Что такое аркбутан: как он действует, зачем он понадобился готическим соборам, где смотреть лучшие и чем он не является
Аркбутан – арка, обычно полуарка, которая отходит от отдельно стоящего столба снаружи здания и упирается в его верхнюю стену, перенося наружный распор каменного свода внутри через крышу бокового нефа вниз в столб и в землю; по-французски arc-boutant – «упирающаяся арка», а по-английски её зовут «летящим контрфорсом», потому что она пересекает открытый воздух. Это устройство сделало готический собор возможным: каменный свод на высоте 30–40 метров распирает стены с силой, против которой стена достаточной толщины не оставила бы места для окон, а аркбутан выносит распор наружу, так что стена между столбами почти ничего не несёт и может быть стеклом. Первые построили на нефе Нотр-Дам-де-Пари около 1180 года, первые задуманные с самого начала – в Шартре в 1194-м, а самые дерзкие – в Амьене и Бове; они есть в каждом соборе XIII века и, в скрытом виде, в куполах от Айя-Софии до собора Святого Павла. Ниже – задача, обычный контрфорс, как действует аркбутан, пинакль, история, части, физика простыми словами, здания, которые надо увидеть, и чем аркбутан не является, со стилем в статье «Готика» и процессом стройки в статье «Как строили соборы».
Задача: свод распирает наружу
Арка или свод из камня стоит сжатием: каждый камень сжат соседями и передаёт свой вес по кривой вниз к опорам, и у опор нагрузка приходит не отвесно, а под углом, толкая наружу так же, как вниз; этот наружный толчок – распор, и он растёт, чем арка ниже, тяжелее или шире. Круглый цилиндрический свод над нефом шириной 10 метров распирает по всей длине, и романские строители XI века держали его стенами толщиной 2–3 метра, немногими малыми окнами и тёмными церквями; нервюрный свод, готическое изобретение около 1100 года, собирает распор в четыре угла каждой травеи, так что стена между углами ничего не несёт, и задача превращается в то, как удержать четыре точки на 30 метрах. Чем выше свод, тем длиннее рычаг, и распор на верху высокой стены её опрокинет, если что-то не упрётся в ответ. Аркбутан.
Обычный контрфорс и его предел
Контрфорс – масса кладки, приставленная к стене для её укрепления, толще внизу, и у романских церквей это неглубокие пилястры; сделать их глубже помогает низкой стене, но у соборного нефа с обеих сторон боковые нефы, и контрфорс у стены главного нефа должен был бы стоять внутри бокового, загораживая его, или крышу бокового нефа пришлось бы поднять, чтобы его спрятать, как сделали в Париже и Лане с эмпорами над боковым нефом, чьи своды подпирали стену главного изнутри – ценой тёмной церкви и низкого клерестория. Римское решение, в термах и базилике Максенция, состояло в том, чтобы строить своды боковых нефов как контрфорсы главного, спрятанные под крышей; готическое – вынести подпору наружу и в воздух.
Как действует аркбутан
- Столб. Высокий контрфорс из кладки стоит на открытом месте, снаружи стены бокового нефа, на собственном фундаменте, ногой в земле и головой на уровне пяты высокого свода или выше.
- Арка. Каменная полуарка отходит от головы столба и упирается в стену главного нефа в точке, где выходит распор свода, обычно чуть ниже пяты, так что распор бежит по кривой арки в столб и вниз; арка должна встретить стену на нужной высоте: слишком низко – стена гнётся над ней, слишком высоко – она вдавливает стену внутрь.
- Два яруса. У многих соборов две арки одна над другой от одного столба: нижняя принимает распор свода, верхняя – ветровую нагрузку на высокую крышу, которая в бурю опасна не меньше свода; у Шартра три аркады спиц между арками, у Амьена два яруса с ажурной резьбой.
- Пинакль. Каменный шпиль на верху столба – не украшение: его вес прижимает нагрузку столба вниз и внутрь, так что равнодействующая бокового толчка арки и веса столба остаётся внутри основания столба, и он не опрокидывается; это противовес, и чем сильнее толкает арка, тем выше нужен пинакль.
- Жёлоб. По верху арки часто идёт жёлоб, отводящий воду с высокой крыши к гаргульям на столбе, так что аркбутан – ещё и водовод, и гаргульи плюются на его конце.
- Целое. Готический собор – каменный каркас: столбы внутри, нервюры сверху, аркбутаны снаружи, и распор свода течёт по нервюрам, через аркбутаны и вниз по столбам в землю, а стена лишь защищает от непогоды – потому она может быть стеклом.
История
- До. Римские и византийские строители применяли скрытое контрфорсирование, а в Дареме (1093–1133) под крышами галерей есть четвертные арки, делающие дело аркбутанов в темноте; к Клюни III открытые аркбутаны пристроили около 1130 года.
- Нотр-Дам-де-Пари, около 1180–1200. Первые аркбутаны, задуманные как таковые, добавленные к нефу по ходу стройки, когда 33-метровые своды оказались слишком высоки для эмпор, одним махом от наружной стены через оба боковых нефа, длиной 15 метров, самые смелые в XII веке; нынешние вокруг хора с длинными одинарными пролётами – замены XIII века, восстановленные после пожара 2019 года.
- Шартр, 1194–1220. Первый собор, задуманный с аркбутанами с начала, что позволило мастеру убрать эмпоры и раскрыть клересторий на высоту аркады; аркбутаны нефа – три яруса с радиальными спицами.
- Бурж, 1195–1230. Аркбутаны столь крутые и тонкие, над двойными боковыми нефами, что похожи на летящие рёбра.
- Реймс (1211), Амьен (1220–1270), Бове (1225). Система высокой готики завершена, с пинаклями и двумя ярусами; в Бове свод, на 48 метрах самый высокий из построенных, рухнул в 1284 году, вероятно потому, что столбы аркбутанов стояли слишком редко, и был отстроен с добавочными столбами – предел системы, найденный на опыте.
- Англия и Германия. В Англии применялись скупее, в Вестминстерском аббатстве и Линкольне, а в большей части немецкой готики спрятаны под крышами боковых нефов; в Кёльне они на французский манер.
- После готики. Ренессанс снова их спрятал – в волютах флорентийской Санта-Мария-Новелла и барабане собора Святого Петра; у собора Святого Павла Рена аркбутаны скрыты за стеной-ширмой; XIX век с Виолле-ле-Дюком их возродил, а сталь сделала ненужными.
Физика простыми словами
Камень прочен на сжатие и слаб на растяжение: колонну можно грузить почти без предела, а каменная балка ломается при изгибе, и каменная стена падает, если её толкнуть вбок дальше точки, где линия её веса выходит из основания. Распор свода на верху стены – боковой толчок на конце рычага, и вес стены – единственное, что её держит; аркбутан добавляет второй толчок, внутрь, в той же точке, так что оба гасят друг друга и камни стены только сжаты, что они выдерживают; сама арка сжата вдоль своей кривой, так что и она только сжата; а столб под ней нагружен толчком арки, наклонённым наружу, плюс весом пинакля, отвесным, и их равнодействующая должна попасть внутрь фундамента столба, что пинакль и обеспечивает. Всё в системе сжато, ничто не растянуто, и раствор для прочности не нужен: у средневековых каменщиков не было расчёта, но они знали из опыта и из провалов вроде Бове, куда должны идти линии сил, и фотоупругие модели Роберта Марка 1970-х показали, что аркбутаны Шартра и Буржа ставят распор почти точно туда, куда нужно.
Где смотреть лучшие
- Нотр-Дам-де-Пари. Аркбутаны хора со сквера Иоанна XXIII за апсидой, самые длинные одинарные пролёты, восстановленные в 2019–2024 годах.
- Шартр. Трёхъярусные аркбутаны нефа со спицами с южной стороны и апсидные из епископского сада.
- Бурж. Самые крутые, из архиепископского сада, над двойными боковыми нефами.
- Амьен. Самая полная система, с ажурными арками и пинаклями, с юга.
- Бове. Самые высокие, у хора, со столбами, добавленными после 1284 года, и деревянными подпорками 1993-го на месте.
- Реймс. Аркбутаны с ангелами на пинаклях.
- Кёльн, Милан, Вестминстерское аббатство, Вашингтонский национальный собор (1907–1990), собор Иоанна Богослова в Нью-Йорке, собор Святого Патрика в Нью-Йорке, чьи аркбутаны декоративны – свод там гипсовый.
Чем аркбутан не является
- Украшением. Он несёт свод; убери его – стена согнётся. Неоготика XIX века пристраивала ложные к зданиям с деревянными крышами, среди них собор Святого Патрика в Нью-Йорке, – это украшение.
- Контрфорсом. Контрфорс – масса у стены; аркбутан – арка, летящая от отдельного столба к стене. «Аркбутан» – это арка вместе со столбом.
- Только готикой. Устройство готическое; идея наружной подпоры, принимающей распор свода, римская, а скрытые четвертные арки романских галерей – его предки.
- Тем, что держит крышу. Деревянная крыша лежит на стенах; аркбутаны держат каменный свод под крышей и противостоят ветру на крыше.
- Признаком слабости. Критики Ренессанса, Вазари и Рен, звали аркбутаны костылями и прятали их; современный взгляд – что конструкция, показывающая, как она стоит, честна, и что готический собор – первое здание, чей скелет и есть его форма.
- Причиной пинаклей. Пинакли – причина пинаклей: их вес и держит столб, а скульптура на них – способ средневекового каменщика сделать противовес красивым.
Открыть разделы: здания по стилям, древние храмы мира, все статьи.
Короткие ответы
Что такое аркбутан?
Каменная полуарка, отходящая от отдельно стоящего столба снаружи здания и упирающаяся в его верхнюю стену, которая переносит наружный распор каменного свода внутри через крышу бокового нефа вниз по столбу в землю; она позволила готическим соборам иметь тонкие стены из стекла.
Что такое аркбутан в готической архитектуре?
Наружная опорная система готического собора: столбы снаружи боковых нефов, арки от них к стене главного нефа на уровне свода и пинакли на столбах как противовесы; впервые применена в Нотр-Дам-де-Пари около 1180 года, задумана с начала в Шартре в 1194-м и доведена до совершенства в Амьене и Реймсе.
Зачем готическим соборам понадобились аркбутаны?
Потому что каменный свод высотой 30–40 метров распирает стены наружу, а стена достаточной толщины не оставила бы места для окон; аркбутан выносит распор наружу здания на столб под открытым небом, так что стена между столбами ничего не несёт и может быть заполнена витражами.
Как действует аркбутан?
Распор свода выходит из стены у пяты; арка встречает его там и, будучи изогнутой аркой в сжатии, переносит вниз к столбу; пинакль наверху столба добавляет вес, превращающий наклонный толчок в нагрузку, падающую внутрь основания столба, так что ничто не опрокидывается. Всё сжато, а сжатие камень держит хорошо.