Очевидно, что в древности крупные сооружения строились не только из камня и кирпича на известковом растворе, но также из дерева. И все же почти все крупные строения, дошедшие до нас из древних времен и средневековья, возведены из камня. Причина этого ясна: хотя каменные и кирпичные сооружения и разрушаются со временем, в большинстве случаев они надежнее деревянных, которые подвержены гниению, воздействию насекомых, сгорают при пожарах и быстро приходят в негодность, если не следить за их состоянием.
Исключение составляют ставкирки Норвегии — деревянные столбовые церкви, восходящие к десятому столетию — факт, достаточно знаменательный. Столбы церквей представляют собой прочные деревянные колонны. Термин «столбовая церковь» является переводом норвежского stavkirke; слово stav обозначает как бочарную клепку, так и деревянный столб.
Ставкирки строились в Норвегии в большом количестве в XI-XIV вв. Сочетание в архитектуре этих церквей языческих и христианских элементов, их сложный и своеобразный экстерьер и спокойный интерьер, соразмерный по своим пропорциям человеку, — все это придает им особую неповторимость. Однако самое удивительное в этих сооружениях — это их долговечность.
Что именно в конструкции столбовых церквей позволило им сохраниться в течение более 800 лет? Нами было обследовано более половины сохранившихся ставкирок. Мы полагаем, что эти сооружения смогли сохраниться так долго по трем причинам.
Во-первых, дерево подготавливалось к строительству с исключительной тщательностью. Древние норвежские мастера применяли методы сушки дерева, с помощью которых они получали более прочные материалы, чем применяемые в строительстве сегодня.
Во-вторых, безукоризненная конструкция церквей соответствует открытым местностям, где было построено большинство из них. Сооружения эти способны выдержать вертикальную нагрузку, создаваемую не только собственным весом, но и весом лежащего на их кровле большого количества снега. Кроме того, их конструкция обладает достаточной прочностью и жесткостью, чтобы противостоять боковым нагрузкам, создаваемым сильными ветрами.
В-третьих, применялись особые способы выдерживания дерева. Отсюда следует вывод, что большие деревянные строения могут быть долговечными при соответствующей конструкции и надлежащей обработке строительного материала. Тем самым история ставкирок заставляет усомниться в том, что дерево как материал пригодно в основном лишь для возведения небольших или не рассчитанных на долгую жизнь строений.
При сооружении церквей применялись два основных типа деревянных конструкций: стропильные и балочные. В идеальной стропильной конструкции на каждый элемент действует либо растягивающее, либо сжимающее усилие, но не оба одновременно. Более того, на эти элементы не действуют никакие другие силы. Простым примером стропильной конструкции является треугольник кровли. Направленная вниз вертикальная нагрузка сжимает боковые стороны треугольника и растягивает основание. Эта нагрузка создается весом кровли, а зимой к тому же весом лежащего на ней снега.
В балочной же конструкции один и тот же элемент может быть одновременно подвержен как растяжению, так и сжатию. В ней могут также возникать усилия сдвига и сгибающие усилия. Простым примером балочной конструкции является система, состоящая из горизонтальной балки и двух вертикальных столбов, поддерживающих ее. Такая система может служить частью каркаса жилища. Вес балки и приложенная сверху нагрузка создают сжимающие усилия, действующие на вертикальные элементы. Последние при этом несколько изгибаются, поэтому они подвержены не только сжатию, но и действию сгибающих усилий.
Возникновение балочной конструкции относится к доисторическим временам. Конструкция эта очень проста — балка на двух вертикальных опорах. Стропильная конструкция, впрочем, также имеет длительную историю. Зодчие Древнего Рима известны прежде всего своими работами в кирпиче и мраморе, но они возводили и великолепные деревянные сооружения. Колонна Траяна была сооружена в 114 г. на императорском форуме в Риме в честь победы над даками, жившими на территории современной Румынии.
Среди прочих изображений на колонне имеется композиция, где показано, как в 104 г. императорский архитектор Аполлодор из Дамаска построил деревянный мост через Дунай, в конструкции которого были использованы стропильные фермы. Принцип соединения стропильных и балочных элементов при сооружении деревянных церквей во многом объясняет их прочность. В Европе дерево использовалось в качестве строительного материала и после падения Римской империи. Прославленные корабли викингов показывают, что техника деревянных конструкций была высоко развита в северных странах уже к раннему средневековью.
