Путеводитель по саману

В эпоху распространения интернационального стиля египетский архитектор Хасан Фатхи (1900–1989) популяризировал в странах с засушливым климатом использо­вание традиционных материалов и конструкций. В том числе обучал местных жителей самостоятельно возводить свои дома. Публикуемый текст — часть этого просветительского про­екта. Он был написан в 1984 году совместно с Сальмой Самар Дамлуджи, профессором архитектуры исламского мира в Американском университете Бейрута. На рус­ском языке публикуется впервые.

Повсеместное распространение жилья, не пригодного для проживания, стало характерной проблемой нашего времени. Ей уделяется немало внимания, что похвально, однако из-за низкого дохода жителей таких домов решить её чрезвычайно сложно.

По данным ООН, в развивающихся странах годовой доход на душу населения составляет от 20 до 30 фунтов стерлингов. Исследования 15-летней давности показали, что 800 миллионов людей были обречены на гибель из-за ненадлежащих жилищных условий, не говоря о неполноценном питании. В настоящее время эта цифра превысила миллиард.

Несмотря на прилагаемые усилия, попытки обеспечить бедных людей жильём чаще всего терпят неудачу из-за непреодолимой разницы между стоимостью недвижимости и доходами нуждающихся или размерами государственного займа. Чтобы изменить ситуацию, ООН запустила систему «финансируемой самопомощи»: сельские жители получают бетономешалки и строительные вибраторы для строительства домов из готовых конструкций. Но даже это не помогло снизить общие издержки. Причина — дороговизна материалов, без которых наличие строительной техники уже не имеет значения. После нескольких десятилетий работавшие на местах организации, включая ООН, признали нежизнеспособность этой системы. Цитирую доклад ЭКА (Экономической комиссии ООН для Африки):

Когда речь заходит о необходимости платить за хорошее жильё, мы сталкиваемся с обстоятельствами непреодолимой силы. Помимо трудностей, связанных с финансовой прибыльностью строительства и платёжеспособностью населения, существует разрыв между привилегированным меньшинством, которое занимает всего несколько тысяч жилых домов по всей Африке, и остальными жителями континента, которые продолжают ютиться в трущобах на окраинах. Пришло время признать, что мы не в состоянии найти удачное техническое и финансовое решение этой проблемы. Так будет до тех пор, пока государства Африки не достигнут определённого уровня экономического развития. Имеющиеся технические возможности доступны сельскому населению лишь определённых регионов, в частности Нубии, провинции Асуан в Египте и центральной части Ирана.

К счастью, существуют технические и финансовые решения, которые можно применять уже сейчас, и для этого не придётся ждать подъёма экономики континента. Традиционные технологии строительства с использованием местных материалов — камня и грязи — позволят обойтись без дорогостоящих промышленных материалов.

Исследование, проведённое в 1950 году египетским Министерством социальной политики в семи сельских поселениях Нижнего Египта и семи — Верхнего Египта, показало, что 54,4 процента всех помещений в домах имели кровлю из пальмовых ветвей и тростника, а 27,5 процента не имели крыши вовсе. Это свидетельствует о том, что сельские жители в состоянии возвести стены, а вот сооружение крыши часто вызывает затруднения. Это и есть суть проблемы, на которую мы должны обратить внимание.

Для возведения обыкновенной плоской крыши требуются материалы, способные выдерживать нагрузку на растяжение и изгиб, такие как древесина, сталь, армированный бетон и т. д., но они стоят денег. Для массового строительства необходимо найти альтернативный способ.

Древние египтяне разработали оригинальный способ сооружения крыш из кирпича-сырца — в виде параболических сводов и сферических куполов. Такая геометрическая форма позволяла избегать нагрузок и сопротивления материалов. Крыша в форме цилиндрического свода в профиль представляет собой цепную линию (изогнутую форму типа параболы. — Пер.): при такой конструкции сила натяжения стремится к нулю, а оболочка изогнута достаточно, чтобы обеспечить безопасное использование самана. Кроме того, они разработали простой способ пространственного возведения сводов без кружала и иной поддержки. Своды в форме цепной линии представляли собой последовательность колец, сложенных из кирпичей торец к торцу, так что линии свода плавно уходили вниз, опираясь на стены.

Используя эти знания и имея практически неограниченный доступ к сырью, сельские жители могут сооружать дома из самана самостоятельно. Если удастся возродить эту систему возведения параболических сводов, необходимо будет дополнить её современными знаниями по почвенной механике и строительству оболочек. Современные практикующие архитекторы должны представлять себе возможности, которые открывают перед ними подобные методы строительства, и то техническое и эстетическое воздействие, которое они оказывают на архитектуру и дизайн.

Большинство известных нам жилых домов со сводчатой крышей возведены из самана. Но не стоит забывать, что с древних времён человечество совершенствовало техники создания сводчатой кровли и из других материалов: обожжённого кирпича и камня. Примеры тому есть в архитектуре Ассирии, Вавилона, государства Сасанидов, Египта эпохи фараонов, Древнего Рима, романского, готического стилей и Византии. Сводчатые формы уступили преимуществам современных технологий и материалов: бетона и стали. Однако бетонные оболочки, которыми перекрывают современные большепролётные здания, прочностью также обязаны собственной геометрической форме.

Концепция параболического свода

Вероятно, идея использования параболических сводов в архитектуре происходит из опыта применения тростника на юге Ирака, болотистая местность которого изобилует этим растением. Примеры архитектурных сооружений из тростника есть у болотных арабов (жителей месопотамских болот на границе Ирака и Ирана. — Пер.). Противоположные стены соединяются наверху, формируя крышу. Согнутые стебли тростника естественным образом принимают форму параболы, придавая всей конструкции прочность яичной скорлупы. Похожий пример, но выполненный в самане, можно встретить в поселении Фарис в Верхнем Египте. Он почти в точности повторяет структуры из тростника. Сходство настолько очевидно, что не может быть совпадением: Египет не видел домов со сводами из тростника с глубокой древности. Можно предположить, что прототип кирпичной постройки был сделан из тростника.

Ещё одно тому доказательство — кровля помещения большого зала в регионе месопотамских болот в Ираке, где тростниковые стебли согнуты в форме параболического свода. Аналогичная форма кровли встречается в одной из гробниц фараонов VI династии (которую в 1949–1950 годах в некрополе Гизы обнаружил доктор Абдель Монем Абу Бакр). В этой гробнице ребристый изогнутый свод возведён из саманного кирпича и формой напоминает тростниковые конструкции. Рёбра свода здесь выкрашены в красный, у фараонов символизировавший дерево. Также сходство есть между фасадами уже упомянутого большого зала в Ираке и каменного зала на площади хеб-седа в ансамбле пирамиды Джосера в Саккаре, построенного по проекту Имхотепа в эпоху III династии.

Эта техника сооружения сводов без кружала применялась в Центральном Иране для кровли не только рядовых жилых домов, какие есть в Йезде и Кермане, но и мечетей, дворцов, публичных бань и т. д., с очень сложными системами кладки кровли из обожжённого кирпича.

Используя эти знания и имея практически неограниченный доступ к сырью, сельские жители могут сооружать дома из самана самостоятельно

Техника создания сводов из самана встречается в исторических постройках, часть из которых восходят к III династии. Например, на месте раскопок в Дейр-Халафе в Минье, в Рамессеуме времён XVIII династии, в Гурне или в монастыре Святого Симеона XII века в Асуане. В последнем случае интересно, что свод несёт на себе последний этаж благодаря маленьким боковым сводам сверху, позволяющим избежать дополнительной нагрузки. В зале ктесифонского дворца в Ираке обожжённый кирпич использовался для сооружения свода 25,5 метра шириной и 37 метров высотой.

В деревне Багават оазиса аль-Харга в Египте сохранилось поселение из 250 жилых домов с храмами и гробницами IV века. Их создали христиане, бежавшие от римлян и пришедшие в Харгу с пустыми руками. Из подручных материалов — камня и мягкого грунта — они возводили постройки со сводчатыми крышами из самана, не используя кружало. Сооружение кровли с помощью куполов и сводов явилось подлинным строительным достижением после изобретения двускатной крыши.

Саманный кирпич широко использовался в жарких сухих местностях Востока в течение более чем четырёх тысяч лет. Технологии постройки сводов и куполов, парусных сводов и арок напоминают те, что применялись в Египте времён XII династии. Самый ранний пример такой архитектуры, дошедший до наших дней, — здание зернохранилища в Луксоре — длинное узкое сводчатое помещение из саманного кирпича, возведённое около 3 300 лет назад.

Персидский царь Дарий I, говоря об основании Суз, описывает процесс сооружения дворца и то, как он дал вавилонянам ссуду, чтобы те формовали кирпич, затвердевающий на солнце: «Мужчины, что обжигали кирпичи, были вавилонянамивавилонянамиWulff, H.E., The Traditional Crafts of Persia (MIT Press, 1966) p. 103».

В ту эпоху в строительстве широко использовались камень для фундаментов и лесоматериалы для кровли, которые привозили из Ливана. Технологии сооружения сводов, позволявшие обходиться без деревянных балок, развивались благодаря дефициту древесины.

В эпоху Парфянского царства и империи Сасанидов практика возведения сводов достигла высокого уровня как с технической, так и с архитектурной точки зрения. Существовало две основные формы:

— цилиндрический свод для кровли прямоугольных помещений;

— купол над квадратным помещением: для перехода от квадратного основания к сферическому куполу использовали парусные своды.

В 4-м тысячелетии до н. э. жилища, выдолбленные в пещерах, и глинобитные постройки постепенно вытесняют дома из саманного кирпича — грязевых комьев овальной формы, высушенных на солнце.

К концу 4-го тысячелетия до н. э. в обиход вошли прямоугольные саманные кирпичи, формованные в деревянных формах. Фундамент возводили из каменной кладки, а из самана и камней, сложенных насухо, делали стены.

Благодаря своим строительным возможностям и долговечности саман использовали тысячелетиями в деревнях от Персии до Северной Африки.

Свод, арка и купол: как они возводились?

Люди древности придавали сводам параболическую форму со стремящимся к нулю натяжением, которое сохранялось только за счёт давления. Как правило, возведением свода деревенского дома занимались двое каменщиков. Они стояли на балках, положенных поперёк боковых стен, и складывали комки грязевой массы на их окончание, куда приходились концы параболы. Слой грязи шлифовали, чтобы выровнять край. Затем каменщики начинали кладку специальных кирпичей для сооружения свода размером 25 × 15 × 5 сантиметров. Поскольку их клали торец к торцу, толщина свода составляла 15 сантиметров. Надёжность соединения кирпичей обеспечивали два диагональных желобка, за счёт которых они присасывались друг к другу. По расчётам, напряжение скольжения кирпичей в самом уязвимом месте, на верхушке, составляло 0,01 кг/см², которое без труда выдержит связующий раствор даже без помощи желобков на кирпичах.

Каменщики стояли по разные стороны свода. Первый кирпич клали торцом и вбивали в пластичную грязевую массу. Затем к нижнему краю своего первого кирпича каждый каменщик подкладывал клиновидный комок грязевой массы, так что следующий ряд кирпичей ложился слегка под углом к предыдущему. Чтобы соединительные швы в каждом последующем ряду не совпадали, кладку второго ряда начинали с половины кирпича. Если бы соединительные швы в рядах кладки совпадали, свод утратил бы свою прочность и обрушился. Во втором ряду к нижнему краю подкладывали больше грязевой массы, чтобы третий ряд чуть больше отклонялся от предыдущего. Таким образом два каменщика последовательно выкладывали ряды кирпичей, двигаясь друг к другу и вверх, постепенно смыкая свои дуги в арку. Закончив первый ряд полностью, каменщики вставляли камешки или глиняные черепки в щели между кирпичами, образующими кольцо. Когда была готова парабола пролётом три метра, толщина её стенок в основании составляла шесть кирпичей, а вверху — всего один кирпич. Она находилась под существенным углом к боковой стене, представляя собой наклонную плоскость. И уже на неё клали следующие ряды кирпичей, которым она обеспечивала необходимую поддержку. Изогнутая конструкция свода была так же надёжна, как обыкновенная кирпичная стена, сложенная в вертикальной плоскости.

Благодаря своим строительным возможностям и долговечности саман использовали тысячелетиями в деревнях от Персии до Северной Африки

Мастерство каменщика состояло не только в том, чтобы возвести свод (это само по себе требовало огромного опыта), но и в том, чтобы в ходе работы соблюсти его параболическую форму. Вне зависимости от квалификации каменщика, архитектору не помешает сделать лекало для параболы в натуральную величину. Точно выверить её форму можно, вбив три гвоздя в большую доску. Ширина пролёта — три метра, высота — полтора метра плюс 15 сантиметров. От гвоздя А к гвоздю B протягивали цепь, и в точку С — крайнюю нижнюю точку, которой она достигала, — вбивали гвоздь. Линию изгиба цепи обводили и переворачивали доску — можно вырезать лекало.

Размеры сводов

Для сводчатых крыш существуют свои ограничения, не применимые для плоских крыш. Во-первых, сопротивление материала, в частности самана, оказывает боковое давление на несущие стены, что важно учитывать при проектировании. Во-вторых, с увеличением ширины пролёта высота купола или свода также растёт — и возникает проблема уровней, когда необходимо укрыть крышей комнаты разного размера в одном и том же здании. Существует несколько способов с помощью комбинаций сводов, куполов и арок сократить пролёт свода без ощутимого сокращения ширины комнаты:

а) последовательность полусводчатых ниш, построенных поперечно, одна за другой вдоль боковых стен, с основным сводом, построенным продольно, над этими нишами. В Сервестане (юг Шираза, Иран) полусводчатые ниши расположены именно так;

б) последовательность поперечных арок, расположенных на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы нести свод. Красивое сочетание арок и сводов можно найти в крепости Аль-Ухайдир в Ираке;

в) центральный купол с одним или несколькими сводчатыми нишами-айванами;

г) колонны, разделяющие внутреннее пространство, и крыша из сводов и куполов.

Архитектору предоставляется масса возможностей задействовать воображение в разработке проектов кровли не только простых жилищ, но и более сложных сооружений. Однако пролёты сводов и куполов имеют свои ограничения, особенно когда речь идёт о строительстве из самана. Как правило, ширина пролёта составляет три метра, что вполне соотносится с размерами обыкновенного деревенского дома, для создания плоской крыши которого используют четырёхметровые деревянные балки. Такие параметры жилища обусловили размеры многих предметов интерьера, в том числе ширину ткацкого станка для изготовления напольных ковров.

На ширину пролёта параболического свода, сложенного из самана, влияют и климатические условия. Если сооружение подвергается воздействию осадков, в состав связующего необходимо добавлять битум или цемент. Если дома построены на краю пустыни и рядом есть растительность, они будут подвергаться воздействию росы. Ветер переносит влажный воздух с орошённых земель в сухую пустыню, где тот остывает. Это вызывает конденсацию влаги на стенах домов: ночью поверхность самана увлажняется, а днём осушается. Постоянное увлажнение и осушение ещё более губительны, чем дождь, поэтому состав строительных материалов необходимо стабилизировать.

Если дополнительные расходы не по карману сельскому жителю, в связующее можно добавить ферментированную солому и коровий навоз. Также можно уменьшить пролёт свода до двух с половиной метров и купола — до трёх метров. В конструкции крыши можно сочетать свод и купол, чтобы компенсировать сокращение ширины пролёта.

В строительстве домов из самана кровля гостиной (ка) традиционно предполагает сочетание сводов и куполов. В арабском жилом доме ка представляет собой центральное помещение (дурка) с нишей-айваном. В таком случае крыша состоит из трёх элементов: свода, арки и купола.

В этом разделе мы имели дело преимущественно с сельскими домами, в которых основным строительным материалом служит саман. Его неограниченные запасы снимают с повестки проблему нехватки технических и финансовых ресурсов. Однако описанная выше технология строительства подходит не только для самана, но и для камня и обожжённого кирпича в более сложных проектах. В ктесифонском дворце в Ираке центральный зал шириной 25,5 метра и глубиной 43,5 метра покрыт изогнутым сводом высотой 37 метров. В сводчатом помещении рукотворные стены и кровля продолжают друг друга и создают пространство, в котором приятно находиться. Линии свода плавно стремятся вверх и опускаются вниз, без резких перепадов, какие даёт плоская кровля. Форма соразмерна нагрузкам, действующим на неё, что делает её правдивой, а правда — это предчувствие красоты.

Арка

Без возведения арки не обойтись, если в конструкции кровли присутствуют одновременно и купол, и свод. Арка не только делает прочнее всю постройку, но и, включённая в пространство интерьера, создаёт дополнительную опору для свода или купола.

Каменщик уменьшал наклон свода, делая каждое последующее кольцо более устремлённым вверх, чем предыдущее, чтобы использовать оболочку получившегося свода в качестве кружала для возведения арки. Она строилась из двух рядов кирпичей, положенных вертикально на свод. В качестве примера можно привести гостиную ка с квадратным центральным помещением — дуркой — пролётом три метра, куполом и сводчатым айваном пролётом два с половиной метра. Арка здесь служит двум целям. Прежде всего, она уравновешивает квадратную форму дурки, компенсируя асимметрию композиции в конце свода над айваном (который отклоняется от вертикали). Это достигается сооружением арки в верхней части свода: соответственно, арка находится на одном уровне с поверхностью стены, придавая дурке совершенную форму квадрата. Другая цель — укрепление поверхности свода для поддержки купола. Арка, покоящаяся на своде, имеет толщину в два кольца и ширину в два кирпича. В этом случае нет необходимости в деревянном кружале: его функцию выполняет поверхность свода.

Форма соразмерна нагрузкам, действующим на неё, что делает её правдивой, а правда — это предчувствие красоты

Существуют и другие способы использования арок в строительстве сводчатых крыш, где нужно кружало, например при возведении серии куполов или поперечных сводов для кровли одного помещения.

Кирпич — базовая единица

Кирпичи бывают разных размеров — от 23 до 40 сантиметров. В Центральной Африке они имеют коническую форму. Кирпичи большего размера используются при возведении зданий с плоской крышей, в то время как мелкие кирпичи более просты в работе, имеют бóльшую вариативность расположения и применяются при сооружении построек со сводами и куполами. В домах из самана со сводчатой кровлей стены делают из кирпичей размером 25 × 12 × 7 и 23 × 11 × 7 сантиметров. Для сводов используется размер 25 × 15 × 5 сантиметров. Кирпичи для строительства сводов и куполов получают, смешивая 120 килограммов соломы и кубометр земли. Именно солома делает кирпичи лёгкими. Смешанная с землёй и оставленная во влажной среде на два-три дня, солома выделяет молочную кислоту, которая служит естественным стабилизатором. Состав почвы меняется в зависимости от местности: некоторые почвы содержат больше мелкозернистого грунта, другие — крупного, как песок. Необходимое соотношение объёма крупного грунта к мелкому — примерно 1⁄3 и 2⁄3.

Как правило, одна сторона «сводного» кирпича имеет два диагональных желобка, которые выдавливают, пальцем рисуя «крестик» на большей из сторон; желобки нужны, чтобы кирпичи присасывались к поверхности грязевой массы и кладка была крепче. Содержание соломы в таких кирпичах в два раза больше, чем в тех, что используются для возведения стен. Там, где преобладают песчаные почвы, песок может заменить солому. Для возведения купола подойдут оба вида кирпичей.

Анализ материала

Подходящие виды почвы

Образцы почвы тестируют механическим путём. Тщательное исследование характеристик почвы необходимо, чтобы оценить пригодность грунта для изготовления кирпича.

Кирпич высокого качества обычно делают из глины, содержащей достаточное количество песка, — дабы избежать трещин при сушке. Хотя добавление песка в глинистые грунты уменьшает потенциал их прочности — в песчаные почвы глину добавляют как раз для прочности, — песок не даёт кирпичам усыхать и трескаться при сушке.

Качественный грунт для изготовления самана не должен содержать перегноя и органических элементов. Наиболее предпочтительно такое соотношение: 60–70 процентов илистой глины на 30–40 процентов мелкозернистого песка.

Количество влаги

Достаточное количество воды — ключевой ингредиент качественного кирпича. Чрезмерное увлажнение лучше, чем недостаточное, так как грязью можно заполнить форму — и оставить усыхать до кондиции, оптимальной для формовки. В то же время избыток влаги в смеси иссушит готовое изделие — и в нём появятся полости, которые сделают кирпич менее прочным и более восприимчивым к влаге, что скажется на его плотности.

Изготовление самана

Обычно кирпич изготавливают в сухое время года, после уборки урожая, когда тростник в достатке и солнце может естественным образом высушить изделия. После сушки их складывают ровными рядами шириной в два, высотой в восемь и длиной в 16 кирпичей — так их проще сосчитать.

Метод

Искусство изготовления самана — старинный традиционный промысел, состоящий из нескольких независимых процессов. Обычно кирпичи имеют заданные размеры и состав и представляют собой надёжную строительную единицу.

Как правило, в ход идёт почва прямо с места строительства, где мастера роют котлован под фундамент. Если в почве недостаточно песка, его приносят из пустыни. Грунт и песок смешивают в пропорции 3:1. Такое соотношение предотвращает усадку изделия (высохнув, почва даёт усадку примерно на 37 процентов) и — вместе с тростником в составе — экономично.

Когда раствор прошёл ферментацию, его в корзинах доставляют на место формовки и выгружают прямо на землю рядом с мастером. Форма представляет собой решётку из досок с открытыми прямоугольными ячейками. Сначала мастер выстилает землю слоем зерновой шелухи, измельчённым зерном или тростником, сверху кладёт форму и бросает раствор в форму, голыми руками вбивает его в углы и снимает излишки краем маленькой плоской доски. Затем резким движением он поднимает форму, оставляя на земле свежий кирпич, обсыпанный песком и тростником. Ряд за рядом формуя кирпичи, мастер получает около 250 изделий в час.

Достаточное количество воды — ключевой ингредиент качественного кирпича

Этот метод предполагает высокую влажность смеси, так что при резком движении вверх форма легко соскальзывает с изделий.

Отформованные кирпичи оставляют сушиться на солнце. Через три дня их переворачивают, через шесть дней — складывают рядами и в таком виде хранят как можно дольше, не менее 30 дней в крайне сухом жарком климате, до полного высыхания и стабилизации веса, чтобы избежать трещин и усадки изделия.

Связующее

В сводчатых конструкциях связующее должно быть липким, чтобы «склеенные» намертво кирпичи преодолевали силу тяжести.

Стены: кирпичи и их соединение

Оба размера кирпичей — «английский» стандарт (25 × 12 × 7 сантиметров) и «египетский» (23 × 11 × 7 сантиметров), из которого было построено поселение в Гурне, — подходят для возведения опорных стен под сводчатые крыши. На соответствующей иллюстрации приведены варианты кладки опорных стен, обеспечивающие наиболее надёжное соединение.

Фундамент

Траншеи под фундамент должны быть хотя бы на 10 сантиметров шире вверху, чем внизу, чтобы предупредить обрушение их стенок.

До закладки фундамента проверяют уровень траншей, используя деревянные столбы и ватерпас.

Исследования стабильности грунта предваряют любое строительство. Нестабильным грунтом являются, например, глинистые почвы, обычно очень влажные и подвижные: при переизбытке влаги они даже могут подниматься и вызывать разрушение возведённых на них конструкций.

Глубина траншей составляет 45 сантиметров, а ширина должна немного превышать толщину будущих стен. После того как траншеи вырыты, вне зависимости от качества почвы всю землю аккуратно собирают и вместе с гашёной известью и водой мешают в мягкую пасту. Слой пасты толщиной около 15 сантиметров кладут на дно траншеи, на него выкладывают крупные грубые камни, привезённые на ослах с ближайшей каменоломни, затем снова паста и т. д. до тех пор, пока траншея не заполнится. Через три-четыре недели паста между слоями камней окончательно затвердеет и фундамент будет готов принимать нагрузку.

После закладки фундамента

Ямы [под бетонные опоры] делают глубиной 1,1 метра, ширина каждой немного превышает необходимую. На высоте 25 сантиметров от поверхности земли ставят отмостку, заливают бетон до нужной отметки, на сутки оставляют на просушку, а затем высыпают сверху слой песка пять сантиметров.

Стены

Дабы убедиться, что стены возведены ровно, каждый последующий ряд красных кирпичей (не высушенных на солнце, а обожжённых) сверяют с подвесным уровнем.

Толщина стены в пять рядов обожжённого кирпича составляет 60 сантиметров, что недостаточно для опоры купола или свода: ширина остальной части стены составляет 80 сантиметров. На 10-й ряд кладут слой цемента, заливают битумом и засыпают песком. Когда битум высыхает, кладут ещё два ряда.

Затем начинают стены из самана. Кирпич кладут очень плотными рядами, чтобы исключить появление длинных вертикальных трещин.

Глинобитные стены

Этот метод обычно используется для возведения стен вокруг дворов, садов, парков и т. д. Самые высокие глинобитные стены достигают шести метров.

Землю увлажняют и смешивают с мякиной (зерновая шелуха или измельчённое зерно и тростник). Затем мнут её босыми ногами, превращая в пластичную массу. Готовый материал отвозят на стройку и сбрасывают строителям, а те ловят его и тут же укладывают. Строительную площадку отмечают верёвкой, и глиняную массу кусками раскладывают на фундаменте, голыми руками формируя ряды около 40 сантиметров толщиной. Периодически строители проводят прямую линию вдоль возводимой стены, чтобы проверить её соответствие вертикали. Когда первый слой закончен, его поверхность выравнивают скребком. Через два-три дня он хорошо затвердеет, и сверху положат ещё один слой — и так до достижения необходимой высоты.

Штукатурка

Когда возведены все стены, их обрабатывают грязе-соломенной смесью, часто для прочности добавляют известь. Смесь наносят стальным скребком, после чего поверхность выравнивают деревянным брусом. Рабочие используют передвижные леса, чтобы добраться до верхней части стен.

Побелка

Этот рецепт побелки предложил Хасан Фатхи, когда работал над реставрацией некоторых построек в Новой Гурне:

Банку негашёной извести (18 литров) развести водой до состояния пасты. Добавить литр масла и ложку соли, а также кристаллы синего купороса, которые в Египте зовут «голубой захрой» (это такой цветок) и используют для отбеливания белья при стирке.

Готовую смесь применяют для побелки. Работают обычно не кистями, а тряпками.

Купола

Существует три вида куполов: парусные византийские, сасанидские на тромпах и конические.

Византийский купол

Если говорить о жилом строительстве в сельской местности, то византийский купол лучше всего подходит для кровли обыкновенных гостиных комнат: его небольшая высота позволяет сделать в нём уступ и добавить ещё один этаж. Уступ получается благодаря возведению четырёх веерообразных тромпов на противоположных стенах и по углам.

Византийский купол строится концентрическими рядами на парусных сводах. Он накрывает помещение квадратной формы. Радиус изгиба купола составляет половину диагонали этого квадрата; соответственно, воображаемое основание купола очерчивало бы круг вокруг квадратного пространства внизу.

Вообразим полусферу, радиус которой равен половине диагонали квадратного в плане здания, и поместим её над этим зданием, так что проекция полусферы окажется описанной вокруг квадрата. В проекции квадрат как бы срезает полусферу по четырём сторонам, оставляя полукружия, которые будут иметь радиус вписанной в квадрат окружности и соединяться четырьмя треугольными секторами полусферы. Эти треугольники и называются парусами. Завершает композицию купол, покоящийся на парусах. Чтобы увеличить высоту внутреннего пространства купола, между ним и парусами можно возвести ещё одну оболочку, радиус которой будет равен вписанной в квадрат окружности: таким образом, изгиб получится двойным. Радиус нижнего купола будет равен вписанной в квадрат окружности, а радиус верхнего — описанной. Другой способ увеличить объём купола — возвести на парусах цилиндр и покрыть его куполом.

Для возведения византийского купола в центре помещения устанавливают деревянный столб. В самый центр купола приходится его верхний конец, к которому на подвижном соединении крепится направляющая длиной в половину диагонали квадрата. Она вращается и помогает следить за тем, чтобы каждый ряд кирпичей был равноудалён от центра полусферы.

Сасанидский купол

Ещё один способ накрыть куполом квадратное помещение. От византийского купола сасанидский отличается тем, что его радиус совпадает с радиусом вписанной в квадрат окружности. Как правило, с помощью четырёх тромпов, размещённых по углам, квадратное помещение превращают в восьмиугольник. Такая конфигурация имеет и символическое значение: череда превращений «квадрат — восьмиугольник — круг» символизирует движение вверх, вознесение, а восемь углов — метафора восьми ангелов, держащих трон Господень.

Сасанидские купола используются в мечетях и мавзолеях, в гостиных и приёмных, таких как ка в сельских домах, а равно и в публичных учреждениях: сельских клубах, школах и т. п.

Тромпы

Для небольших пролётов (до четырёх метров в высоту) тромпы возводят в форме полукуполов, которые служат переходной конструкцией между стенами и куполом. Для пролётов большего размера тромпы должны делиться на несколько более мелких парусов, соединённых между собой для создания тяги.

Паруса

Это треугольные сегменты полусферы, которые образуются между арками, несущими купол. Каждый кирпич паруса кладут с помощью направляющей верёвки, протянутой от шеста, помещённого в центр: первый кирпич паруса наиболее удалён от купола, но каждый последующий ряд кирпичей будет располагаться всё ближе и ближе к его центру. На уровне самой верхней точки каждой арки паруса пройдёт первый ряд кирпичей, с которого начнётся купол.

Конический купол

В куполах такой конструкции клинчатые кирпичи кладут в горизонтальной плоскости с последующими рядами, выступающими один над другим. Хотя способ постройки конических куполов проще, чем византийских или сасанидских, их форма неустойчива и ограничивает размеры помещения. Более того, помещение должно быть круглым, что не слишком удобно для жилья. Коническими куполами накрывают свои жилища многие сельские жители севера Сирии, а равно и жители труллов Апулии на юге Италии, однако такие купола не подходят для решения жилищных проблем в развивающихся странах.

В этом разделе мы описали конструкцию сводчатых крыш. Теперь давайте взглянем на рабочие чертежи. В дизайне помещений со сводчатыми крышами используются паруса, параболические своды и тромпы, каждый тип кровли имеет свою форму и размеры. Все эти своды и купола покоятся на стенах с окнами и дверями, так что их вес приходится на перемычки оконных и дверных проёмов. Гораздо проще сначала изобразить свод, а затем — стены. Такая последовательность позволяет найти подходящее место для окон и дверей. Когда свод будет готов, можно дополнить его маленькими куполами из цветного стекла, которые обеспечат связь внутреннего пространства с небом.

Плоские крыши

Существует один пример возведения плоских крыш из самана. В поселениях на склонах Загроса в Иране используют мягкую пасту из смеси грунта, тростника и извести. Несколькими слоями её наносят на потолочные балки или на плетёные маты из камыша. Каждый слой сушат, а затем приминают каменным валиком. Слои продолжают накладывать до тех пор, пока толщина крыши не достигнет 25 сантиметров (как в Исфахане) или 50–75 сантиметров, в зависимости от количества тростника в смеси.

После каждого дождя, чтобы кровля не пошла трещинами, её приминают каменным валиком.

С особой тщательностью наносят слои связующего: кровлю делят на участки 3–3,6 метра шириной, залепляя смесью промежутки, слегка вдавленные в середине крыши, и углубляя её ближе к краям, которые заканчиваются деревянными горлышками.

Во время строительства крыши на плетёные маты из камыша высыпают несметное количество соли, смешанной с землёй, чтобы извести насекомых — термитов и сверлянок.

Преимущество грунтовых крыш состоит в том, что летом в помещении сохраняется прохлада, а зимой — тепло.

Лестницы

Лестницы из самана могут опираться на своды, в этом случае конструкция свода сходна с кровлей айвана, где ряды кладки выравнивают так, чтобы вершина свода располагалась почти вертикально и чтобы его поверхность использовалась как кружало для возведения арки. Арка возвышается над сводом, дабы компенсировать его спад, и образует полумесяц, создавая опору для лестницы.

Преимущество грунтовых крыш состоит в том, что летом в помещении сохраняется прохлада, а зимой — тепло

Защита

Постройки из самана разрушаются из-за росы, дождя и тающего снега. Кроме того, они с трудом выдерживают наводнения.

Если у жилища сводчатая крыша, дождевая вода должна сливаться в водосток за счёт перепада уровней между сводами и куполами. Стабилизаторы не дают штукатурке пойти трещинами после дождя и сохраняют герметичность. Изогнутая поверхность крыши также не даёт воде застаиваться.

Влажность — основная угроза для самана. Если постройка долго мокнет, а затем сохнет под палящим полуденным солнцем, [её стены пойдут трещинами]. Для защиты от намокания можно замешать штукатурку с битумными эмульсиями или усилить имеющиеся кирпичи. Сводчатая кровля требует большего внимания, чем стены, особенно в дождливой местности или там, где идут регулярные снегопады, как в американском штате Нью-Мексико. Один из способов защиты кровли — влагостойкое покрытие из проволочной сетки, которое заливают вспененным бетоном. Источником нежелательной влаги может быть и земля. Появление конденсата предотвращают высокие каменные фундаменты. Сверху кладут слой влагостойкого покрытия и только потом начинают возводить стены из самана.

Стабилизаторы

Влажность и изменчивые погодные условия сказываются на форме самана. Стабилизаторы, добавленные в раствор, не дают кирпичам мокнуть и менять форму. Они также повышают износостойкость кирпичей, высушенных на солнце.

Нет необходимости в дорогостоящих способах стабилизации: если кирпич получился крепким, лучше оставить его как есть. Однако кирпичи должны быть сухими. Главный враг самана — влажность: дождь, роса, грунтовые воды и повышенная влажность воздуха в прибрежных районах, таких как Ливан.

От грунтовых вод кирпичную кладку можно защитить несколькими способами:

а) Известно, что кирпичи, изготовленные жителями деревень Судана, Египта, Сирии и Ирака, обладают водоотталкивающими свойствами благодаря тому, что в их состав, помимо грунта и тростника, добавляют коровий навоз, который предварительно подвергают длительной ферментации. Коровий навоз собирают стопками и оставляют на солнце, где он сохнет и ферментируется.

б) Тростник часто используют в качестве дешёвого и доступного стабилизатора. Относительный вес соломы в смеси не должен превышать двух с половиной процентов. Излишки соломы снижают прочность изделий.

в) Иногда вместо тростника в составе смеси для изготовления самана используют битумную эмульсию. Смешанная с мелким грунтом, она эффективно укрепляет изделия и создаёт водоотталкивающее покрытие. Вес битума в смеси не должен превышать трёх-пяти процентов: бóльшая концентрация снижает прочность изделий.

г) Оптимальный вариант — одновременное использование соломы и битума в составе смеси для изготовления самана, которое гарантирует прочность сооружения.

Необходимая концентрация соломы и битума в строительных материалах на основе почвы — два и три процента соответственно.

Термоизоляция

Если климатические условия диктуют необходимость термоизоляции, выбор системы сводов и куполов в качестве кровли станет эффективным решением. К примеру, в деревенском доме с гостиной ка свод, которым накрыт айван, может быть поднят до верхушки купола, накрывающего дурку, путём возведения второго свода (меньшего размера), чьей опорой выступают свод айвана и противоположная стена. Такая схема позволяет постройке иметь плоскую крышу или дополнительный этаж. В любом случае пространство между горизонтальной плоской поверхностью и изгибами купола и свода обеспечивает необходимую термоизоляцию и место для хранения.

В 1964 году Министерство науки и исследований Египта предложило архитекторам и инженерам, специализирующимся на загородном строительстве, создать макет комнаты в каирском Национальном исследовательском центре. Итогом оказались два самобытных проекта: из саманного кирпича и из готовых бетонных блоков. Когда их оценивали с точки зрения климатической устойчивости, стало очевидно, что в бетонной модели температура была на 11 градусов Цельсия выше, чем в саманной, где она оставалась комфортной.

Спальня крестьянского дома

Для спальни крестьянского дома, возведённого из саманного кирпича, лучше всего подходит концепция ка квадратной формы или дурки пролётом три метра с 2,5-метровым айваном. При толщине стен 50 сантиметров опоры, несущие свод, будут достигать 75 сантиметров в ширину, укрепляя тем самым всю структуру.

Дурка обычно имеет квадратную форму и венчается куполом, в то время как айван — сводчатой крышей. Купола опираются на три стены и арку в верхней части свода, оболочка которой служит кружалом и примыкает к дурке.

Купол крепче свода, но должен опираться на квадратное основание, что не всегда эстетически приемлемо. Дабы достичь прямоугольной формы, к квадратному помещению пристраивают альковы, крытые сводами. Большое углубление пролётом два с половиной метра отдают под спальное место, в небольших альковах делают гардеробные, высвобождая пространство в центре: кровать и шкафы оказываются скрыты, не занимают места в комнате, что способствует приятному впечатлению.

Дизайн-концепцию дурки можно усовершенствовать, используя различные комбинации вариантов планировки. Эта концепция может быть применена не только к интерьерам деревенских домов, но и в более сложных постройках из самана, обожжённого кирпича или камня. Планировка Сиди Сиди To Build a House: The House in Sidi Krier, pp. 292–295КриерКриерTo Build a House: The House in Sidi Krier, pp. 292–295 (дома Хасана Фатхи) на северном побережье Египта — пример виллы на берегу моря, возведённой из камня, найденного в окрестностях.

Вилла Акила Сами в поселении Дашур, Гиза (Египет), построена из камня, а кровля — из обожжённого кирпича. Проект этого дома демонстрирует, как перепады уровней в системе сводов оживляют интерьер. Аналогичные идеи можно воплотить даже в Америке, используя подходящие материалы.

При строительстве небольших сельских домов из саманного кирпича в один или два этажа минимальная толщина стен должна быть 50 сантиметров. В таких случаях максимальная нагрузка на каждый кирпич не должна превышать 3 кг/см². В стенах и сводчатых кровлях давление на кирпич составляет не менее 10 кг/см². Соблюдая эти параметры, архитектор легко справится со своей задачей. Однако при возведении зданий большей этажности и объёма — мечетей, школ, конференц-залов — необходимы консультации почвоведов и инженеров-конструкторов.

Перевод с английскогоПеревод с английскогоSalma Samar Damluji and Viola Bertini, Hassan Fathy: Earth & Utopia (London: Laurence King Publishing, 2018), 316-329. Ольги Ульяновой при участии Яны Крупиной

Текст был впервые опубликован во втором номере EastEast Paper в 2020 году