Sklepienia krzyżowe w architekturze średniowiecznej i nowożytnej

Jeśli kiedykolwiek stałeś w budynku i patrzyłeś w górę na zakrzywiony sufit, to być może widziałeś sklepienia krzyżowe. W kościołach romańskich w pierwszym tysiącleciu naszej ery architekci budowali dach o prostszej konstrukcji z drewna lub kamienia. Ale drewniane dachy zawsze się zapaliły i spaliły cały budynek. A przy cylindrycznym sklepieniu był tak ciężki, że ściany musiały być bardzo grube. Było tam miejsce tylko na kilka malutkich okien. W efekcie kościół wyglądał na ciemny.

Pojawienie się nowego wzoru

Uczeni uważają, że styl ten rozwinął się w Rzymie i stopniowo rozprzestrzenił się na architekturę bizantyjską i islamską. W tym czasie bardziej powszechne było sklepienie cylindryczne. Ale Rzymianie zaczęli rozwijać nowy typ do wykorzystania w różnych konstrukcjach, niektóre o znacznej rozpiętości. Pierwsze sklepienie krzyżowe pojawiło się w Europie, ale zostało zbudowane w Delfach przez króla Attalosa I z Pergamonu w latach 241-197. B.C. э. Stosowano je w rozległych halach, jak np. frigidarium w termach Caracalli i Dioklecjana.

Wpływ budowy świątyń

Stopniowo ten nowy kierunek stał się bardzo wpływowy w średniowiecznej architekturze kościelnej. Pęd do budowania świątyń osiągnął swój szczyt, a nowy typ był uparcie wprowadzany ze względu na jego zdolność do tworzenia wsparcia bez masywnych formacji wspierających. Dało to również architektom kościoła możliwość uniknięcia przyćmionego oświetlenia charakterystycznego dla poprzedniej konstrukcji, która wymagała dużej masy dla utrzymania odpowiedniej wytrzymałości.

Cechy konstrukcyjne

Od 1050 r. н. э. architekci już wtedy szeroko wykorzystywali te sklepienia. Kiedy patrzysz na romańskie sklepienie krzyżowe, widzisz cztery zakrzywione powierzchnie, które spotykają się w środku. Składają się one z dwóch cylindrów, które krzyżują się ze sobą tworząc literę X. Aby uzyskać taką konstrukcję, budowniczowie krzyżowali bardziej znane formy w środku pod kątem prostym lub prostopadłym. Tam, gdzie spotykają się krawędzie sklepień, tworzą one wyraźne linie. Są one również znane jako żeberka. W porównaniu ze sklepieniem cylindrycznym, sklepienie krzyżowe oferuje w architekturze dużą oszczędność materiału i siły roboczej.

Rozprzestrzenianie się mody architektonicznej

Ten typ budynku został po raz pierwszy użyty przez Rzymian. Ale potem w Europie popadł w względną nieświadomość, aż do renesansu wysokiej jakości budownictwa kamiennego, spowodowanego przez architekturę karolińską i romańską. Metoda konstrukcji była szczególnie powszechna na poziomie piwnicy, jak w zamku Myres w Szkocji, lub na poziomie parteru do celów magazynowych, jak w zamku Muchalls w tym samym kraju.

Zgrabne zbudowanie tej konstrukcji jest trudne ze względu na geometrię żeber sklepienia krzyżowego, które w przekroju poprzecznym mają zazwyczaj kształt elipsy. Ta żmudna praca wymagała bowiem wielkiej wprawy w rzeźbieniu kamienia. Trzeba było to zrobić tak, aby utworzyć zgrabną kopułę. W późniejszym średniowieczu został zastąpiony przez bardziej elastyczne łuki architektury gotyckiej.

Zalety nowej konstrukcji

Sklepienie krzyża może być zaokrąglone, jak w kościołach romańskich, lub spiczaste, jak w gotyku. Ta łukowata konstrukcja jest zwykle wykonana z cegły lub kamienia i jest przeznaczona do podtrzymywania sufitu. Główną zaletą tego typu jest to, że przejmuje cały ciężar dachu i rozkłada go tylko w czterech punktach w narożnikach każdego żebra. Zwiększa to wytrzymałość sufitu, ponieważ wszystkie strony sklepienia pomagają w rozłożeniu ciężaru i podtrzymują sufit.

А jeśli jest takie podpory, nie jest konieczne budowanie między nimi solidnej ściany. Więc można zrobić dużo szklanych okien. Kościoły stały się więc jaśniejsze, a parafianie mieli w nich większe poczucie świętej mocy.

Wczesnośredniowieczne sklepienia krzyżowe miały sześć punktów podparcia - narożniki i końce kolejnego łuku. Na przykład katedra w Laon i Notre Dame w Paryżu używały tego typu. Jednak już w 1200 roku większość kościołów, takich jak Chartres czy Rouen, stosowała sklepienia krzyżowe z czterema żebrami. Wymagały one mniejszej ilości podpór, dzięki czemu do katedry wpadało więcej światła przez ówczesne ogromne okna.

Nowoczesna architektura i średniowieczne doświadczenie

Strop w sklepieniu krzyżowym jest po prostu konstrukcją kilku sklepień w rzędzie. Powtarzając tę konstrukcję, budowniczowie zdali sobie sprawę, że mogą pokryć długie prostokątne obszary przestrzeni, takie jak korytarze. Sufity krzyżowe są jedną z najpopularniejszych i najpiękniejszych form w nowoczesnych domach. Jednak tradycyjna metoda budowy, konieczny dla produkcja tego typu dachu wymaga znacznych umiejętności, czasu i materiałów. Dla przykładu, mały pokój wymaga zwykle pracy co najmniej dwóch doświadczonych stolarzy przez dwa pełne dni robocze.

I to przy założeniu, że nie uwzględniasz prac przygotowawczych, układania, znakowania, cięcia bloków i montażu. Ponadto, nawet ci cieśle, którzy posiadają umiejętności niezbędne do wykonania takiego sufitu, albo odmawiają, albo żądają tak wygórowanych cen, że wykonanie takiej konstrukcji staje się niepraktyczne.

XX-wieczni inżynierowie budowlani badali siły naprężeń statycznych przy projektowaniu sklepienia krzyżowego i potwierdzili dalekowzroczność Rzymian w efektywnym projekcie, który osiągnął kilka celów: minimalne zużycie materiałów, szeroki zakres konstrukcji, zdolność do osiągnięcia światła bocznego i uniknięcia naprężeń strukturalnych. Najbardziej oryginalnym nowoczesnym projektem jest największy w Europie dworzec kolejowy Hauptbahnhof w Berlinie, który ma budynek wejściowy ze szklanym sklepieniem siatkowym.