KONSTRUKCJA Z KAMIENIA
Kamień jest materiałem naturalnym, występującym jako skała, rozdrobnionym w formie małych kawałków lub ostatecznie piasku. Kamień, jako materiał, jest trudny w obróbce, ale jest za to bardzo trwały. Jest dobrym przewodnikiem ciepła lub chłodu, zastosowany w ścianie ma niskie właściwości izolacyjne.
Kamienne konstrukcje mogą występować z form zebranych, nie poddanych obróbce (bez ortogonalnych kształtów), jako elementy rozwarstwione o stałej grubości, jako kamienie ciosane o regularnych kształtach i – wreszcie – jako kamienie ciosane z materiałem łączącym.
Nadproże to poziomy, płaski element konstrukcyjny. Kamienie o małych wymiarach w profilu i o dużej długości występują rzadko i są trudne do znalezienia. Rozwiązaniem jest właśnie nadwieszenie belki umieszczanej ponad otworami w ścianie. Jej zadaniem jest przeniesienie obciążeń oddziałujących na fragment ściany ponad otworem na mur po obu stronach otworu.
Corbelling (wspornik) jest symetrycznym nakładaniem kamieni na siebie, dzięki któremu każdy kamień może działać jako przeciwwaga dla otaczających go kamieni. Pozwala to na równomierne, pionowe rozłożenie obciążenia konstrukcji. Rezultatem jest łuk pozorny.
Łuk składa się z ociosanych kamieni umieszczonych nad przęsłem, z wieńczącym elementem: kamieniem wierzchołkowym. Każdy kamień jest ociosany w dwóch kierunkach, a kompozycja ma naprężenia pionowe i poziome.
Kompozycje przestrzenne tego typu to kopuła pozorna ze wspornikami (Rovero 2014), prawdziwa kopuła lub kopuła wykorzystująca łuk.
Suchy kamień: zebrany i wyselekcjonowany kamień
Najprostszą kompozycję można zbudować z surowych kamieni, zebranych na skalistym terenie. Dostępność zbieranych kamieni może być wynikiem karczowania pól i pastwisk lub organizacji specjalnych zbiórek na budowę. Zbierane kamienie nie mają określonego kształtu: ich dobranie jest ciężką pracą, podobnie jak budowanie z nich. Każdy kamień w drugiej warstwie musi „siedzieć” we właściwym miejscu, nakładając się na dwa w niższej warstwie.
Corbelling, jako kompozycja przestrzenna z poziomymi rzędami surowych kamieni, to prawdziwy majstersztyk, kompozycja na najwyższym poziomie. Jej przykłady można odnaleźć w prehistorii: grobowce między Arabią Saudyjską a Jemenem pochodzą z V tysiąclecia p.n.e. (Steimer 2001).
Suchy kamień z kruszonych warstw
Elementy z cienkich warstw kamienia, kruszone w kamieniołomach, umożliwiają powstawanie elementów o tej samej grubości, co pozwala na tworzenie konstrukcji o kontrolowanym kształcie. Z surowego kamienia nie można zbudować równych ścian, ani dokładnych krzywizn. Przeciwnie jest w przypadku kamieni o ustalonych wymiarach.
Surowe warstwy kamienne muszą zostać pocięte na mniejsze kawałki. Kamienie łamane są tak, aby poszczególne elementy miały tę samą grubość, ale można je kruszyć do dowolnych wymiarów i kształtów. Ocios umożliwia również tworzenie dodatkowych elementów, takich jak nadproża, sterczyny czy ławki.
Konstrukcje z ciosanego kamienia
Kompozycje z kamieni o kontrolowanej grubości mają regularną powierzchnię zabudowy: pionowe ściany, precyzyjnie wykonane dachy ze sterczynami, a także otwory.
Budynki tworzone z elementów o kontrolowanych wymiarach, można budować szybciej i jest to łatwiejsze.
Konstrukcje kamienne z materiałem wiążącym
Suchy kamień można łączyć z innymi materiałami. Do wyrównania poziomu ściany można zastosować cienkie, kamienne kliny oraz glinę lub zaprawę nałożone jej na powierzchnię.
Małe kliny kamienne służą jedynie do wyrównywania warstw poziomych, nie zaś do budowania. Użycie klinów ułatwia pracę.
Niektóre, bardziej reprezentatywne budynki z suchego kamienia, wykorzystują glinę do ostatecznego pokrycia całościowego lub częściowego, jako wypełnienie między kamieniami jedynie w części frontalnej. Fakt ten ma znaczenie sanitarne: przestrzenie między kamieniami są idealne do gniazdowania owadów.
Łuk i kopuła
Pierwsze, proste konstrukcje – menhiry, trudno jednoznacznie zakwalifikować jako obiekty architektoniczne ponieważ były to nieociosane lub częściowo obrobione głazy ustawione pionowo. Menhiry mogą tworzyć, poprzez swoje ustawienie, kształty geometryczne lub mogą wskazywać, dzięki swojemu ustawieniu, konkretne kierunki. Jest to pierwszy przykład idei obiektu służącego do kilku celów.
Dwa menhiry, słupy lub pionowe płyty, przykryte nadprożem tworzą dolmen. Architektonicznie, jest to pierwsze schronienie: zadaszone i chronione z trzech stron: lewej, prawej i z góry. Kilka dolmenów może stworzyć pomieszczenie: korytarz, który jest wąski i długi i głównie nadaje się do użytku jako grobowiec, np. w prehistorycznych zabytkach na Sardynii i w Bretanii.
Następna konstrukcja, o której należy wspomnieć, składa się z wsporników, wykonanych z poziomych rzędów kamieni, ułożonych jeden na drugim. Z zasady, może być ona postrzegana jako płaska konstrukcja w przekroju. Najprostszym obiektem użytkowym wykonanym w systemie wspornikowym jest konstrukcja wspornikowa podłużna. Jej przykłady można znaleźć w celach grobowych piramid egipskich oraz w niektórych studniach w Hiszpanii.
Ostatnią kompozycją na wspornikach jest kopuła pozorna na planie kwadratu lub koła. Najważniejsze jest to, że można ją zbudować bez rusztowania – tylko przy użyciu rąk.
Etruskowie wynaleźli łuk w drugim tysiącleciu p.n.e. Moment ten otwiera możliwości powstawania szerszych kompozycji; wsporników i – wreszcie – prawdziwych kopuł.
Budowa łuku wymaga stworzenia solidnych ścian, z powodu naprężeń poziomych. Ważnymi elementami tej konstrukcji są dwa imposty, ciosane kamienie i kamień wierzchni. Wszystkie kamienie są cięte przynajmniej z dwóch stron. Kamień wierzchni jest większy, cięższy i zawsze zdobiony, co wskazuje na jego ważną rolę. Imposty są widoczne, ale nie tak bogato zdobione jak kamień wierzchni.
Wszystkie konstrukcje łukowe wymagają rusztowania, a najbardziej krytycznym momentem jest jego demontaż – wówczas można sprawdzić jakość kompozycji.
Finalną kompozycją, wykorzystującą reguły łuku, jest kopuła. Jest to łuk trójwymiarowy, rotujący wokół centralnej osi pionowej. Pierwszą kopułą był rzymski Panteon, który został ukończony w I wieku naszej ery.
Należy zwrócić uwagę na fakty historyczne: łuk został wynaleziony przez Etrusków. Rzymianie podbili ich ziemie i zniszczyli naród w pierwszym tysiącleciu p.n.e. Przejęli jednak ich wynalazek, który rozwinęli do konstrukcji trójwymiarowej.
Wszystkie tego typu konstrukcje wymagają solidnych ścian. Ściany mogą być zbudowane z masywnych kamieni lub z płyt kamiennych. Kamień może mieć charakter konstrukcyjny lub jedynie dekoracyjny. Kamienie można wbudowywać w ściany: w formie suchej konstrukcji lub połączonej z innymi materiałami: niektórymi kawałkami kamieni (klinami), piaskiem lub zaprawą, w końcu z betonem.