometria , silos , metoda wiercenia w kamieniu , piła , siła pary , rysunki w skali proporcjonalnej , emaliowanie , fornir , sklejka , kratownica linowa i inne. Nie zachowały się żadne egipskie podręczniki, więc pojawiły się spore spekulacje na temat tego, jak podnoszono kamienie na wielkie wysokości i stawiano obeliski. Większość teorii koncentruje się na wykorzystaniu ramp.
Imhotep , który żył około 2650-2600 pne, jest uznawany za pierwszego zarejestrowanego architekta i inżyniera.
Osiągnięcia
Te piramidy są głównie imponujące ich ogromnych rozmiarów i olbrzymiej siły roboczej, która musi być zatrudniony w ich budowie. Największa z nich to Wielka Piramida w Gizie, która przez 3800 lat pozostała najwyższą budowlą na świecie (patrz Lista najwyższych wolnostojących konstrukcji na świecie ). Problemy inżynieryjne związane były głównie z transportem bloków, czasami na duże odległości, ich przemieszczaniem na miejsce i dokładnym ustawieniem. Obecnie powszechnie uważa się, że wykwalifikowani robotnicy budowlani byli szanowani i dobrze traktowani, ale niewątpliwie do zapewnienia brutalnej siły potrzebna była bardzo duża liczba robotników.
Metody stosowane przy budowie piramid były przedmiotem wielu badań i dyskusji (patrz: egipskie techniki budowy piramid ).
Wielka Piramida w Gizie , najwyższy budynek na świecie od ponad 3800 lat
Starożytna Grecja
W starożytnych Greków , jak Egipcjanie i Mezopotamii, dąży do zbudowania większości wspólnych budynków z cegły mułowej, nie pozostawiając za sobą rekord. Jednak wiele konstrukcji przetrwało, niektóre z nich są w bardzo dobrym stanie, chociaż niektóre zostały częściowo zrekonstruowane lub ponownie wzniesione w epoce nowożytnej. Najbardziej dramatyczne są świątynie greckie . Grecy dokonali wielu postępów w technologii, w tym hydrauliki , spiralnych schodów , centralnego ogrzewania , urbanistyki , koła wodnego , dźwigu i innych.
Najstarszy „rysunek budowlany” znajduje się w Świątyni Apolla w Didymie . Niedokończony kamienny mur został wytrawiony z profilami kolumn i gzymsów , a ściana nigdy nie została ukończona, więc rysunek nie został wymazany: rzadki wgląd w historię pracujących rysunków konstrukcyjnych.
Nie przetrwały żadne konstrukcje drewniane (dachy, podłogi itp.), więc nasza wiedza na temat ich połączenia jest ograniczona. Rozpiętości są w zasadzie ograniczone i sugerują bardzo proste konstrukcje belkowo-słupowe obejmujące kamienne ściany. W przypadku dłuższych przęseł nie jest pewne, czy kratownicę wynaleźli Grecy czy Rzymianie, ale z pewnością Rzymianie używali drewnianych wiązarów dachowych . Przed 650 rokiem p.n.e. słynne obecnie starożytne świątynie greckie budowano z drewna, ale po tej dacie zaczęto budować z kamienia. Proces strukturze drewna są powtarzane w kamieniu nazywa petryfikacja lub „skamieniały stolarskie”.
Wypalana glina ograniczała się głównie do dachówek i związanych z nimi dekoracji, ale były one dość wyszukane. Dachówki pozwalają na niski spadek dachu charakterystyczny dla starożytnej architektury greckiej. Zaczęto stosować cegły wypalane na zaprawę wapienną . Bardzo rzucające się w oczy budynki pokryto dachówką kamienną, która formą naśladowała ich terakotowe odpowiedniki. Podczas gdy późniejsze kultury miały tendencję do budowania swoich kamiennych budynków z cienkich warstw gotowych kamieni na rdzeniach gruzu, Grecy mieli tendencję do budowania z dużych ciętych bloków, połączonych metalowymi zaciskami. Był to powolny, kosztowny i pracochłonny proces, który ograniczał liczbę budynków, które można było wybudować. Metalowe skurcze często zawodziły z powodu korozji.
Konstrukcje budowlane wykorzystywały głównie prosty system belek i słupów bez sklepień lub łuków, które opierały się na ścisłych granicach rozpiętości, które można było osiągnąć. Jednak Grecy zbudowali kilka sklepień krzyżowych , mosty łukowe, a wraz z Egipcjanami pierwszy „wysokość”, latarnię morską w Aleksandrii , jeden z siedmiu cudów starożytnego świata .
Matematyka grecka była zaawansowana technicznie i wiemy na pewno, że stosowali i rozumieli zasady działania bloczków , które umożliwiłyby im budowanie wysięgników i dźwigów do podnoszenia ciężkich kamieni na górne partie budynków. Ich umiejętności geodezyjne były wyjątkowe, co pozwalało im wyznaczać niewiarygodnie dokładne poprawki optyczne budynków takich jak Partenon , chociaż zastosowane metody pozostają tajemnicą. Prostsze zdobienia, takie jak żłobkowanie na kolumnach, po prostu pozostawiano do czasu, gdy bębny kolumn zostały nacięte.
Starożytni Grecy nigdy nie wynaleźli mocnych zapraw, które stały się ważną cechą rzymskiego budownictwa.
Imperium Rzymskie
W uderzającym przeciwieństwie do poprzednich kultur, ogromna ilość jest znana z rzymskiego budownictwa. Przetrwała bardzo duża ilość, w tym kompletne nienaruszone budynki, takie jak Panteon, Rzym i bardzo dobrze zachowane ruiny Pompejów i Herkulanum . Mamy też pierwszy zachowany traktat o architekturze Witruwiusza, który zawiera obszerne fragmenty dotyczące technik budowlanych.
Materiały
Wielkim rozwojem Rzymian w materiałach budowlanych było zastosowanie hydraulicznej zaprawy wapiennej zwanej cementem rzymskim . Wcześniejsze kultury używały zapraw wapiennych, ale dodając popiół wulkaniczny zwany pucolaną, zaprawa twardniała pod wodą. To zapewniło im mocny materiał do murowania luzem. Wykorzystali cegłę lub kamień do zbudowania zewnętrznej powłoki muru, a następnie wypełnili ubytek masywnymi ilościami betonu , efektywnie wykorzystując mur jako szalunek tracony. Później użyli drewnianych szalunków, które zostały usunięte, aby beton stwardniał.
Przykładem świątyni wykonanej z betonu rzymskiego w I wieku pne jest Świątynia Westy w Tivoli we Włoszech. Beton powstał tylko z gruzu i zaprawy. Był tani i bardzo łatwy w produkcji, a jego użycie wymagało stosunkowo niewykwalifikowanej siły roboczej, umożliwiając Rzymianom budowanie na niespotykaną dotąd skalę. Wykorzystywali go nie tylko do budowy murów, ale także do formowania łuków , sklepień kolebkowych i kopuł , które budowali na ogromnych przęsłach. Rzymianie opracowali systemy wydrążonych garnków do budowy kopuł oraz zaawansowane systemy ogrzewania i wentylacji do kąpieli termalnych.
Rzymianie zamienili brąz na drewno w więźbie dachowej portyku Panteonu, który został oddany do użytku między 27 pne a 14 ne. Więźby z brązu były wyjątkowe, ale w 1625 papież Urban VIII kazał zastąpić je drewnem i przetopić brąz do innych celów. Rzymianie wykonywali również dachówki z brązu.
Ołów został użyty do pokrycia dachu oraz rur wodociągowych i kanalizacyjnych. Łacińska nazwa ołowiu to plumbum czyli instalacja wodociągowa . Rzymianie wykorzystywali również szkło w budownictwie, kolorowe szkło w mozaikach i przezroczyste szkło w oknach. Szkło zaczęło być dość powszechnie stosowane w oknach budynków użyteczności publicznej. Centralne ogrzewanie w formie hipokaustu , podniesionej podłogi ogrzewanej spalinami z kominka na drewno lub węgiel.
Organizacja pracy
Rzymianie mieli gildie handlowe. Większość prac budowlanych wykonywali niewolnicy lub wolni ludzie. Wykorzystanie niewolniczej siły roboczej niewątpliwie obniżyło koszty i było jedną z przyczyn skali niektórych struktur. Rzymianie przywiązywali dużą wagę do wznoszenia swoich budowli niezwykle szybko, zwykle w ciągu dwóch lat. W przypadku bardzo dużych konstrukcji jedynym sposobem na osiągnięcie tego było zaangażowanie ogromnej liczby pracowników do zadania.
Technologia
Wynalezienie koła wodnego, tartaku i łuku było dziełem Rzymian. Rzymianie zaczęli również używać szkła do celów architektonicznych po około 100 roku n.e. i stosowali podwójne szyby jako szyby izolacyjne . Drogi rzymskie obejmowały drogi sztruksowe i brukowane, czasami wsparte na fundamentach i mostach na tratwach lub palach. Witruwiusz podaje szczegóły wielu rzymskich maszyn. Rzymianie opracowali wyrafinowane dźwigi do drewna, pozwalające im podnosić znaczne ciężary na duże wysokości. Wydaje się, że górna granica podnoszenia wynosiła około 100 ton. Kolumna Trajana w Rzymie zawiera jedne z największych kamieni, jakie kiedykolwiek podniesiono w rzymskim budynku, a inżynierowie wciąż nie są pewni, w jaki sposób udało się to osiągnąć.
Listę najdłuższych, najwyższych i najgłębszych budowli rzymskich można znaleźć w Liście starożytnych zapisów architektonicznych . Pomysłowość rzymskiego budownictwa rozszerzyła się na mosty , akwedukty i zadaszone amfiteatry . Ich prace kanalizacyjne i wodociągowe były niezwykłe, a niektóre systemy działają do dziś. Jedynym aspektem rzymskiej konstrukcji, na który zachowało się bardzo niewiele dowodów, jest forma drewnianych konstrukcji dachowych, z których żadna nie przetrwała w stanie nienaruszonym. Możliwe, że zbudowano trójkątne więźby dachowe, co jest jedynym wyobrażalnym sposobem budowy osiągniętych ogromnych rozpiętości, najdłuższych przekraczających 30 metrów (patrz Lista dachów starożytnych Greków i Rzymian ).
Chiny
Chiny są kulturowym centrum Azji Wschodniej, wiele metod i stylów budowania na Dalekim Wschodzie wyewoluowało z Chin. Słynnym przykładem chińskiego budownictwa jest Wielki Mur Chiński zbudowany między VII a II wiekiem p.n.e. Wielki Mur został zbudowany z ubitej ziemi , kamieni i drewna, a później cegieł i płytek z zaprawą wapienną. Drewniane bramy blokowały przejścia. Najstarsze archeologiczne przykłady połączeń do obróbki drewna typu wpuszczanego i czopowego znaleziono w Chinach, datowane na około 5000 lat p.n.e.
Yingzao Fashi to najstarsza kompletna instrukcja techniczna na chińskiej architektury. Chińczycy przez tysiące lat przestrzegali zasad państwa, więc wiele starożytnych, zachowanych budynków zostało zbudowanych metodami i materiałami używanymi nadal w XI wieku. Chińskie świątynie to zazwyczaj drewniane, drewniane ramy na podstawie z ziemi i kamienia. Najstarszym drewnianym budynkiem jest Świątynia Nanchan (Wutai) z 782 r. n.e. Jednak chińscy budowniczowie świątyń regularnie odbudowują drewniane świątynie, więc niektóre części tych starożytnych budowli są w różnym wieku. Tradycyjne chińskie ramy drewniane nie wykorzystują kratownic, lecz opierają się wyłącznie na konstrukcji słupowej i nadprożowej . Ważnym elementem architektonicznym są zestawy wsporników dougong . Pagoda Songyue jest najstarszym cegła pagoda randki do 523 AD. Został zbudowany z żółtej cegły wypalanej na zaprawie glinianej, miał dwanaście boków i piętnaście poziomów dachów. Most Anji jest najstarszym na świecie „open-ryglowa kamienny most łukowy segmentowe” zbudowany w 595-605 AD. Most zbudowany jest z piaskowca połączonego na jaskółczy ogon, żelaznych spoin.
Większość (przywróconych) odcinków Wielkiego Muru, które widzimy dzisiaj, została zbudowana z cegieł i wyciętych kamiennych bloków / płyt. Tam, gdzie cegły i bloki nie były dostępne, jako lokalne materiały wykorzystywano ubitą ziemię, nieoszlifowane kamienie, drewno, a nawet trzcinę. Drewno było używane do budowy fortów i jako materiał pomocniczy. Tam, gdzie lokalne drewno nie wystarczało, dostarczono je.
Kamienne sekcje Wielkiego Muru
Na obszarach górskich robotnicy wydobywali kamień do budowy Wielkiego Muru. Wykorzystując same góry jako fundamenty, zewnętrzna warstwa Wielkiego Muru została zbudowana z kamiennych bloków (i cegieł) i wypełniona nieoszlifowanym kamieniem i wszystkim innym dostępnym (np. ziemią i martwymi robotnikami).
Sekcje Wielkiego Muru Glebowego
Na równinach robotnicy Wielkiego Muru wykorzystywali lokalną glebę (piasek, less itp.) i ubijali ją w zwarte warstwy. Odcinek Wielkiego Muru Jiayuguan w zachodnich Chinach został zbudowany głównie z pylistej gleby lessowej, uważanej za „najbardziej podatną na erozję glebę na świecie”.
Piaskowe (i trzcinowe/wierzbowe) sekcje Wielkiego Muru
Piasek się nie skleja, więc jak można zbudować ścianę z piasku? Piasek został użyty jako materiał wypełniający pomiędzy warstwami trzciny i wierzby.
Zachodnie Chiny wokół Dunhuang to pustynia. Nowatorscy budowniczowie wykorzystali tam trzcinę i wierzbę sprowadzoną z rzek i oaz do zbudowania mocnego muru. Fort Wielkiego Muru Jade Gate Pass (Yumenguan) został zbudowany z 20-centymetrowych warstw piasku i trzciny, o imponującej wysokości 9 metrów.
Ceglane sekcje Wielkiego Muru
Wielki Mur dynastii Ming był w większości zbudowany z cegieł. Do budowy mocnego muru z cegieł używano zaprawy wapiennej. Robotnicy budowali przy murze fabryki cegieł i cementu z lokalnych materiałów.
Średniowiecze
W średniowiecze przęsła Europie od 5 do 15 wne od upadku Zachodniego Cesarstwa Rzymskiego do renesansu i jest podzielony na przedromańskich okresów i romańskich.
Największymi projektami budowlanymi były fortyfikacje , zamki i katedry . Średniowiecze rozpoczęło się wraz z końcem epoki rzymskiej i wiele rzymskich technik budowlanych zostało utraconych. Ale wydaje się, że niektóre rzymskie techniki, w tym użycie żelaznych belek pierścieniowych, były używane w Kaplicy Palatyńskiej w Akwizgranie, ok. 1930 roku. 800 rne, gdzie prawdopodobnie przyczynili się do tego budowniczowie z Królestwa Langobard w północnych Włoszech. Odrodzenie kamiennych budynków w IX wieku i romański styl architektury rozpoczęło się pod koniec XI wieku. Godne uwagi są również kościoły typu stavkirke w Skandynawii.
Materiały
.jpg)
Większość budynków w Europie Północnej była budowana z drewna do ok. 1000 n.e. W Europie Południowej dominowała adobe. Cegła była nadal produkowana we Włoszech przez cały okres 600-1000 AD, ale gdzie indziej rzemiosło ceglane w dużej mierze zanikło, a wraz z nim metody wypalania płytek . Dachy były w większości kryte strzechą. Domy były małe i skupione wokół dużej komunalnej sali . Monastycyzm rozpowszechniał bardziej wyrafinowane techniki budowlane. W Cystersi może być odpowiedzialny za ponowne Cegielnie do obszaru z Holandii, poprzez Danii i północnych Niemiec do Polski prowadzącej do Backsteingotik . Cegła pozostała najpopularniejszym prestiżowym materiałem na tych terenach przez cały okres. Gdzie indziej budynki były zazwyczaj z drewna lub tam, gdzie było to możliwe, z kamienia. Średniowieczne mury kamienne wznoszono z ciosów ciosowych po zewnętrznej stronie murów i wypełnienia gruzowego, na słabych zaprawach wapiennych . Słabe właściwości twardnienia tych zapraw były ciągłym problemem, a osiadanie gruzowego wypełnienia murów i filarów romańskich i gotyckich jest nadal poważnym powodem do niepokoju.
Projekt
Nie było standardowych podręczników budownictwa w średniowieczu. Mistrzowscy rzemieślnicy przekazywali swoją wiedzę poprzez praktyki i z ojca na syna. Tajemnice handlowe były pilnie strzeżone, ponieważ były źródłem utrzymania rzemieślnika. Rysunki przetrwały tylko z późniejszego okresu. Pergamin był zbyt drogi, aby mógł być powszechnie używany, a papier pojawił się dopiero pod koniec tego okresu. Modele były wykorzystywane do projektowania konstrukcji i mogły być budowane na dużą skalę. Detale zostały w większości zaprojektowane w pełnym rozmiarze na podłogach z kalek, z których niektóre przetrwały. b
Praca
Na ogół średniowieczne budynki budowali płatni robotnicy. Pracę niewykwalifikowaną wykonywali robotnicy opłacani za dzień. Wykwalifikowani rzemieślnicy odbywali praktyki zawodowe lub uczyli się fachu od rodziców. Nie jest jasne, ile kobiet należało do cechu posiadającego monopol na określony handel na określonym obszarze (zwykle w obrębie murów miejskich). Miasta były na ogół bardzo małe według współczesnych standardów i zdominowane przez domy niewielkiej liczby bogatej szlachty lub kupców, a także przez katedry i kościoły.
Techniki
Budynki romańskie z okresu 600–1100 były w całości pokryte drewnem lub posiadały kamienne sklepienia kolebkowe nakryte drewnianymi dachami. Gotycki styl architektoniczny z jego sklepieniami , latającymi przyporami i spiczastymi gotyckimi łukami rozwinął się w XII wieku, aw następnych stuleciach coraz więcej niesamowitych wyczynów konstrukcyjnych osiągnięto w kamieniu. Cienkie kamienne sklepienia i wysokie budynki wzniesiono według zasad wyprowadzonych metodą prób i błędów. Awarie zdarzały się często, szczególnie w trudnych obszarach, takich jak wieże przejazdowe .
Kafara została wynaleziona około 1500 roku.
Osiągnięcia
Skala fortyfikacji i zabudowy zamkowej w średniowieczu była niezwykła, ale wybitnymi budowlami tego okresu były gotyckie katedry z cienkimi, murowanymi sklepieniami i przeszklonymi ścianami. Znakomitymi przykładami są: Katedra Beauvais , Katedra w Chartres , King's College Chapel i Notre Dame w Paryżu .
renesans
Renesansu we Włoszech, wynalezienie ruchomych czcionek i reformacja zmieniła charakter budynku. Ponowne odkrycie Witruwiusza miało silny wpływ. W średniowieczu budynki były projektowane przez ludzi, którzy je budowali. Mistrzowie murarze i mistrzowie cieśli uczyli się swoich fachu ustnie i polegali na doświadczeniu, modelach i praktycznych regułach, aby określić rozmiary elementów budowlanych. Witruwiusz jednak szczegółowo opisuje wykształcenie doskonałego architekta, który, jak powiedział, musi być biegły we wszystkich sztukach i naukach. Filippo Brunelleschi był jednym z pierwszych architektów nowego stylu. Rozpoczął życie jako złotnik i kształcił się w architekturze rzymskiej, studiując ruiny. Następnie zaprojektował kopułę Santa Maria del Fiore we Florencji.
Materiały
Główne przełomy w tym okresie dotyczyły technologii konwersji. Młyny wodne w większości krajów Europy Zachodniej były używane do cięcia drewna i przerabiania drzew na deski. Cegły były używane w coraz większych ilościach. We Włoszech ceglarze byli zorganizowani w cechy, chociaż piece znajdowały się głównie na obszarach wiejskich ze względu na ryzyko pożaru i łatwą dostępność drewna opałowego i cegieł. Ceglarze byli zazwyczaj opłacani przez cegłę, co skłoniło ich do uczynienia ich zbyt małymi. W rezultacie ustanowiono przepisy regulujące minimalne rozmiary, a każde miasto zachowało środki, z którymi należy porównywać cegły. Coraz więcej elementów ślusarskich stosowano w stolarce dachowej na pasy i cięgna. Żelazko mocowano za pomocą śrub przednich. Śruba z gwintem (i nakrętka) mogła być wykonana i można ją było znaleźć w zegarmistrzostwie w tym okresie, ale były pracochłonne, a zatem nie były używane na dużych konstrukcjach. Pokrycie dachów było typowo z terakoty. We Włoszech naśladowali rzymskie precedensy. W Europie północnej stosowano karpiówki. Kamień, o ile był dostępny, pozostawał materiałem z wyboru w przypadku prestiżowych budynków.
Projekt
Odrodzenie idei architekta w okresie renesansu radykalnie zmieniło charakter projektowania budowlanego. Renesans przywrócił architekturę klasycystyczną. Traktat Leona Battisty Albertiego o architekturze podniósł ten temat na nowy poziom, definiując architekturę jako coś wartego studiowania przez arystokrację. Wcześniej był postrzegany jedynie jako sztuka techniczna, odpowiednia tylko dla rzemieślnika. Wynikająca z tego zmiana statusu architektury, a co ważniejsze architekta, jest kluczem do zrozumienia zmian w procesie projektowania. Renesansowy architekt był często artystą (malarzem lub rzeźbiarzem), który miał niewielką wiedzę na temat technologii budowlanej, ale doskonale rozumiał zasady klasycznego projektowania. Architekt musiał więc dostarczyć rzemieślnikom szczegółowe rysunki przedstawiające rozmieszczenie poszczególnych części. To właśnie nazywa się procesem projektowania, od włoskiego słowa oznaczającego rysunek. Niekiedy architekt wdawał się w szczególnie trudne problemy techniczne, ale techniczną stronę architektury pozostawiono głównie rzemieślnikom. Ta zmiana w sposobie projektowania budynków miała zasadniczą różnicę w sposobie podejścia do problemów. Podczas gdy średniowieczni rzemieślnicy mieli tendencję do podejścia do problemu z myślą o rozwiązaniu technicznym, architekci renesansu zaczęli od pomysłu, jak powinien wyglądać produkt końcowy, a następnie szukali sposobu, aby to zadziałało. Doprowadziło to do niezwykłych postępów w inżynierii.
Praca
_-_Google_Art_Project_-_edited.jpg)
Praca w renesansie była podobna do tej w średniowieczu: budynki budowali płatni robotnicy. Pracę niewykwalifikowaną wykonywali robotnicy opłacani za dzień. Wykwalifikowani rzemieślnicy odbywali praktyki zawodowe lub uczyli się fachu od rodziców. Rzemieślnicy zrzeszali się w cechach, które zapewniały ograniczoną formę regulacji budowlanej w zamian za posiadanie przez członków cechu monopolu na określony handel na określonym obszarze (najczęściej w obrębie murów miejskich). Miasta były na ogół bardzo małe według współczesnych standardów i zdominowane przez domy niewielkiej liczby bogatej szlachty lub kupców oraz katedry i kościoły.
Postęp techniczny
Chęć powrotu do architektury klasycznej stworzyła problemy dla budowli renesansowych. Budowniczowie nie używali betonu i dlatego podobne sklepienia i kopuły musiały zostać odtworzone z cegły lub kamienia. Niewątpliwie w tych dziedzinach dokonywały się największe osiągnięcia techniczne. Pierwszym przełomem był projekt Brunelleschiego na kopułę z Santa Maria del Fiore . Brunelleschi zdołał wymyślić sposób na zbudowanie ogromnej kopuły bez szalunku, polegając zamiast tego na wadze cegieł i sposobie ich ułożenia, aby utrzymać je na miejscu, oraz kształcie kopuły, aby utrzymać ją w pozycji stojącej. Dokładny sposób, w jaki zbudowano kopułę, jest nadal przedmiotem dyskusji, ponieważ nie jest możliwe rozebranie kopuły w celu zbadania jej konstrukcji bez jej zniszczenia. Kopuła jest podwójną powłoką, połączoną żebrami, z szeregiem drewnianych i kamiennych łańcuchów wokół niej rozmieszczonych w odstępach, aby spróbować poradzić sobie z naprężeniami obręczy.
Kopuła Brunelleschiego została ukończona (aż do podstawy latarni) w 1446 roku. Jej rozmiarami wkrótce przewyższyła kopuła św. Piotra, zbudowana na latającym rusztowaniu wspartym na gzymsach i zbudowana z dwóch kamiennych muszli.
XVII wiek
W XVII wieku narodziła się nowoczesna nauka, która w nadchodzących stuleciach miała ogromny wpływ na budownictwo. Główne przełomy nastąpiły pod koniec wieku, kiedy architekci-inżynierowie zaczęli wykorzystywać naukę eksperymentalną do kształtowania swoich budynków. Jednak dopiero w XVIII wieku teoria inżynierska rozwinęła się na tyle, aby umożliwić obliczanie rozmiarów elementów. XVII-wieczne konstrukcje opierały się w dużej mierze na doświadczeniu, praktycznych regułach i wykorzystaniu modeli w skali.
Materiały i narzędzia
Największym przełomem w tym okresie była produkcja szkła , kiedy to we Francji opracowano pierwszą odlewaną płytę szklaną. Żelazo było coraz częściej stosowane w konstrukcjach. Christopher Wren użył żelaznych wieszaków do zawieszenia belek stropowych w pałacu Hampton Court oraz żelaznych prętów do naprawy katedry w Salisbury i wzmocnienia kopuły katedry św. Pawła . Większość budynków miał kamienne łom powierzchnie obejmujące rdzenie gruzu , utrzymywanych razem z zaprawą wapienną. Przeprowadzono eksperymenty mieszania wapna z innymi materiałami, aby uzyskać zaprawę hydrauliczną, ale nadal nie było odpowiednika rzymskiego betonu. W Anglii, Francji i Republice Holenderskiej do uzyskania szczegółowych i ozdobnych elewacji zastosowano ciętą i mierzoną cegłę. Trójkątna więźba dachowa została wprowadzona do Anglii i używana przez Inigo Jonesa i Christophera Wrena .
Wiele narzędzi zostały wykonane przestarzały przez nowoczesne technologie, ale miernik liniowy , pion , na placu cieśli The poziomica oraz sporządzanie kompas nadal są w powszechnym użyciu.
Metody
Pomimo narodzin nauk eksperymentalnych, metody budowy w tym okresie pozostały w dużej mierze średniowieczne. Wciąż używano tych samych dźwigów, które były używane w poprzednich stuleciach. W katedrze św. Pawła w Anglii iw kopule św. Piotra w Rzymie stosowano latające rusztowania, ale poza tym zachowano te same rodzaje drewnianych rusztowań, które były używane przed wiekami. Dźwigi i rusztowania zależały od drewna. Skomplikowane systemy krążków pozwoliły na podnoszenie stosunkowo dużych ładunków, a do wciągania ładunków na górne partie budynków zastosowano długie rampy.
XVIII wiek
W XVIII wieku rozwinęło się wiele idei, które zrodziły się pod koniec XVII wieku. Architekci i inżynierowie stawali się coraz bardziej profesjonalni. Nauka eksperymentalna i metody matematyczne stawały się coraz bardziej wyrafinowane i stosowane w budynkach. W tym samym czasie narodziny rewolucji przemysłowej przyniosły wzrost wielkości miast oraz wzrost tempa i ilości budowy.
Materiały
Największym przełomem w tym okresie było zastosowanie żelaza (zarówno odlewanego, jak i kutego). Żelazne kolumny były używane w projektach Wrena dla Izby Gmin i były używane w kilku kościołach z początku XVIII wieku w Londynie, ale wspierały one tylko galerie. W drugiej połowie XVIII wieku malejące koszty produkcji żelaza pozwoliły na budowę znaczących elementów inżynierii żelaznej. Szczególnie godnym uwagi przykładem jest Iron Bridge w Coalbrookdale (1779). Budowa młynów na dużą skalę wymagała budynków ognioodpornych, a żeliwo stało się coraz częściej stosowane w kolumnach i belkach, aby podtrzymywać ceglane sklepienia podłóg. Paryski Luwr szczycił się wczesnym przykładem dachu z kutego żelaza. Do produkcji narzędzi używano stali, ale nie można było jej wytwarzać w ilościach wystarczających do wykorzystania w budownictwie.
Produkcja cegieł znacznie wzrosła w tym okresie. Wiele budynków w całej Europie zostało zbudowanych z cegły, ale często były one pokryte tynkiem wapiennym, czasami z wzorem przypominającym kamień. Sama produkcja cegieł niewiele się zmieniła. Cegły były formowane ręcznie i wypalane w piecach nie różniących się od tych używanych przed wiekami. Terakota w postaci kamienia Coade była używana jako sztuczny kamień w Wielkiej Brytanii.
XIX wiek: rewolucja przemysłowa
Rewolucja przemysłowa objawiła się nowych rodzajów transportu urządzeń, takich jak koleje , kanałach i żwiru dróg. Wymagały one dużych nakładów inwestycyjnych . Wśród nowych urządzeń konstrukcyjnych znalazły się maszyny parowe , obrabiarki , materiały wybuchowe i geodezja optyczna . Maszyna parowa w połączeniu z dwiema innymi technologiami, które rozkwitły w XIX wieku, piłą tarczową i maszynowo wycinanymi gwoździami, doprowadziły do wykorzystania ram balonowych i upadku tradycyjnego ramowania drewnianego .
Jako że stal była masowo produkowana od połowy XIX wieku, stosowano ją w postaci dwuteowników i żelbetu . Szklane szyby również trafiły do masowej produkcji i zmieniły się z luksusu na własność każdego człowieka.
Pojawiła się instalacja wodno-kanalizacyjna , która dała powszechny dostęp do wody pitnej i kanalizacji .
Przepisy budowlane stosowane są od XIX wieku, ze szczególnym uwzględnieniem bezpieczeństwa przeciwpożarowego .
XX wiek
Wraz z drugą rewolucją przemysłową na początku XX wieku windy i dźwigi umożliwiły budowę wysokich budynków i drapaczy chmur , podczas gdy ciężki sprzęt i elektronarzędzia zmniejszyły potrzebną siłę roboczą. Inne nowe technologie to prefabrykacja i projektowanie wspomagane komputerowo .
W celu ochrony interesów robotników budowlanych oraz bezpieczeństwa i higieny pracy powstawały związki zawodowe . Do użytku weszły również środki ochrony osobistej, takie jak kaski i nauszniki , które stały się obowiązkowe w większości zakładów.
Od XX wieku rządowe projekty budowlane były wykorzystywane jako element polityki stymulacji makroekonomicznej , zwłaszcza w okresie Wielkiego Kryzysu (zob. New Deal ). Ze względu na ekonomię skali całe przedmieścia, miasteczka i miasta, w tym infrastruktura, są często planowane i budowane w ramach tego samego projektu (nazywanego megaprojektem, jeśli koszt przekracza 1 miliard USD), takiego jak Brasília w Brazylii i Program Milion w Szwecji.
Pod koniec XX wieku ekologia , oszczędzanie energii i zrównoważony rozwój stały się ważnymi zagadnieniami budownictwa.
Dyscyplina akademicka
Nie ma ustalonej dyscypliny akademickiej historii budownictwa, ale w tej dziedzinie pracuje coraz więcej badaczy i naukowców, w tym inżynierów budownictwa, archeologów, architektów, historyków technologii i historyków architektury . Chociaż przedmiot ten był badany od czasów renesansu i było wiele ważnych badań w XIX wieku, w dużej mierze wyszedł z mody w połowie XX wieku. W ciągu ostatnich trzydziestu lat nastąpił ogromny wzrost zainteresowania tą dziedziną, która jest niezbędna dla rosnącej praktyki konserwatorskiej budynków.
Wcześni pisarze
Najwcześniejszą zachowaną książką opisującą historyczne techniki budowlane jest traktat rzymskiego autora Witruwiusza , ale jego podejście nie było ani naukowe, ani systematyczne. Dużo później, w okresie renesansu , Vasari wspomina o zainteresowaniu Filippa Brunelleschiego badaniem rzymskich technik budowlanych, chociaż jeśli napisał coś na ten temat, nie przetrwało to. W XVII wieku ilustracje Rusconiego do jego wersji traktatu Leona Battisty Albertiego wyraźnie pokazują rzymską konstrukcję murów, ale większość zainteresowania w starożytności polegała na zrozumieniu jego proporcji i szczegółów, a architekci tamtych czasów byli zadowoleni z budowania przy użyciu obecnych technik. Podczas gdy wczesne badania archeologiczne i prace topograficzne, takie jak ryciny Giovanniego Battisty Piranesiego, pokazują rzymską konstrukcję, nie były one jednoznacznie analityczne i wiele z tego, co przedstawiają, jest wymyślone.
Studia XIX-wieczne
W XIX wieku wykładowcy coraz częściej ilustrowali swoje wykłady obrazami technik budowlanych stosowanych w przeszłości i tego typu obrazy coraz częściej pojawiały się w podręcznikach budowlanych, np. Rondeleta. Największe postępy poczynili jednak architekci angielscy i francuscy (a później niemieccy), próbujący zrozumieć, zarejestrować i przeanalizować budowle gotyckie. Typowe dla tego typu pisarstwa są prace Roberta Willisa w Anglii, Viollet-le-Duc we Francji i Ungewittera w Niemczech. Żadna z nich nie starała się jednak sugerować, że historia budownictwa reprezentuje nowe podejście do tematu historii architektury. August Choisy był być może pierwszym autorem, który poważnie podjął taką próbę.
Studia z początku XX wieku
Santiago Heurta sugerował, że to modernizm, z naciskiem na zastosowanie nowych materiałów, nagle zakończył zainteresowanie historią budownictwa, które, jak się wydawało, narastało w ostatnich dziesięcioleciach XIX wieku i na początku XX wieku. Wraz z pojawieniem się konstrukcji szkieletowych z betonu i stali architekci, którzy byli głównymi odbiorcami takich badań, nie byli już tak zainteresowani, jak dawniej rozumieli tradycyjne budownictwo, które nagle okazało się zbędne. W latach 1920-1950 opublikowano więc bardzo niewiele. Odrodzenie zainteresowania archeologią rozpoczęło się wraz z badaniami nad budownictwem rzymskim w latach pięćdziesiątych, ale dopiero w latach osiemdziesiątych historia budownictwa zaczęła wyłaniać się jako niezależna dziedzina.
Koniec XX wieku
Pod koniec XX wieku konstrukcje stalowe i betonowe same stawały się przedmiotem badań historycznych. Budowa History Society powstała w Wielkiej Brytanii w 1982 roku produkuje tylko akademicką International Journal poświęcony przedmiotu rocznie. Pierwszy Międzynarodowy Kongres Historii Budownictwa odbył się w Madrycie w 2003 r. Następnie w 2006 r. odbył się Drugi Międzynarodowy Kongres w Queens College w Cambridge w Anglii, III Międzynarodowy Kongres w Cottbus w 2009 r. oraz Czwarty Międzynarodowy Kongres w Paryżu w lipcu 2012
Zobacz też
- Historia architektury
- Historia inżynierii budowlanej
- Historia zaopatrzenia w wodę i urządzeń sanitarnych
- Towarzystwo Historii Budownictwa
- Kalendarium architektury
Bibliografia
Zewnętrzne linki
- Historia budowy w Curlie
- Towarzystwo Historii Budownictwa (Międzynarodowe) [1]
- Towarzystwo Historii Budownictwa (USA) [2]
- Sociedad Espanola de Historia de la Construction (w języku hiszpańskim) [3]
- I. Międzynarodowy Kongres Historii Budownictwa: Strona Kongresu (w języku angielskim) zawierająca bezpłatne materiały online [4]
- II. Międzynarodowy Kongres Historii Budownictwa: Strona Kongresu (w języku angielskim) zawierająca bezpłatne materiały online [5]
- III. Międzynarodowy Kongres Historii Budownictwa: Strona Kongresu (w języku angielskim) zawierająca bezpłatne materiały online [6] i przegląd [7] (w języku niemieckim)
- IV. Międzynarodowy Kongres Historii Budownictwa: odbędzie się w Paryżu w 2012 roku [8]