Основные архитектурно-конструктивные элементы реставрируемых зданий

Предмет строительной реставрации

Виды реставрационных работ

Реставрационные работы чрезвычайно обширны и разнообразны. Выбор реставрационного решения зависит от целого ряда факторов: архитектуры самого памятника, степени его искажения, стиля, эпохи, инженерно-технической сохранности, климатических условий, места сооружения в городской застройке или в природном окружении.

Исторические аспекты общественной ценности памятников архитектуры требуют предельно возможного сохранения их первозданное™, органичности и минимального вмешательства в их структуру и «ткань». Реставрация, базируясь на глубоком изучении архивных изобразительных материалов, обследовании памятника в натуре, ставит целью максимально сохранить, выявить и, если возможно, восстановить все в историческом, конструктивном и художественном отношении, обеспечить долголетнее существование сооружения.

Помимо сохранения и выявления исторических и художественно-инженерных качеств архитектурного сооружения, принятия мер, обеспечивающих его долговечность, необходимо решать задачи организации окружающей памятник среды. Подземные инженерные коммуникации, транспортные потоки, загрязнение воздушного и водных бассейнов существенным образом влияют на сохранность памятника. Таким образом, реставрация — это сложный процесс, где на базе научного исследования, изучения исторических данных, разработки проектных инженерно-технологических решений обосновывается сохранение архитектурного памятника, обеспечивается возможность его включения в современную жизнь, определяется его судьба в будущем.

Рассмотрим основные виды восстановительных реставрационных работ.

Консервация. Основной целью консервации является сохранение архитектурного здания или сооружения в дошедшем до нашего времени виде с позднейшими историческими напластованиями. Консервация сооружения оставляет неприкосновенной его подлинность и не грозит уничтожением каких-либо элементов, ценность которых пока еще не ясна, но может быть выявлена в будущем. Основные этапы консервации: расчистка, укрепление конструкций и материалов сооружения, укрытие его от разрушающих воздействий. Консервация может быть постоянной и временной. В среднем случае – это предварительная работа перед проведением радикальной реставрации.

В районах с суровыми климатическими условиями консервация стен сооружения, как правило, осложняется. Обычно требуется устройство защитных покрытий по периметру разрушенных стен.

Фрагментарная реставрация может быть охарактеризована как частичное расширение консервационного метода, ставящее своей целью более полное выявление скрытых особенностей его архитектуры, конструкций. Она может сводиться только к раскрытию одного фрагмента, например, к освобождению его от искажающих наслоений. К такого рода реставрации относится удаление поздних, не представляющих ценности обновлений, позволяющее восстановить целостную композицию здания или интерьера и выявить скрытые части архитектурно-художественного убранства. Реставрация использует материалы, близкие по свойствам к первоначальным, хотя для исправления мелких повреждений, соединения и укрепления материалов и конструкций широко применяют современные клеи, пропитки, крепежные элементы и т. п.

Целостная реставрация ставит своей целью максимально полное раскрытие древних особенностей сооружения. Работы в этом случае носят наиболее сложный характер, включая в себя элементы консервации, фрагментарной реставрации, а также и воссоздание утраченных частей.

Воссоздание своей целью ставит полное восстановление разрушенного сооружения. Оно допустимо при наличии архивных архитектурных проектных решений, а также решений с привлечением научно-обоснованных аналогий, близких по стилистическим признакам. Этот вид реставрации особенно широко стал использоваться в послевоенном Ленинграде, где в годы Великой Отечественной войны (1941—1945) фашистской Германией целенаправленно были уничтожены уникальные памятники мирового значения.

Реконструкция — коренное переустройство, переделка, направленная на устранение морального и физического износа здания в целом или отдельных конструктивных элементов и систем. При реконструкции выполняют частичную или полную перепланировку помещений, повышают уровень инженерного благоустройства, в ряде случаев изменяют назначение здания. Составной частью реконструкции является модернизация — приведение в соответствие с современными требованиями эксплуатационных качеств и инженерного оборудования здания. Мероприятия по модернизации направлены на снижение морального износа здания.

Реставрационный ремонт — комплекс строительно-технологических мероприятий по устранению физического износа и восстановлению декоративно-художественного облика сооружения. В практике непрофессионального строительного производства возникли вульгарные названия «косметический ремонт», «евроремонт», что совершенно неприменимо в реставрационных работах. Снижение внимания к реставрационным ремонтам наносит памятникам архитектуры невосполнимый ущерб. При каждом ремонте, особенно если нет должного контроля, неизбежны элементы модернизации, реконструкции, а часто просто искажения по вкусу исполнителя. На практике разные виды реставрационно-восстановительных работ взаимосвязаны, и задача специалистов сводится к нахождению и обоснованию границ их допустимости.

Основные архитектурно-конструктивные элементы реставрируемых зданий

Архитектурные сооружения, особенно здания, при всем разнообразии, как правило, включают в себя одинаковые части: фундамент, стены, крышу, помещения и другие конструктивные и функциональные элементы.

Фундамент — элемент сооружения, расположенный ниже поверхности земли, через который осуществляется передача нагрузки от всего сооружения на грунт (основание). Долговечность здания определяется прочностью основных несущих конструкций — фундамента, стен, перекрытий.

Стены и опоры. Стены — одна из главных частей здания. Они служат как вертикальные ограждения помещений, защищая их от внешних температурных, атмосферных воздействий, и одновременно являются опорами, которые поддерживают крышу, междуэтажные перекрытия, лестницы и другие части сооружения.

Кроме стен подобную нагрузку воспринимают и отдельно стоящие опоры: колонны, столбы, пилоны.

Перегородки — это внутренние стены, сравнительно легкие по массе, более тонкие, чем стены наружные. Их назначение — разделять отдельные помещения внутри здания в пределах данного этажа. Перегородки кроме своего веса никакой посторонней нагрузки не несут, а потому опорами быть не могут.

Общие условия, которыми должны удовлетворять стены: долговечность, прочность, устойчивость, незначительная толщина, теплозащита. Стены должны сопротивляться передаче тепла зимой изнутри наружу, летом — наоборот. Кроме того, стены должны быть невозгораемыми и по возможности несгораемыми.

Различают два вида стен: наружные или фасадные и внутренние или несущие. Внутренние стены всегда тоньше, и опираются они на фундамент не такой глубокий, как наружные. Назначение внутренних поперечных стен — связывать противоположные наружные стены и воспринимать нагрузки от конструкций, ветра, от масс мебели и пр.

Сторону стены, обращенную наружу и представляющую собой лицо или поле стены, обычно называют фасадом. Различают главный фасад, если стена лицом обращена на улицу, площадь или набережную, боковые и дворовые фасады.

Наружные стены имеют оконные и дверные проемы, которые располагают горизонтальными рядами по этажам и заполняют оконными и дверными блоками. Во внутренних стенах делают, как правило, только дверные проемы. Участок стены между двумя смежными проемами, а также между крайним проемом в этаже и боковым ограждением стены, называется простенком. Стена лишенная проемов, называется глухой стеной. При расчете кубатуры здания высота наружной стены определяется как расстояние от уровня прилегающей к зданию отмостки до чердачного перекрытия.

Основным и наиболее распространенным для сооружения каменных стен материалом является кирпич керамический или силикатный.

Деревянные стены по своим конструктивным решениям чрезвычайно разнообразны: бревенчатые, брусковые, каркасные и др. Самым старым видом деревянного строительства считают рубленое бревенчатое. Для рубленых стен применяют древесину в виде бревен, брусов, досок. Рубленые дома иногда облицовывают тесом, оштукатуривают по драни, обмазывают глиной и обкладывают кирпичом на ребро (1/4 кирпича) или плашмя (1/2 кирпича).

В зависимости от качеств стенового материала определяют и главные размеры стены: толщину (зависит от климатических условий) и предельно возможную высоту.

Наиболее слабым местом стены в конструктивном и теплозащитном отношении являются проемы для окон и дверей. В конструктивном смысле сложны также сопряжения стен в углах и места соединения их отдельных элементов (кирпичи, бревна). Поэтому для возведения стен требуются кроме основных еще и вспомогательные материалы — растворы, клей, гвозди, болты, схватки и другие крепления. К числу вспомогательных материалов относятся также материалы и изделия, применяемые для покрытия поверхности стен.

Иногда для усиления связи декоративных слоев (или окраски) с поверхностью стены прибегают к искусственным средствам, например, делают поверхность стены шероховатой, дерево перед оштукатуриванием покрывают дранью или стальной сеткой. Для этой же цели швы между камнями кладки оставляют снаружи частично незаполненными раствором (кладка «впустошовку»). Реже поверхности стен нацарапывают или насекают.

Наиболее легкими природными стеновыми материалами считают дерево, туфы, ракушечник.

Стены из искусственных камней независимо от их размеров кладут в основном по тем же правилам, что и из кирпича: перевязка швов, соблюдение отвесного (или горизонтального) положения отдельных элементов (углы, проемы, сопряжения) должны точно соблюдаться. Кладку каменной стены выполняют последовательно горизонтальными рядами, уложенными на растворе, образуя между камнями горизонтальные и вертикальные промежутки — швы, заполненные раствором.

Вертикальные швы в соседних рядах по вертикали не должны совпадать между собой ни внутри, ни снаружи стены, образуя тем самым перевязку в кладке. Самый простой способ перевязки — чередование коротких сторон камней или кирпичей (тычки) с длинными (ложки).

Перекрытия разделяют здание по высоте на этажи. Кроме междуэтажных на первом этаже устанавливают надподвальное перекрытие, а на самом верхнем — чердачное. В каждом перекрытии имеется опорная часть, т.е. основа его конструкции, термоизоляция, звукоизоляция, полы и потолки.

Различают перекрытия балочные, безбалочные (сводчатые) и смешанные. Наиболее распространены балочные перекрытия, опорной частью для которых служат балки, уложенные параллельно на определенном расстоянии друг от друга. Балки бывают деревянные, железобетонные или стальные.

В безбалочном перекрытии железобетонная плита непосредственно, без помощи балок, опирается на капитель колонны.

Своды получили распространение в средние века и широко применялись до начала XIX в. для перекрытия помещений и простенков. Характерный признак подобных конструкций — криво-линейность очертаний сводов и арок.

Лестницы. Наиболее распространенным средством сообщения между этажами в зданиях всех видов служат лестницы. Реже применяются наклонные поверхности (пандусы), заменяющие лестничные ходы.

Различают лестницы: внутренние — главные (основные) и запасные; наружные — входные, пожарные и крыльцо. Каждая лестница состоит из ряда ступеней, которые составляют марш. Два смежных марша разделяют лестничной площадкой. Марши редко идут один за другим в одном направлении, но, минуя площадку, заворачивают вправо или влево под углом 180°, а иногда 90°.

Лестницы бывают деревянные, каменные, стальные, бетонные, железобетонные. В конструкции лестницы различают такие элементы, как: косоуры, ступени, площадки, перила — ограждения с боковой стороны.

В деревянных лестницах опорой для ступеней служат толстые боковые пластины или тетивы. Каждая тетива имеет обычно выдолбленные гнезда, в которые закладывают деревянные ступени. Деревянные ступени могут также прикрепляться к деревянным тетивам. Ступени каменных и бетонных лестниц опираются на стальные (или железобетонные) косоуры, поставленные наклонно. Для удобства хождения по лестнице имеет значение высота ступени или подступенок. Ступень иногда имеет небольшой свес в виде закругленного валика.

Иногда лестницы устраивают с одним наружным косоуром. Тогда ступени, опираясь одними концами на косоур, противоположными концами укладывают на выступы стены или заделывают в борозды стены. Каменные и бетонные ступени и площадки обладают большим достоинством — они мало истираются в процессе эксплуатации.

Лестницы при спуске в подвальные помещения и для сообщения с чердаком могут иметь менее широкий марш и более крутой уклон. Часто эти лестницы располагаются отдельно от главной и даже вне здания, но примыкая к нему.

Крыльцо — небольшая наружная лестница с площадкой — делается перед входной дверью, чтобы избежать устройства внутреннего короткого марша.

Архитектурному оформлению и художественной отделке лестниц, особенно в зданиях, имеющих общественное значение, уделяется большое внимание. Ступени, балясины, поручни изготовляют из различных материалов особо прочных на изнашивание: камня, металла, дерева.

Полы в жилых зданиях в основном делают дощатые и паркетные как наиболее прочные и легко поддающиеся декоративной обработке. Для предохранения от действия воды древесину полов сверху окрашивают водостойкими составами, лучше всего масляной краской.

Паркетные полы не окрашивают масляной краской и не моют, а натирают мастикой с воском. Внешний, декоративный вид дощатых полов обусловливают: отсутствие щелей в швах, стыках досок; горизонтальное положение; гладкая поверхность; окраска. Первые два условия достигаются применением сухих, чисто остроганных досок. Для предупреждения коробления доски берут возможно малой ширины — 8—12 см, так называемые половые рейки. При образовании щелей полы через первые один-два года сплачивают и только после этого окрашивают масляной краской, в первый же год только покрывают олифой.

Паркетные полы по конструкции и качеству лучше дощатых, более прочны и долговечны, так как отдельные паркетины (планки) употребляются сухими (от 8 до 10 % влажности), а потому не коробятся, плотно соприкасаются одна с другой, тверды и мало-истираемы. Комбинируя размеры планок, можно укладывать полы чрезвычайно разнообразные по рисунку. Обычно паркетные полы вдоль стен обрамляют специальной полосой (фриз), а внутри фризовой рамки размещают рисунок в виде чередующихся рядов ромбовидной, прямоугольной или квадратной планки. Реже применяют паркетную инкрустацию в виде сложных рисунков одного или разных тонов естественной расцветки дерева.

Для каменных полов используют, как правило, гранит, базальт, диабаз, мрамор, а также менее декоративные и не столь прочные камни — известняки и песчаники. К этому же типу относятся и полы террацо-бетонные или мозаичные, т. е. изготовленные из мраморной или гранитной крошки с цементным раствором, а также полы из керамических плиток (метлахские).

Крыши. Завершением архитектурного объекта является крыша, защищающая его от дождя и снега. Кровля из водоотталкивающего материала препятствует прониканию разрушительной влаги в здание.

Правда, в настоящее время эти природные материалы заменяют искусственными. Сначала появились маленькие керамические плиты и фасонные камни — черепица, потом материалы, покрывающие большие поверхности.

К ним относятся угловой элемент плинтуса жесть, просмоленный картон или пленки. В каждом случае необходимо предотвратить проникание дождевой воды в стыки. От качества кровельного покрытия зависит срок службы здания.

В Европе, где выпадает большое количество осадков, в прошлом преобладали крыши с крутыми скатами. Деревянная стропильная ферма несла кровельное покрытие и имела уклон. Там, где снег, представляющий чрезмерную статическую нагрузку, должен скатываться, устраивали очень крутую крышу. Если снег использовали как дополнительную теплоизоляцию, уклон крыши делали менее крутым, однако в этом случае необходимо было усиление несущей конструкции.

И только в областях, где осадков почти не бывает, например в Египте, почти не использовали крыши с крутыми скатами. Там преобладала оформленная, как терраса, плоская крыша.

В зависимости от кровельного материала, функциональных задач и ландшафтных условий возникло многообразие форм крыш. Самой простой в сооружении и потому самой распространенной, без сомнения, является двухскатная крыша. Кроме того, дома с такими крышами можно без проблем выстроить в ряд фронтон к фронтону, и между ними не возникнут так называемые снежные мешки.

Особенно хорошо зарекомендовала себя на протяжении веков для отдельно стоящих домов вальмовая (четырехскатная) крыша во всех вариантах.

В качестве наиболее оригинальных форм крутых крыш на общественно важных постройках используют купола и башенные шлемы.

Чем сложнее и богаче формами крыша, чем больше ребер и желобков возникает при соединении отдельных архитектурных объектов, тем больше опасность проникания воды в помещение. Подобные проблемы возникают при устройстве изоляции надстроек на крышах, пронизывающих кровлю. Дымовые трубы, слуховые окна, дома с фронтонами поперек конька, коньки и башенки обогащают архитектурную картину, однако в этом случае крышу нужно часто ремонтировать. Вообще, крышу следует обновлять немного чаще, чем другие части архитектурного сооружения.

Крыши средневековых зданий в основном были крутыми и их редко пробивали окнами. Впоследствии крыши начали украшать мансардами с фронтонами поперек конька и со слуховыми окнами.

В зданиях прошлых веков основание крыши подчеркивали карнизами, фризами, венцами зубцов, а также миниатюрными галереями. Коньки также украшали решетками или особыми кирпичами. В период Ренессанса внешний вид крыш обогащали балюстрадами с вазами и скульптурами, а начиная с XVII в. применяли ломанные поверхности — мансардные крыши.

Вследствие появления нового типа уплотнителей и водонепроницаемых материалов повсеместно, независимо от климатической зоны, стала распространяться плоская крыша — характерный признак современной архитектуры. В XX в. в результате использования большепролетных конструкций стропильных ферм и сетчатых конструкций над большими залами появились совершенно новые и весьма эффективные формы крыш.