Предпосылки возникновения биоклиматической архитектурыЕсли говорить о предпосылках возникновения биоклиматической архитектуры, нам следует начать с истоков человеческой цивилизации.
Вопрос взаимодействия природы и человека был актуален на протяжении всей истории. Человечество всегда было вынуждено приспосабливаться к климатическим условиям, выбирая для своего жилища самые благоприятные районы.
Очаги первобытных поселений расположены на узкой территории, ограниченной двадцать третьим и сороковым градусами северной широты. Таким образом, ареалы расселения древних племен и государств тяготеют к субтропическому климатическому поясу, для которого характерны тропические воздушные массы летом и умеренные зимой, с высокими среднегодовыми температурами. Поселения образовывались на побережьях морей и вблизи крупных источников воды, где наблюдались минимальные сезонные изменения температур [1].
Древнейшим естественным жилищем человека становится пещера. Важнейшую роль здесь играет очаг – вокруг него развивается жизнь первобытного человека. Огонь разводится при входе в пещеру, чтобы защитить вход и согреть внутреннее пространство. В дальнейшем человек замуровывает вход искусственной стеной. Все это делается для того, чтобы выжить в конкурентной борьбе за место обитания и оградить себя от суровых природных явлений.
В борьбе за обладание наиболее комфортными и выгодными территориями первобытный человек научился приспосабливаться к климатическим и топографическим условиям места. Таким образом, с изобретением людьми металлических орудий труда появляются искусственные пещеры, которые могли сооружаться не только в скалах, но и в грунте, гуще деревьев и т.д.
Наряду с пещерами существовали палатки из сучьев деревьев и шкур животных. Они, чаще всего, служили временным убежищем на период охоты или на период привала у кочевых племен.
Как результат слияния пещеры и палатки появляются землянки – более или менее вросшие в землю жилища, имеющие, как правило, круглые в плане формы, в центре которых располагался очаг [2]. Частичное заглубление дома в землю обеспечивало достаточную изоляцию от агрессивных климатических факторов, но при этом не терялась связь внутреннего пространства жилища с внешней природной средой.
В это же время в болотистых местностях мы находим свайные постройки, перекрытые соломенными крышами. А в лесистых областях – висячие жилища. Своей формой они повторяют палатки, различия между ними выражаются лишь в способах адаптации к местности [3].
В каждом из вышеперечисленных способов возведения жилища человек организовывает свою защиту вокруг естественных природных образований, будь то скала, лес или вода.
Помимо связи с природой на бытовом уровне, древние племена строили свое общество на религии, восхваляющей и поклоняющейся природным богатствам. Первобытное общество было основано на связности с природой. Таким образом, рассматривая методы и принципы строительства зданий, можно выделить два главных фактора, влияющих на формирование древнего жилища: оборонительный и религиозный.
В силу низкого технологического развития, для первобытного человека эти факторы носили ярко выраженный характер, и роль климата в обоих факторах была доминирующей. При этом, чем суровее были климатические условия, тем прямолинейнее архитектурные решения.
Примеры того, как использовались климатические особенности места, актуальны и по сей день, прежде всего, в поиске низкотехнологических решений жилища. Приспосабливаясь к природным условиям, первобытный человек находил решения для выживания на интуитивном уровне, находя убежище в формах, аналогичных природным, он прошел через ледниковый период, извержения вулканов и наводнения.
Если вернуться к современности, то и сегодня можно встретить племена аборигенов, которые продолжают поклоняться и восхвалять природу, заимствуя у нее способы организации среды обитания, необходимые для выживания.
Совершенствуя условия существования, первобытный человек делит единое пространство своего жилища на два: кухню и основное помещение. В дальнейшем, группируя несколько таких пространств вокруг внутреннего двора, человек начинает возводить многокомнатные дома. Примером такого дома может служить иллюстрация с погребальной урны с острова Мелос, хранящаяся в Мюнхене. Она воспроизводит жилье первобытного человека, который истолковывает ее в качестве дома умершего. По урне можно судить, что круглые в плане комнаты дома группировались вокруг прямоугольного двора [1].
Значение внутреннего двора в условиях высоких температур очень велико. Он выполняет роль дымохода, проветривая внутренние зоны дома. Кроме того, если во дворе организовывался водоем и высаживались деревья, то создавался собственный микроклимат жилища, при этом достигалась не только жизнеспособность среды, но и комфортность естественных условий обитания.
В дальнейшем форма двора отражается на форме дома в целом и образовывается прямоугольный тип многокомнатного дома, который ложится в основу построения жилища в египетской и вавилоно-ассирийской архитектуре.
Дома, как правило, возводились близко друг к другу, образовывая небольшие поселения, которые располагались на хорошо защищенной территории: на возвышенностях, у слияния рек, на островах. Компактность таких поселений продиктована двумя факторами: во-первых, небольшое поселение было легче защитить, во-вторых, это могло быть продиктовано климатическими особенностями места.
В силу того, что территориям расселения первобытных людей свойственны высокие температуры в течение всего года, компактность древних поселений можно объяснить желанием скрыться от палящего солнца, так как узкие улицы способствовали образованию теневых пространств [4].
Египетская цивилизация развивалась в условиях тропического континентального пустынного климата. Средние годовые температуры на севере составляли 25-26°С, на юге – 30-34°С. Осадки здесь редки и нерегулярны. Среднее годовое количество осадков на большей территории Египта менее 100 мм. Главным источником жизни была река Нил.
Особенности жаркого климата с палящим солнцем определили характер египетского жилища.
Поселения бедных слоев общества группировались кварталами с узкими улицами, шириной около двух метров, образующими столь необходимую в жарких климатических условиях тень. Улицы образовывались глухими глиняными фасадами домов с плоскими крышами, поэтому вся жизнь сосредотачивалась в небольших внутренних двориках, через которые комнаты дома получали свет и воздух. Жилые помещения в таких домах, как правило, ориентировались на север, навстречу освежающим ветрам и очень часто выходили в сад [5].
Освещение и вентиляция со стороны улиц осуществлялись при помощи узких вертикальных щелей, которые закрывались только занавесами, благодаря чему создавалась идеальная вентилируемая среда без сквозняков.
Кровля египетских домов, покоившаяся на столбах, перевязанных рядами поперечных брусьев, была двухслойной с постоянно вентилируемой воздушной прослойкой. Первый слой образовывал настил из пальмовых стволов, второй слой был глиняным, между ними укладывали циновку. Хрупкость пальмового дерева не позволяла создавать в домах больших пролетов, поэтому, чтобы аккумулировать холод внутри компактного помещения, как ограждающие стены, так и перегородки дома из сырцового кирпича были очень массивными. Глиняные стены в течение жаркого дня отдавали помещению холод, накопленный ночью. Большая часть домов была побелена, что также уменьшало воздействие палящего солнца.
Усадьбы зажиточных слоев населения занимали большую территорию, на которой располагались виноградники, сады и водоемы. Кроме главного здания, на территории усадьбы размещались открытые павильоны. Комфортный микроклимат здесь также поддерживался при помощи замкнутых двориков, только функцию стен выполняли ограждения. Заборы устраивались вокруг павильонов, виноградников, водоемов и садов. Весь участок по периметру также ограждался забором. Таким образом, усадьба в целом состояла из нескольких замкнутых пространств, где создавался собственный микроклимат.
Архитектура древнеегипетских дворцов сочетает в себе планировочные приемы домов знати и элементы усадьбы. Все помещения здесь группируются вокруг хорошо озелененных внутренних дворов. Важным элементом в пространстве дворов был бассейн, вокруг которого располагались дворцовые помещения. Бассейн способствовал более эффективному проветриванию помещений, но основная его функция, по предположению историков, носила культовый характер. В структуру дворцов встраивались святилища, располагавшиеся при входе.
В силу идентичных климатических условий, жилая архитектура Двуречья имеет много общего с египетской. Жилые дома, найденные в древнем шумерском городе Уре (3 тыс. до н.э.), иллюстрируют эту закономерность. Они представляют собой многоквартирные дома дворового типа с плоской кровлей. Выстраивая дома в несколько ярусов, древние зодчие создавали промежуточные тенеобразующие пространства между двором и жилыми помещениями – крытые балконы. Балконы способствовали меньшему нагреву стены в жаркое время суток. Главные помещения дома всегда располагались на южной стороне двора и были обращены своими проемами на север. В центре двора размещался водоприемник или бассейн. Все дома, как и в Египте, покрывались побелкой.
В планировке города Ура мы видим, что не только жилая архитектура группировалась вокруг дворовых пространств, но и храмовые и дворцовые комплексы. Они возводились вокруг двух больших площадей, в центре одной из которых возвышался зиккурат, представлявший собой ступенчатую пирамиду с озелененными террасами [2]. Располагаясь в юго-западной ее части, зиккурат образовывал тень практически на всю площадь в жаркое время суток, а озелененные террасы создавали благоприятный микроклимат вокруг него.
Города Двуречья имели ориентацию углами по сторонам света. Возможно, это было связано с направлением преобладающих ветров.
В силу того, что главный строительный материал в Месопотамии – это глина, жилые здания в Вавилоне VII-VI веков до н.э. начинают перекрывать сводами и куполами. Купола и своды, в отличие от плоской кровли, образовывали большую поверхность, через которую передавалось тепло в ночное время, при равном количестве излучения, воспринимаемого крышей днем. Помимо этого, горячий воздух поднимался вверх, к своду и удалялся через отверстие, расположенное на его вершине. В ветреную погоду прохождение воздуха по внешней поверхности купола создавало точку депрессии на макушке купола, где засасывался свежий воздух. На вершине купола устраивался колпак с дополнительными отверстиями, способствующий лучшему воздухообмену.
Одним из характерных примеров дворцового ансамбля Двуречья можно считать дворец Саргона II, правившего в Ассирии в VII в до н.э. Дворец был «встроен» в северо- восточную стену города Дур-Шаррукина. Композиция дворца строилась вокруг семи внутренних дворов. Каждый двор имел индивидуальную функцию: парадный двор, двор гарема, хозяйственные дворы, двор для приема гостей. Дворец окружал шикарный сад: «Я создал рядом с ним (дворцом) большой парк, подобие гор Амана, в котором были насажены всевозможные растения из растительности Хеттской страны и всякие плоды гор» [2].
Сады Двуречья отличались от египетских своей роскошью. При общей регулярности плана, обусловленной особенностями оросительной системы, зеленые насаждения Вавилона и Ассирии не были поделены на симметричные прямоугольники. Они имели свободный характер высадки. Так же как и в Египте, в садах Двуречья размещалось большое количество павильонов-беседок.
В Вавилоне VII-VI веков до н.э. дворцовые комплексы также строятся вокруг дворов. Наибольший интерес вызывает южный дворец Навуходоносора. Он известен своими висячими садами, называемыми Садами Семирамиды, которые располагались в северной его части. Постройка представляла собой четыре искусственные террасы на толстых каменных столбах, возвышавшиеся одна над другой на высоту около 25 метров. Своими террасами висячие сады повторяли силуэт зиккурата. Система садов подробно описывается В.А. Белявским: «Платформы террас, сложенные из массивных каменных блоков, покрывал тростник, смешанный с асфальтом, затем следовал двойной ряд кирпичей на гипсовом растворе, а поверх него – свинцовые плиты. На это перекрытие насыпали слой земли, достаточный для того, чтобы в нем могли расти большие деревья. Висячие сады были засажены самыми редкими растениями» [6].
Интересно то, что растения по террасам располагали так, как они росли в естественных условиях: растительность низменностей – на нижних, высокогорная – на верхних террасах [2]. Таким образом, создавался искусственный ландшафт, возвышающийся над дворцом, на овитых деревьями колоннах, что, возможно, и производило впечатление висячих садов.
Воздвигая грандиозные искусственные ландшафты, зодчие Вавилона учились законам экологического проектирования у природы, подражая ей и основываясь на знаниях, накопленных в течение многовековой истории.
В III тысячелетии до н.э., во времена древних культур Египта и Шумера, существовало самостоятельное государство в долине реки Инд, которое получило свое развитие в индийской цивилизации. Государство располагалось на территории современного Пакистана. Климат этой местности тропический, формируется под сильным влиянием муссонов. Средняя температура января 12-17°С, июля – 30-35°С. Среднее годовое количество осадков 1000 мм.
Еще одной древнейшей цивилизацией является цивилизация Китая. Свое начало она получила в середине III тысячелетия до н.э. в плодотворной долине реки Хуанхэ, характеризующейся субтропическим климатом средиземноморского типа. Этой территории свойственно выпадение большого количества осадков (1200-1500 мм).
Возведение зданий в Китае тесно связано с религиозными традициями. Издревле в Китае существовали культы неба, земли, гор, ветров, огня и других природных явлений, поэтому традиции жилого малоэтажного строительства в Китае сохранились и по сей день, практически в неизменном виде. Культовые традиции возведения китайских зданий и ориентации их по странам света, в итоге, сложились в учение о ветрах и водах – фэн-шуй.
Главным строительным материалом Китая было дерево. Это связано еще с частыми подземными толчками. При строительстве храмов также применяли дерево, что объяснялось тем, что, используя дерево в строительстве, человек осуществлял связь здания с природой. Каменными были лишь те части здания, которые подвергались воздействию влаги.
В силу дождливого климата, для обеспечения хорошего стока воды в Китае использовались высокие скатные крыши. Как правило, они покрывались соломой или расщепленными бамбуковыми стволами и имели изогнутые очертания. Для того, чтобы обеспечить достаточную защиту от зноя, крыши были многослойными. Это также позволяло осуществлять естественную вентиляцию всего здания.
Основной формой китайского дома являлся дом-павильон, в котором были размыты понятия внутреннего и внешнего пространств. Дом вписывался в природу, растворяясь в окружении. Стены здесь представлены в виде раздвижных перегородок, положение которых изменялось в зависимости от погодных условий. Использование мобильных перегородок позволяло не только стереть грани между внутренним и внешним пространствами, но и осуществить необходимое естественное проветривание помещений в условиях высокой влажности.
Пограничным пространством между домом и природой был сад, который в древнем Китае рассматривался как элемент архитектуры. Все формы его подвергались подробному анализу и создавались с целью интерпретации природных форм. В китайской архитектуре были важны визуальные эффекты, которые производились на человека при помощи природных явлений.
Так, существовало несколько видов падения воды: контрастное падение воды, боковое падение, скачкообразное падение, спиралевидное падение, падение воды большой массы, струйкой, подобное нитке, двойное падение воды, падение воды направо и налево, косое падение и так далее [4].
В своем стремлении вписать здание в окружающую среду китайские зодчие достигли совершенства. Помимо бытовых и утилитарных факторов построения жилища на основе биоклиматических принципов, они выделяли общефилософские. Таким образом, не только жилище в Китае строилось на основе взаимодействия с природой, но и культурные и религиозные традиции восходили к этому взаимодействию.
Совершенствуя методы строительства на основе природных факторов, китайские зодчие не только научились создавать физиологические условия комфорта человека, но и при помощи визуальных эффектов и умелого построения композиции организовывали психологический комфорт своего жилища.
Таким образом, анализируя принципы возведения зданий, на примере древнейших жилищ и величайших цивилизаций, мы можем выделить первичные предпосылки возникновения биоклиматической архитектуры:
1. Снижение воздействия агрессивной внешней среды на пространство внутри здания при помощи эффективных ограждающих конструкций, организации внутридворовых пространств и ориентации помещений относительно стран света. Как и в современных биоклиматических зданиях, в сооружениях древних цивилизаций большое внимание уделялось изучению климатических особенностей места, это позволяло снизить нежелательное воздействие негативных природных факторов.
2. Создание комфортного температурно-влажностного режима внутри здания за счет организации внутренних дворов, террас, балконов и лоджий, и использования зеленых насаждений в структуре здания. Похожие приемы можно встретить в объемно- планировочных решениях современных биоклиматических зданий.
3. Организация психологически комфортной среды внутри здания. Как и в приемах современной биоклиматической архитектуры, в сооружениях древних цивилизаций используется интерпретация естественной природной среды во внутренних пространствах зданий.
4. Взаимодействие здания с природой становится основополагающим принципом формирования архитектуры древних цивилизаций. Гармония между природой и зданием сейчас переосмысливается вновь и во многом схожа с представлениями древних зодчих.
5. Мастерство организации гармонии с природой перерастает в древних цивилизациях в индивидуальность архитектуры, созданную при помощи визуальных климатических и природных эффектов.
Выделив ряд предпосылок возникновения биоклиматической архитектуры в сооружениях древнейших цивилизаций, можно сделать вывод, что современная архитектура формируется по тем же принципам, что и в начале своего развития, а человек вынужден возводить здания, гармонизированные с природой, по той же причине, что и тысячи лет назад: для того, чтобы создать наиболее комфортные условия проживания. Разница лишь в том, что в начале своего развития человек возводил подобные здания для спасения себя от природной стихии, а сейчас для спасения природы от стихии человека.
Анализируются принципы построения зданий с учетом климатических и топографических условий места на примере первобытного жилища и архитектуры древнейших цивилизаций: Египта, Двуречья и Китая. В ходе анализа выявляются приемы построения зданий, схожие с современными принципами биоклиматической архитектуры, прослеживаются преемственность и местные особенности этих приемов, выявляются очаги формирования древнейших поселений.
UPRISING BACKGROUND OF BIOCLIMATIC ARCHITECTURE In the article the principles of building construction taking into account climatic and topographical conditions of a place according to the example of primitive dwelling and architecture of the most ancient civilizations like Egypt, Mesopotamia and China are analyzed. During the analysis building construction techniques similar to modern principles of bioclimatic architecture are investigated, the continuity and local features of these receptions are traced, the formation centers of the most ancient settlements are under review . Bioclimatic architecture, background, ecological architecture, principles of formation, climatic, primitive dwelling. Egypt, Mesopotamia, China, Babylon.
ЛИТЕРАТУРА
1. Wines J. Green architecture / J. Wines, P. Jodido. Кельн: Taschen, 2008. 240 с.
2. Жирнов А.Д. Искусство паркостроения / А.Д. Жирнов. Львов: Изд-во Львов. ун- та, 1997. 208 с.
3. Гольдштейн А.Ф. Зодчество / А.Ф. Гольдштейн. М.: Просвещение, 1979. 415 с.
4. Брунов Н.И. Очерки по истории архитектуры: в 3 т. / Н.И. Брунов. М.: Центрполиграф, 2003. Т. I. 400 с. 5. Бирюкова Н.В. История архитектуры: учеб. пособие / Н.В. Бирюкова. М.: ИНФРА-М, 2005. 366 с.
6. Белявский В.А. Вавилон легендарный и Вавилон исторический / В.А. Белявский. М.: Мысль, 1976. 320 с.
Автор: Пипуныров Павел Викторович – аспирант, ассистент кафедры «Архитектура» Саратовского государственного технического университета
Pipunyrov Pavel Viktorovich– Postgraduate Student and Assistant of the Department of «Architecture» of Saratov State Technical University
С благодарностью к источнику: Вестник Саратовского государственного технического университета