Архитектурно-конструктивные схемы

Материалы и их заготовка

Использовалась древесина разных пород: хвойной и лиственной. В Европейской части России для строительства из хвойных использовали сосну, ель, редко кедр и лиственницу; из лиственных дуб, осину и липу.

В Новгородской области, других северных областях, Карелии, срединной России чаще всего в строительстве применялась сосна, как дерево стройное, гладкое, с малым количеством сучьев. Ель использовалась меньше. Ель, по отношению к хрупкой (на изгиб и излом) сосне, более упругая.

В юго-западных, почти безлесых районах, или районах с молодым, часто смешанным лесом (лиственные и хвойные вместе) широко использовалась осина. Причем, не только для хозяйственных и производственных построек, но нередко и для жилых. О том, почему районы оказались без хороших старых лесов, уже говорилось. На протяжении нескольких столетий, кроме обычной порубки леса для расчистки полей под пашни, строительства деревень, заготовки дров для крестьянских дворов, огромные объемы древесины пожирали Старорусские и Солецкие соляные варницы. Сначала же XVIII столетия лес вырубали и сплавляли для строительства Петербурга.

Упомянут дуб, использовавшийся в строительстве.

Бревна для строительства заготавливали поздней осенью, зимой и ранней весной в сухих борах, на возвышенностях (древесина прочнее). Лес называли строевым.

Материалы для строительства:

- бревно - освобожденное от сучьев, вершины и коры;

- брус - бревно, протесанное (теперь опиленное) на 4, 3, 2 канта, иначе - стороны.

- драницы - доска (дска - старое наименование)

- тес - драница, обработанная топором и скобелем (материал шел чаще на кровлю, но применялся во множестве и в других случаях;

- пластины (настилка полов и потолков);

- горбыль;

- лемех или чешуя. В древности (примерно до XVI в. включительно) часто для его приготовления использовали дуб, позднее - только осину и уж совсем редко (в конце XIX - нач. XX вв.) хвойные (сосна, ель). Заготавливались необходимой длины чураки (чурки), менее одного метра, раскалывались на пластины и обтесывались топором по заданной ширине, толщине, кривизне и рисунку. Исключительно кровельный материал.

В деревянном строительстве использовались не только "зрелые" деревья, но и тонкие, которые шли, например, для слег в крышах. Более того, широкое применение находил хвойный молодняк. Наиболее тонкие деревца употреблялись в возведении огородных ограждений: плетень, различной формы и конструкций тын. Потолще и подлиннее - жерди, шли на устройство изгородей горизонтальной и наклонной конструкции. В наклонных вариантах жерди могли укладываться с прозором и почти сплошь, с пологим или крутым уклоном, комлём или вершиной в землю. Из этого материала возводилось много и других малых сооружений, необходимых в деревенских и пригородных хозяйствах.

Архитектурно-конструктивные схемы

Существовало две основных принципиальных архитектурно-конструктив-ных схемы: венчатая и каркасная, а также их сочетание.

Венец - ряд бревен, уложенных горизонтально примерно в одном уровне. Ряд в плане может образовывать разные геометрические фигуры от треугольника, квадрата, прямоугольника, пятигранника, шестигранника, восьмигранника (восьмерика) до двенадцатигранника и других многогранников. Уложенные друг на друга венцы составят сруб. Для плотного прилегания бревен и для сохранения тепла в них по всей длине вырубается паз. Ширина его может равняться примерно 5-8 см. Примерно до рубежа XV-XVI вв. (условно) паз делался сверху нижележащего бревна. Позднее - снизу вышележащего. Хотя, в отдельных памятниках Архангельской области и Карелии паз сверху бревна вырубался и в XVII в., а в Сибири даже и в XIX в. Попеременно то снизу, то сверху в одном бревне паз применялся в отдельных конструктивных случаях, когда необходимо было застраховать бревна от смещения по длиной стороне в горизонтальной плоскости. Шипы, нагели и другие способы появились очень поздно.

Каркасная схема предполагает нижнюю бревенчатую или брусчатую горизонтальную обвязку в один - два - три и более венцов. Она несет круглые, но чаще квадратные в сечении стойки. Стойки же сверху закрепляются верхней обвязкой в один или несколько венцов. Она одновременно служит нижней опорой для крыши. Пространство между стойками может быть свободным, забранным досками снизу, что будет служить ограждением, заполненным досками доверху, но иметь дверные и оконные проемы. Нижнее ограждение может быть сплошным, или из резных дощатых или точеных балясин.

О венчато-каркасных схемах уже сказано, что это сочетание двух первых в множестве вариантов. В большинстве случаях основу обычно выполняет венчатая часть постройки. Каркасная, как более легкая, нередко ажурная часть - вспомогательную. В культовых постройках к ним можно отнести паперти, галереи, крыльца, ярус звона в колокольнях и некоторые другие малые формы (клиросы, хоры и проч.).

В жилых постройках каркасными частями могут быть галереи-прикрольки, балконы, крыльца, мезонины и другие, менее объемные формы. В хозяйственных (амбары или житницы) - галереи-навесы. Невозможно перечислить все варианты.

Разумеется, названные три основные архитектурно-конструктивные схемы в деревянном строительстве Руси не могут отражать все возможные и практиковавшиеся варианты. К примеру, жердевые, частокольные, плетнёвые и острожные изгороди, мостовые и собственно мосты, различные конструкции водяных и ветряных мельниц и многое другое.

Фундамент

Старые средневековые и не сохранившиеся древние русские деревянные постройки, прежде всего оборонительные и культовые, достигали солидной высоты – величина в тридцать и более метров не была пределом. Легенды и документы, которые, увы, невозможно проверить, донесли до нас известия, что отдельные деревянные сооружения достигали высоты в 40 и даже 60 метров!

Постройки стояли прямо на почве, по-старому "на пошве". земля сухая. Дерево в сухой земле сгниет довольно быстро - через 20-25 лет. Во влажной почве простоит гораздо дольше, уже счет на столетия. Раскопки Новгородской археологической экспедиции. Наших предков плотников отсутствие фундаментов под деревянными постройками не смущало. Бревно, даже сырое, не тонет в воде. Сухое тем более. Значительно легче воды. Постройки из такого материала прекрасно выстоят. Фундамент не нужен. И все-таки их иногда делали. Многие жилые, производственные и хозяйственные постройки Великого Новгорода имели своеобразное подобие фундаментов... деревянных. Обычно это короткие чураки, уложенные под углы и в промежутках между ними. В землю их почти не заглубляли, а если утапливали, то не глубоко. В отапливаемых постройках нужно сохранять тепло. Поэтому нижние один-два венца присыпались грунтом. От осыпи или оползаний грунт по контуру обносили бревнами или колотыми пластинами. Такие "утеплители" в нашем и прошлом столетиях называли завалинами или (уменьшительно-ласкательно) завалинками.

В XVIII столетии (сведений о более раннем времени не имеется) фундамент из чураков или "стульев" имел уже серьезный вид. По контуру будущего сооружения рылась в грунте траншея, куда стоймя опускались чураки сплошной цепочкой или с небольшими прозорами (для продуха воздуха). Возможно, стулья были невелики, примерно в полусажень (чуть больше метра). Предположительно, половина их оказывалась в земле. Траншея засыпалась вынутым грунтом, который утрамбовывался. Остаток грунта служил "мягкой отмосткой" с уклоном от будущих стен. Верхняя часть стульев возвышалась над почвой, служа и фундаментом и цоколем одновременно. Такие фундаменты не уцелели. Изложенное - лишь словесная реконструкция.

Если позволяли местные условия, - фундаментами служили ледниковые камни-валуны. Для небольших построек их укладывали под углы, немного заглубляя в землю. При возможности подводили и под стены, редко сплошь, чаще с просветами.

Солидные каменные фундаменты под деревянные постройки начали делать, видимо, не ранее XVIII столетия. Но только в помещичьих усадьбах. Под сельскими старыми церквами и храмами бывших погостов и волостей основательные фундаменты появились не ранее середины XIX века.

Грамотно сделанные фундаменты, хороший уход за ними в поднимающейся над землей верхней части и примыкающим грунтом, - залог долговечности постройки. Но далеко не полный. Нужна еще надежная крыша.

Покрытия

Если древнейший человек не мог защитить себя от непогоды в пещере (её в местности его пребывания не оказалось), то строил простейшую крышу над головой - шалаш. Шалаш (юрту, чум, вигвам и проч.) можно с уверенностью считать праотцом крыши. Без крыши или с прохудившейся крышей любые постройки гибнут с невероятным ускорением. Поэтому крышам уделялось исключительное внимание.

За примерно полуторатысячелетнюю историю восточных славян [1], заложивших основу древнерусской государственности, строители разработали множество вариантов покрытий. Не все формы и конструкции их возможно реконструировать. Для кирпичной (плинфовой), каменно-кирпичной, каменной и белокаменной такая задача будет полегче. Для ее решения помогут фрески, иконы, миниатюры, некоторые летописные сведения. Но все это не глубже XI столетия. О крышах деревянных построек даже такого сказать нельзя. И все-таки многое воссоздать словесно и графически возможно.

Простейшая крыша двухскатная. Уклон скатов по отношению к горизонту составляет примерно 45°. При таком варианте свес может быть с простым прямым обрезом, с обрезом, упирающимся в поток для отвода воды в 4 направленные точки и с резными нижними концами тёса. При кровлях с потоками влага собиралась в деревянные кадки, поставленные просто на землю или закопанные в нее. Собранная вода шла для поливки растений на огороде, стирки белья и других хозяйственных нужд.

Кровли могли быть и положе. Обширные патриархальные избы Архангельской области и Карелии, так называемые избы "кошелем", где под одной общей крышей живут семьи трех поколений и где сконцентрированы почти все хозяйственные помещения, дают уклон большого ската всего лишь в 13°. В наше время это вызвало бы протест многих специалистов.

Делались крыши и круче, так называемые клинчатые. Цель: придать постройке выразительность, привлекательность, монументальность. Однако такие крутые покрытия будут сбрасывать воду и снег почти у самых стен. Для постройки вредно и... берегитесь жильцы и прохожие. Вот такие-то крыши и продиктовали заказчикам, хозяевам и строителям устройство в основании "клина" водо - и снегоотводящих полиц - пологих кровелек. В XIX в. для них придумали по крайней мере три решения. Первое: высокая и крутая крыша. Второе: базиликальный вариант, при котором чердачные помещения перекрываются своей самостоятельной двухскатной крышей нормального уклона. Отсеченные мезонином пространства имеют свои пониженные скаты такого же уклона. "Загашники" используются для складирования чего-либо. Третье: похожий на "базиликальный" вариант. Только боковые пространства перекрываются не односкатными, а трехскатными крышами. Есть и другие решения. Их можно увидеть в деревнях.

Если высокую клинчатую крышу с полицами сделать четырехскатной - это уже шатер. А дальше - число скатов или граней по потребностям и желанию.

Двухскатные крыши, как и односкатные, существовали, по-видимому, в глубокой древности. Ими можно было перекрывать почти всё от житницы, бани, жилья до боярских хором и храмов. А вот шатер предпочитался только для храмов, крепостных башен и боярских, княжеских, царских хором. Крестьянин, ремесленник, посадский человек не могли этого себе позволить. Не по карману.

Можем ли мы сказать, что до XVI столетия не было иной формы крыш, кроме двухскатных и шатровых? Нет, не можем. И не только потому, что деревянные церкви хотя бы XIV-XV вв. не уцелели. Различные изображения ранних столетий преподносят нам и другие варианты. Например, палаточные. Термин известен из документов XVI и XVII веков. Это не значит, что не употреблялся раньше. Палатка - небольшая двухскатная крыша. Несколько палаток - "крыта палатками". Палатки могли быть в один, два и три яруса. Так было на каменных храмах Новгорода в XVI - нач. XVIII вв. Могло быть и на деревянных культовых постройках. Палатка - не что иное, как упрощенный вариант комары, т.е. свода [2]. Ведь Новгородский Софийский собор XI в. имеет же палаточные своды. Форма чисто "деревянная". На нем же с восточной стороны над полусводами были односкатные кровельки.

Церковная реформа, проведенная царем Алексеем Михайловичем и вскоре подхваченная патриархом Никоном, "собинным другом" государя, категорически запрещала строительство шатровых храмов, церквей "древяна вверх", по старой терминологии. Правда, на колокольни запрет не распространялся. Произошло это в середине XVII столетия. С этого времени и повелось строить одноглавые, трехглавые, пятиглавые церкви. Стали строить ярусные церкви. Все равно: "древяна вверх"!

Правда, здесь сказались общие тенденции эпохи - новый стиль в строительстве: барокко. А это пышность, нарядность, красочность. К краскам в деревянных постройках провинции обычно не прибегали. Но случалось и такое. Редко, однако, попадались деревянные постройки с раскрашенными элементами. В Витославлицах, к примеру, так поступили с Каширской часовней. Не сразу, позже. Краска у нее нанесена по значительно тронутым временем поверхностям. На других находили лемех, окрашенный в зеленый цвет. Тоже позднее. Может, окрашивание вызывалось необходимостью защитить уже ветшающие поверхности. Дешевле, нежели прибегать к крупным ремонтам.

Запрет на шатровые церкви и требования времени породили целую плеяду разнохарактерных, точнее разнотипных построек. Появились многоглавые храмы, церкви с кубатыми завершениями одноглавые и многоглавые, иногда и с кокошниками.

Каждую крышу следует разделить на две - три составляющих:

- несущие конструкции - слеги, стропила;

- промежуточные (основа для кровли - слеги, опалубка, обрешетка);

- кровля - верхний слой крыши, защищающий постройку от влаги, ветра, прямых солнечных лучей.

Слеговая основа не требовала промежуточных конструкций.

В северной Руси применялись четыре основных вида деревянных кровель:

Работа велась или вручную или механически с помощью приводов, установленных, например, на ветряных и водяных мельницах. Были и конные приводы.

Как и прежде, преобладали три основные принципиальные конструктивные схемы: венчатая, каркасная, смешанная. В духе времени они развивались и обогащались. Чаще стали применяться стропильные конструкции крыш, брусовые срубы. В столичных постройках, особенно в Петербурге, появляется дощатая обшивка, железные кровли, резные украшения. Император продолжал "выписывать" в Россию западных мастеров, особенно голландцев. Они привнесли много новшеств, особенно в соединении элементов, врубках. Однако провинцию это затронуло более ста лет спустя.

Качественные изменения

1. Прежде для сооружения длинной постройки, такой, как крепостная стена, протяженный комплекс царского дворца или боярских хором пользовались приемом стыковки одинаковых или разновеликих срубов (в крепостном и мостовом строительстве их называли городнями). И эти городни - срубы конструктивно почти не связывались друг с другом, а именно стыковались. Предположительно на рубеже XV-XVI столетий от такого приема отказались, поскольку по разным причинам состыкованные городни теряли связь между собою, по-разному проседали, получали перекосы в разные стороны. Другими словами, в непродолжительное время выходили и строя. На смену ему пришел принципиально другой способ получения протяженного сооружения: рубка "в тарасы"*. Тарасы - треугольные, прямоугольные или квадратные в плане срубы или перерубы, играющие роль контрфорсов. Тарасы удерживали протяженную стену, две параллельных стены или в других вариантах от перекосов. В стене же или стенах цельность достигалась смещением стыковки разновеликих или близких по длине бревен. В таких стенах стыки бревен в вертикальной плоскости не совпадают или совпадения крайне редки.

2. Переход, за исключением ранее отмеченных исключений, от протески паза в верхней стороне бревна к нижней. Удобствами в работе, сокращением затрат времени, страховкой от попадания в паз влаги или иными причинами объяснить трудно. Они почти равнозначны.

3. По имеющимся материалам рубка углов "в лапу" появляется именно на рубеже XV-XVI столетий.

4. Протеска стен в помещениях церквей до сравнительно ровной гладкой плоскости, на некоторых объемах и снаружи, ранее XVI в. неизвестна. В избах она появилась, вероятно, не ранее второй половины или конца XVIII столетия.

5. Похоже, тогда же на рубеже XV и XVII вв.., возможно несколько раньше, изменилась конструкция и форма дверных и оконных проемов, кроме волоковых. В раннем русском средневековье боковые части проемов укреплялись толстыми досками, вставленными в вертикальные пазы, прорубленные по торцам бревен. К доскам крепились или приставлялись ставни и окончины (рамы). С XVI столетия известны уже косящатые окна. Косяки - брусья, соединенные в углах наискось ("в косяк"). Боковые косяки по внешнему контуру имели пазы, которыми надевались на шипы, оставленные в торцах бревен. По сравнению со старым способом - наоборот.

6. Появление потолков в деревянной русской архитектуре. В старину их называли "подволоками". В церквах они не требовались. Постройки были холодными, не отапливались. В избах и хоромах при самцово-слеговой конструкции крыш, когда слеги врубались в каждый самец (бревно) фронтонов, т.е. лежали почти вплотную, при двухслойной кровле и надежной изоляции достигались все условия для сохранения в помещении тепла.

Не выяснено, когда стал применяться мох, укладываемый в пазы между бревен и служивший надежным хранителем тепла.

Врубки

Соединение "в обло с остатком" и "без остатка". Врубок в обло и в сочетании с другими насчитывается около десятка.

1. Самая ранняя из известных и которую обычно изображают - простейшая чаша в полдерева. Только тогда, когда паз тесался с верхней стороны бревна или в первом, т.е. нижнем венце.

2. В остальных случаях в чаше внизу оставляется заоваленный гребень. Для паза выше лежащего бревна.

3. Внизу в чаше оставляется выступ, но вдоль бревна, а в укладываемом на чашу бревне снизу выбирается соответствующая выемка. Плотники часто называют такое соединение "в курдюк".

Это при соединении бревен под прямым углом. А если нужно сомкнуть бревна под углом в 45°? Значит, все три вида следует удвоить. Уже шесть. Это в случаях, когда бревна со стороны помещения не протесаны. А требуется протесать, да еще получить четкий прямой угол, а не скругленный, как в избах.

Соединение, в самом деле, сложное. В чаше, кроме традиционного валика внизу, оставляются два шипа в продольном направлении и почти против друг друга. А ниже чаши им будут соответствовать две выемки для нижележащего бревна, но сделанные поперек. Предполагаем другой угол сопряжения, умножаем на два, прибавляем к предыдущим, получаем восемь.

- Врубка "в обло без остатка". В этом случае чаша вырубается не на всю толщину бревна, а на его половину, чаще - примерно на две трети. В этом случае валик чаши остается и будет удерживаться пазом вышележащего поперечного бревна.

- Врубка "в лапу". На Руси ее делали в двух вариантах.

1. Торцы бревен протесаны ровно, их верхние плоскости параллельны. Снизу и сверху снято по четверти бревна. Осталась половина. И так у всех.Только следует внести поправку на "встречу" вершины с комлем. Известно, что комель толще вершины. Значит, величина стески бревен приблизительна. Но ведь такое соединение бревен в углах слишком примитивно, не надежно. Ударил несколько раз посильней и угол нарушен, бревна выскочат, сруб рассыплется. Чего-то не хватает. Недостает "лапы". Делается она так. Снизу бревна у внутренней подрубки оставляется шип трапециевидной формы, как говорят строители, в форме "ласточкина хвоста". Сверху ему будет соответствующей формы выемка, гнездо. И так в каждом бревне. Встречное на углу бревно опускается своим шипом в гнездо нижнего. Трапециевидная форма соединения не позволяет бревнам сместиться.

Пора встретиться двум врубкам: врубке "в обло" без остатка с врубкой "в лапу". В случаях: снаружи бревна стен круглые, не протесаны, угол соединения внутренний, а со стороны помещения бревна протесаны. Как же вы выйдете из такого положения, не совместив обе врубки? С круглой стороны на обычную глубину, примерно на четверть толщины бревна, выбирается половина чаши. Ниже ее делается подтеска с прямым вертикальным обрубом. Остальная толща вырубается, как обыкновенная "лапа".

В строительном обиходе часто можно слышать, как врубку "в обло" называют рубкой "в чашу", а врубку "в лапу" врубкой "в замок".

Врубку "шестигранником", с остатком. Название условное. Подлинное не известно. Делается это так. На расстоянии примерно 0,5-1,0 м от торца бревна ствол с обеих сторон протесывается на две ровных грани. Начало затески скругленное. Нижняя и верхняя грани условные. Первая вогнутая. Это паз. Вторая выгнутая. Оставшаяся часть нетронутого бревна. На полтолщины бревна сверху вырубается "чаша" с валиком в основании. Только боковые ее стороны не скругленные, а ровные с наклоном. Вырубать ее гораздо проще. А соединение получается довольно красивым. Применялась при строительстве только амбаров или житниц практически на всей территории области.

Близкое к "лапе" соединение с остатком, при котором снизу и сверху примерно на четверть бревна делаются прямые выемки. И только. Плотники называют такое скрепление рубкой "в охряпку".

Остается отметить, что при рубке "в лапу" по концам бревен с боков делаются небольшие подтески. Если бревно круглое - с двух сторон, если со стороны помещения протесано - с одной. В брусовом срубе необходимости в них нет. Подтески бывают разные. В старых постройках они плавно и изящно скругленные. Позднее, с конца XVIII в. начало подтески - скошенный обруб. К концу XIX в. обруб стали делать прямым, иногда с не совмещением начала затески по вертикали. Ясно - сруб с самого начала предназначалось одеть в дощатую обшивку.

Технология строительства

Бытовали два основных принципа.

- Один заключался в том, что постройка рубилась в лесу, на лесосеке. Бревна размечались зарубками, выполнявшимися топором. Постройка разбиралась, бревна перевозились на нужное место, где сруб собирался.

- Другой принцип: постройка рубится на том месте, где ей предназначено стоять, рубится из заранее завезенных бревен.

В обоих случаях могли прибегать к такому приему: вначале возводятся несколько венцов на высоту, удобную для работы, не прибегая к каким-либо подмостям. Затем плотники снимали верхний венец, раскладывали его на подкладках на земле и продолжали рубку. В зависимости от высоты здания операция могла иметь несколько подобных позиций. После готовности венцы снимались, бревна перевозились на место "стоянки" и собирались в готовый "скелет".

Чаще такой прием использовался при строительстве жилых, хозяйственных, реже складских (сараи) и производственных (гумна с овинами или ригами) построек. Церкви и часовни возводились сразу на том месте, где им предназначено быть.

В отличие от каменных построек, наружные леса при возведении деревянных никогда не делались. Пользовались только внутренними подмостями. Пол и потолок, которые укладывались сразу, служили хорошими дополнительными площадками. При потолках с частыми балками, когда забирка досками могла выполняться на этапе отделочных работ, на балки временно набрасывали несколько досок.

Наружные леса мешали бы подъему материала. Подъем бревен велся по наклонным слегам (тонким бревнам), приставленным к стенам, по мере "роста" постройки слеги переставлялись верхними концами к верхнему венцу. Подъем велся с помощью пары веревок, называемых ранее канатами. Один конец их привязывался к какой-то жесткой опоре внутри помещения, второй был свободен и использовался плотниками. На землю опускалась обыкновенная петля. Не крупный по толщине (20-26 см) и длине (3 саж - 6,5 м) лес тянули вручную два сильных рабочих. Для более крупных использовали блоки, называемые векшами.

При необходимости (тяжелый подъем) дополнительно устанавливали ворот. Ворот - короткое, вертикально поставленное, проворачиваемое бревно. В основании его и вверху должны быть твердые опоры, например, толстая балка и пара бревен у верхнего конца ворота. На нижней опоре вырубалось не очень глубокое круглое отверстие, соответствующее диаметру стойки. В верхних бревнах такое же, но сквозное. В подвижную стойку врезались крестообразно четыре рукоятки. К стойке крепился конец каната. Петля веревки (точнее двух веревок) подводилась внизу под бревно. Вращая ворот вокруг его оси, рабочие наматывали на стойку веревки, уменьшая их длину и таким образом поднимали бревно наверх. Процесс медленный, зато усилия облегчались более, чем в два раза.