Саммари книги Строительство и архитектура в Древнем Египте: краткое содержание

Введение

Монументальные сооружения Древнего Египта кажутся чудом, созданным вопреки времени и техническим ограничениям. На самом деле за ними стоит жесткий государственный контроль и абсолютная монополия на строительство. Они обеспечили тысячелетнюю стабильность методов и неизменность архитектурных канонов.

Вы сталкиваетесь с парадоксом. Блестящая организация труда и виртуозное владение камнем соседствуют здесь с пренебрежением базовыми требованиями к фундаментам. Книга Сомерса Кларка объясняет, как древние мастера решали эту и другие инженерные задачи, опираясь на практический опыт поколений.

Вы узнаете, какими методами велось строительство без сложных механизмов и чертежей.

Книга отвечает на следующие вопросы:

• Как добывали и транспортировали многотонные гранитные блоки?
• Какие инструменты и растворы использовались при возведении стен и пирамид?
• Как древние строители справлялись с неустойчивыми аллювиальными почвами?
• Каковы секреты египетских арок, сводов и систем водоотвода?

1. Древнейшие формы и добыча камня

Монументальная египетская архитектура выросла из примитивных растительных форм, а добыча мягких и твердых пород требовала уникальных инструментов — от металлических клиньев до долеритовых шаров.

Эволюция примитивных форм

Многие монументальные каменные элементы восходят к примитивным органическим материалам. Они повторяют формы связанных тростников, пальмовых листьев и дерева.

Архитектурные детали вроде карнизов, стеновых панелей и колонн эволюционировали из примитивных укрытий. Древнее население строило их из пучков связанной кукурузы или стеблей папируса, пальмовых ветвей и обмазанных глиной связок тростника. Толщина пачек кукурузных стеблей в хижинах египетских крестьян составляла 7,5 см.

Папировидные и пальмовидные капители колонн в Абусире и Саккаре точно имитируют природные растительные структуры.

Добыча мягких и твердых пород камня

Добыча известняка и песчаника велась в каменоломнях. Рабочие вырубали вертикальные каналы с помощью металлических инструментов и откалывали блоки клиньями.

• сделать выемку под крышей галереи высотой чуть больше 90 см
• прорубить вертикальные поверхности с помощью металлических инструментов
• отделить блок от основания скалы с помощью вбиваемых внизу клиньев

Каменоломни в Туре, Масаре и Гебель-Силсиле демонстрируют галереи с вертикальными рабочими поверхностями и узкими разделительными канавками. Ширина таких канавок или расстояние между выемками для клиньев составляла 11,25 см. Максимальный пролет известняковых плит из Туры и Масары достигали 2,7 м.

Твердые изверженные породы вроде гранита добывали непрерывным долблением тяжелыми шарами из долерита. Средний вес долеритовых шаров диаметром от 12,5 до 30 см составлял 5,5 кг.

• разжигать на поверхности гранита огромные костры, обложенные необожженными кирпичами, для растрескивания породы
• поливать раскаленный гранит водой для размягчения
• дробить скалу ударами шаров из долерита по четырем направлениям
• удалять гранитную пыль и крошку, смещая их в противоположную от работы сторону
• устанавливать палку определенной длины для измерения глубины выработки

Незаконченный обелиск в Асуане наглядно демонстрирует следы разметки сеткой и долбления долеритовыми шарами. Длина разделительной канавки у этого обелиска составляла 90 м при ширине 75 см.

2. Транспортировка и методы подготовки

Перевозка гигантских блоков осуществлялась по воде на уникальных судах без шпангоутов и по суше на салазках без колес и талей, используя сетки пропорций и царский локоть.

Суда и отсутствие колесного транспорта

Древние египтяне при строительстве и транспортировке тяжестей не использовали блоки, кабестаны и колесный транспорт. На памятниках отсутствуют отверстия для захватов талей. Изображения в гробницах показывают использование канатов через простые кольца. Для перевозки грузов применяли исключительно салазки, а колеса долгое время служили только для легких боевых колесниц.

Для перевозки 60-тонной алебастровой статуи Джехутихотепа 172 рабочих использовали салазки, скользящие по лежням без катков. Один из рабочих поливал лежни водой или маслом. Для перевозки крышки саркофага весом 18 тонн от Вади-Хаммамата потребовалось 3000 человек.

Древние египетские грузовые суда собирались из коротких деревянных досок с помощью пазов и шипов и не имели внутренних ребер. Продольная прочность достигалась системой канатов и вертикальных стоек, а также поперечными балками и внешними натяжными кабелями. Царская баржа фараона Сесостриса II из Дахшура построена именно по такому принципу. Длина кедровых и акациевых барж фараонов достигала впечатляющих размеров:

• 100 локтей (52,4 м) — баржа фараона Снофру
• 60 локтей (31.4 м) — баржа Вени
• 120 локтей (62.8 м) — баржа Тутмоса I

Проектирование и системы измерения

Основной единицей измерения в египетской архитектуре служил царский локоть. Он делился на семь ладоней, а каждая ладонь — на четыре пальца. Измерения производились стандартными веревками с узлами. Длина царского локотя составляла примерно 52,4 см у Великой пирамиды, 52,3 см в фиванских гробницах и 52,5 см в асуанских каменоломнях.

• Приложите к поверхности стены веревку, смоченную красной охрой или сажей
• Отметьте равные отрезки по краям площади для создания рельефа или рисунка

Архитекторы применяли сетки пропорций, начерченные красной охрой или сажей. Эта система использовалась для планов, рельефов и стенных росписей. В Турине сохранился папирусный план гробницы Рамсеса IV размером 86 на 24 см, а известковый план гробницы Рамсеса IX имеет длину 83 см.

Строители определяли прямые углы с помощью простых визуальных приспособлений. Углы Великой пирамиды показывают максимальную погрешность всего в несколько минут, что исключало необходимость сложных математических вычислений.

3. Фундаменты, растворы и рампы

Строительство на аллювиальных почвах велось без глубоких фундаментов с использованием тонких слоев раствора как смазки, а подъем материалов обеспечивался земляными насыпями и заполнением залов илом.

Фундаменты и строительный раствор

Возведение массивных каменных монументов на подверженных затоплениям аллювиальных почвах создавало серьезные проблемы из-за сезонного насыщения влагой и солевых повреждений.

• Выройте котлокан необходимой ширины и глубины в аллювиальном грунте
• Насыпьте на дно котлована слой сухого песка толщиной около 46 см
• Уложите поверх песка первый слой камня

Одиннадцать колонок в Большом гипостильном зале в Карнаке рухнули 3 октября 1899 года, потому что поднимающиеся соленые грунтовые воды растворили их слабые каменные основания. Площадь храмов в Карнаке составляет около 240 гектаров. Позже архитекторы значительно улучшили фундаменты, сооружая под храмами массивные многослойные каменные платформы из трех, четырех или девяти слоев блоков для равномерного распределения веса. Крупный храм в Эш-Шунове или Эль-Кабе покоится на платформе по меньшей мере из восьми слоев кладки, а небольшой храм в Ком-Абу-Бильо содержит девять слоев камня.

Египетский раствор не использовался как цемент для склеивания блоков. Он служил смазкой и прокладкой для распределения веса. Массивные каменные блоки держались под собственным весом за счет трения. Тонкая смесь наносилась для облегчения сборки и выравнивания поверхностей. Мистер А. Лукас изучил 15 образцов со статуи Сфинкса, пирамид Гизы и Карнака и обнаружил, что состав сильно отличается, а настоящая известь появилась в Египте только в римские времена. Средняя ширина швов между облицовочными камнями Великой пирамиды составляет всего 0,02 дюйма.

Использование рамп и земляного заполнения

Строительство гигантских сооружений вроде гипостильных залов велось с помощью заполнения пространства внутри здания речным илом и землей. По мере подъема стен внутреннее пространство заливали илом, а снаружи насыпали широкие земляные пандусы, по которым рабочие втаскивали блоки наверх. Жорж Легрэн широко использовал метод заполнения пространства землей при восстановительных работах в Карнаке. Размеры Большого гипостильного зала в Карнаке составляют 51,82 на 100,28 метра при высоте около 15 метров. Тысяча человек могла заполнить зал землей до потолка менее чем за шесть недель при среднем расстоянии переноса земли 274 метра.

Для подъема материалов на высоту использовались наклонные рампы из кирпича-сырца и земли, располагавшиеся под прямым углом к объекту. Между кирпичными стенами рампы и кладкой сооружения оставлялся зазор шириной около 40,6 сантиметра. В письме папируса Анастаси I писец Хори задает коллеге Аменемопе задачу подсчитать объем кирпичей для рампы длиной 730 локтей, высотой 60 локтей и шириной 55 локтей.

4. Кладка стен, пилонов и строительство пирамид

Каменная кладка подгонялась непосредственно на месте по принципу нарастающих облицовок, а эволюция пирамид привела к точным гладким формам с эталонными поверхностями провешивания.

Методы подгонки блоков и качество кладки

Строители не использовали строгие прямоугольные стандарты для каждого камня. Они выравнивали блоки в линию и тщательно подгоняли горизонтальные слои уже после их укладки в стену.

• Строители применяли кладку типа А и типа Б, сохраняя неровности для экономии труда.
• Деревянные ласточкины хвосты и нагели вставлялись между блоками для временной фиксации во время застывания раствора.

В храме времен Джосера и в гранитных стенах долинного храма Второй пирамиды строители использовали косые швы и блоки разной высоты в одном ряду. В архитравах Двора Шешонка в Карнаке деревянные ласточкины хвосты достигали длины до 1,5 метров.

В эпоху Нового царства качество кладки существенно ухудшилось. Массивные стены возводились из двух тонких стенок, а внутреннее пространство заполнялось строительным мусором и обломками старых храмов без внутренней перевязки.

В пилоне Рамсеса I в Карнаке блоки из разобранного храма Эхнатона набросаны так беспорядочно, что косяки ворот выгнулись дугой.

Пирамиды и точность их поверхностей

Эволюция пирамид началась со ступенчатых составных мастаб. Ступенчатая пирамида Джосера в Саккаре состояла из вложенных слоев кладки с углом наклона около 4 к 1.

В пирамиде Снофру в Медуме появилась правильная квадратная база и внешняя облицовка высокого качества. Позже внутренние облицовки перестали обтесывать, что позволило возводить здание слой за слой без трудоемкого перемещения насыпей.

Для достижения идеальной ровности стен строители использовали внешние точки провешивания и отвесы. Поскольку площадь сторон Великой пирамиды превышала 20 235 квадратных метров, покрыть ее лесами было невозможно.

Строители наносили эталонные точки на насыпях за пределами здания и формировали эталонные поверхности. После удаления насыпи они окончательно обтесывали облицовку с погрешностью бокового раствора Великой пирамиды всего до 0,5 мм.

5. Полы, колонны, крыши и проемы

Инженерные решения храмов включали лоскутную мозаику полов, разнообразные базы растительных колонн, системы водоотвода на крышах и уникальные шарнирные дверные петли.

Полы, базы колонн и архитравы

При мощении полов египтяне применяли принцип лоскутной мозаики. Они укладывали камни в выемки фундамента и выполняли финишную шлифовку поверхности только после завершения кладки.

• Плиты пола подгонялись по высоте с помощью вырубок в фундаменте.
• Долинный храм Второй пирамиды в Гизе и храм Исиды на острове Филэ иллюстрируют этот метод. В гипостильном зале храма Эдфу разница высоты пола между средними рядами колонн и краями составляла 12,5 см.

Колонны опирались либо на плиты пола, либо непосредственно на фундамент храма. Их формы эволюционировали от простых квадратных сечений до многогранных и растительных мотивов.

Многогранные колонны получались путем последовательного срубания углов квадратных опор. Растительные колонны имитировали папирус, лотос и пальму.

Храм XI династии в Дейр-эль-Бахри демонстрирует восьмигранные колонны. Там высота возвышения баз восьмигранных колонн над полом равнялась 3,8 см. Храм Сахура в Абусире содержал монолитные гранитные колонны высотой 3,7 м. В Абидосе размер стороны квадратной базы колонны Рамсеса II составлял 2,21 м.

Переход на песчаник позволил увеличить пролеты перекрытий. Строители соединяли архитравы ласточкиными хвостами, скобами и нагелями.

Максимальный пролет известняковых плит во времена IV династии составлял 2,74 м. Пролет песчаниковых плит в центральном нефе гипостильного зала в Карнаке достигал 9 м. Недостаточная длина архитравов компенсировалась каменными вставками и штукатуркой. Во дворе Шешонка I в Карнаке величина нехватки длины архитрава составила 20 см.

Крыши, водосток и навешивание дверей

Для защиты внутренних росписей от дождевой воды египтяне создавали сложные системы герметизации. Швы между плитами крыши защищались каменными брусьями со скатами, исключавшими протечки без раствора.

На крыше храма в Мединет-Абу длина таких каменных брусьев достигала 4,27 м. Вода отводилась по желобам и водостокам в виде львиных глав за пределы храмовых стен. В храме Сети I в Абидосе размер квадратного отверстия для стока в желобе составлял 20 см.

Древние египтяне не использовали привычные дверные петли, а вешали створки на вертикальные стержни. Верхний стержень вставлялся в отверстие перемычки, а нижний вращался в углублении порога.

• Сделайте верхний стержень двери достаточно длинным, чтобы он не выскакивал из отверстия при опускании
• Высеките в полу желобок, доходящий до нижнего отверстия, для облегчения установки створки
• Вставьте каменный брусок в желобок после навешивания двери
• Зафиксируйте установленную конструкцию с помощью клиньев

Остатки деревянной нижней части отверстия с клиньями сохранились в храме Ком-Омбо. Длина желобка на пороге там составляла 68,5 см, а глубина опускания стержня — 11,5 см.

Пирамиды защищали от грабителей с помощью опускающихся массивных камней и завалов из обломков. В большой мастабе III династии в Бейт-Халлафе нисходящий проход был загражден пятью большими камнями.

Храмы освещались через узкие щели под крышей или небольшие отверстия в потолочных плитах. В долинном храме Второй пирамиды в Гизе использовались самые древние окна-щели. Длина вентиляционных шахт Великой пирамиды достигала 64 м при выходе на поверхность под углом около 30 градусов.

6. Арки, отделка, кирпич и математика

Безопорные кирпичные арки, разгрузочные своды, абразивная распиловка камня, сырцовый кирпич с каналами и практическая геометрия завершали грандиозный комплекс египетского строительства.

Арки, разгрузочные своды и отделка

Египтяне умели возводить прочные кирпичные арки и своды без применения деревянных опорных кружал. Лучшие примеры арочных конструкций из специальных кирпичей находятся в Рамессеуме в Фивах.

• Наносите пальцами шероховатости на сырые кирпичи с широких плоскостей
• Укладывайте кирпичи длинными краями так, чтобы получались кольца
• Примыкайте каждое последующее кольцо вплотную к предыдущему
• Заполняйте пространство между внешней стороной кольца и кладкой булыжниками или черепками

Размеры тонких кирпичей для широких арочных пролетов составляли 36 х 18 х 4 см. Примером служит пролет арки шириной 3,96 м в воротах в Асасифе в Фивах.

Архитекторы защищали погребальные камеры от колоссального давления верхних слоев кладки с помощью разгрузочных камер и сводов. В камере царя Великой пирамиды поверх гранитных перекрытий располагаются четыре низкие камеры и верхняя камера с двускатным перекрытием. Вес каждого из больших известняковых блоков остроконечной крыши в пирамиде в Хаваре достигагал 50 тонн.

Грубые внешние стены и детали зданий окончательно шлифовали и выравнивали после окончания кладки. На незавершенном пилоне в Карнаке и на стенах Осирейона Сети I в Абидосе процесс обработки стен остался незавершенным.

• Установите вертикальные эталонные поверхности по всей высоте стены методом провешивания
• Отметьте линиями на верхних частях блоков количество камня, подлежащего удалению для нужного наклона
• Используйте долеритовые шары и кирки для грубой обтески твердых пород камня
• Применяйте долота и молотки для обработки мягких пород известняка
• Завершите обработку шлифовальными камнями в сочетании с абразивным порошком

Для возведения пилона в Карнаке требовался наклон стены 7 к 1.

Нанесение рельефов и росписей на стены строго регламентировалось сеткой пропорций и выполнялось клеевыми красками. Процесс работы скульпторов и художников запечатлен на стенах гробницы Рехмира в Фивах.

• Смочите веревку в охре и приложите к стене для создания разметки квадратами
• Сделайте предварительный набросок изображения и надписей
• Углубитесь в поверхность камня на начальном этапе так, чтобы рельеф слегка выступал
• Нанесите слой штукатурки из смеси мела и клея поверх готового изображения
• Покройте поверхность слоем побелки перед раскрашиванием

Глубина первоначального углубления скульптора в поверхность камня составляла 0,3 см.

Древние египтяне владели сложными технологиями сверления и распилки твердых пород камня с помощью абразивов и утяжеленных инструментов. Следы глубоких спиральных каналов и работы трубчатого сверла диаметром около 5 см сохранились на статуе фараона Хафра.

• Используйте трубчатое сверло без зубьев для проделывания глубоких отверстий в камне
• Утяжелите верхушку сверла специальными грузиками для усиления давления
• Вращайте сверло с помощью лучка или ручки с одновременным подталкиванием рукой
• Добавляйте в зону распила или сверления корунд или кварцевый песок в качестве дробящего материала

Диаметр спирального канала в граните, пройденного одним сверлом, составлял 0,91 м. Длина гранитного саркофага в Великой пирамиде достигала 2,29 м при ширине отдельных ультратонких распилов на граните 0,076 см.

Кирпичная кладка и практическая математика

Кирпичи из нильского аллювия не обжигали, а сушили на солнце. Они служили одновременно строительным материалом и раствором. Размеры обычных кирпичей для постройки домов составляли 23 х 11,5 х 7,5 см.

• Найти отложение речного ила подходящей консистенции и подготовить крупную плоскую площадку.
• Перенести ил в узкую яму, добавить воду и перемешать мотыгой с песком и солому до получения густой пасты.
• Посыпать циновку из пальмового листа мелким сухим илом, наложить на нее пасту и перенести к мастеру.
• Заполнить деревянную форму пастой, убрать излишки рукой и поднять форму, оставив кирпич на земле сохнуть рядами.

При строительстве гигантских кирпичных стен египтяне применяли специальные инженерные приемы для ускорения высыхания кладки и предотвращения трещин. В большой стене в Карнаке воздушные каналы проходят через каждые тринадцать слоев кладки.

• Устраивать воздушные каналы высотой в два кирпича и шириной в полкирпича через определенные промежутки по высоте стены.
• Раскладывать через несколько рядов кладки циновки из тростника или стебли травы хальфа.
• Закладывать в тело стены продольные и поперечные деревянные балки через каждые пять слоев.

Максимальная высота гигантских стен достигала 13,7 м, а толщина — 24,4 м. Расстояние по вертикали между воздушными каналами в стене в Карнаке составляло 1,82 м, а в других участках — 84 см.

Для защиты от растрескивания и засыпания песком египтяне строили стены на вогнутых и выпуклых основаниях, а также использовали волнистую форму кладки. Примером служит стена толщиной около 1 метра, окружавшая разрушенную пирамиду в Мазгуне.

Кирпичные пирамиды возводили по каркасной системе из пересекающихся массивных стен, пространство между которыми заполняли сырцовым кирпичом. В пирамидах в Лахуне, Хаваре и Дахшуре для прочности в углы слоев кладки вставляли огромные блоки известняка.

Египетская математика была сугубо практической дисциплиной, лишенной отвлеченных философских размышлений. Расчеты подтверждают дошедшие до нас папирусы Ринд, Московский, из Кахуна и Берлинский.

Египетская система дробей оперировала почти исключительно единичными дробями с единицей в числителе, за исключением специальных знаков для половин и двух третей. Дроби с числителем больше единицы раскладывались в суммы единичных дробей с помощью таблиц деления нечетных чисел, где 2/13 выражается как сумма 1/8 + 1/52 + 1/104.

Египтяне владели методами вычисления площадей фигур и объемов сложных тел, включая цилиндры, пирамиды и усеченные пирамиды. Для определения площади круга использовался метод вычитания одной девятой части диаметра с возведением результата в квадрат. Получаемое по египетской формуле соотношение площади круга к квадрату диаметра составляло 0,7902 при реальном значении 0,7854.

Заключение

Инженерный опыт Древнего Египта доказывает, что колоссальные задачи решаются не за счет сложных машин, а благодаря системной организации труда, пониманию физики материалов и упорству.

Строительные достижения этой цивилизации строились на строгой логике, эмпирическом расчете и простых механизмах, доступных любой развитой культуре.

1. Изучайте физические свойства материалов до того, как приступать к проектированию конструкций.
2. Оценивайте задачи соразмерно имеющимся ресурсам и опирайтесь на проверенные временем простые решения.
3. Используйте мускульную силу и организованные массы людей там, где механизмы бессильны.
4. Добивайтесь идеальной точности на каждом этапе работы, используя простейшие измерительные инструменты и провешивание.
5. Применяйте доступные природные материалы и адаптируйте их под жесткие климатические условия.

10 лучших мыслей

1. Монументальная архитектура Древнего Египта сформировалась под жестким государственным контролем на основе ранних органических форм из тростника, пальмовых ветвей и связанных стеблей папируса.
2. Твердые породы гранита добывались с помощью термического растрескивания кострами и непрерывного долбления тяжелыми долеритовыми шарами.
3. Тяжелые грузы и многотонные статуи перевозились исключительно на салазках и по воде на бесшпангоутных судах без использования колесного транспорта и сложных талей.
4. Архитекторы применяли царский локоть как основную единицу длины и выстраивали пропорции зданий с помощью стандартных веревок и сеток, начерченных охрой или сажей.
5. Строительство гигантских гипостильных залов велось с помощью внутреннего заполнения помещений речным илом и землей, по которым рабочие втаскивали блоки наверх.
6. Каменные блоки подгонялись по горизонтальным слоям уже после их укладки в стену, а швы между ними заливались тонким слоем раствора исключительно для смазки и распределения веса.
7. Эволюция пирамид от ступенчатых мастаб к гладким формам опиралась на внешние точки провешивания и эталонные поверхности, позволившую добиться минимальной погрешности облицовки.
8. Древние мастера надежно защищали крыши и двери от осадков с помощью каменных водостоков в виде львиных глав и уникальных шарнирных петель с вертикальными стержнями.
9. Строители возводили прочные безопорные кирпичные арки из специальных тонких кирпичей без применения деревянных опорных кружал и защищали камеры разгрузочными сводами.
10. Практическая математика египтян использовала систему единичных дробей для вычисления площадей и объемов, а сложные каменные массивы обрабатывались трубчатыми сверлами с добавлением абразивного кварцевого песка.