Средство формообразования в строительстве называется строительной техникой. Но техника с греческого – это искусство. И то, что мы называем техникой – это чисто человеческое искусство. Не инопланетян ведь. А человеческое естество – это собственно человек как существо. Человеческое естество первично, а человеческое искусство – вторично. И человеческое искусство – это не только повторение, но и продолжение человеческого естества. И вот теперь надо прямо сказать: художественное искусство – плохой продолжатель человеческого естества. И далеко не самый высокий, и далеко не самый совершенный. Во многих случаях это просто бутафория. В том числе и поэтому такой ущербный подход к архитектуре как к художественному искусству.

Та техника или то искусство, которое продолжает и даже заменяет человека, называется машиной. Иногда очень большую машину называют махиной. Но всегда и «машину», и «махину» считают словами латинского происхождения. На самом деле «махина» – от русского «маха». Мах – это рука от пальцев и до подмышки, которая потому подмышка, что под машком. Таким образом, махина — это сооружение, станок и даже просто орудие, принадлежащее маху (Чья? Махина.), и представляющее собой его продолжение. Но и мах — это не просто отросток на теле человека. «Мах» наоборот — это «Хм». Так мы говорим, когда думаем. И это — не случайное совпадение. Мы думаем махами. И весь наш ум, всё наше умение — в наших руках, в наших махах. (Как ни странно, но особенно хорошо это видно на неумехах). А наши машины — это плоды нашего ума, его воплощения.

Суть машины в основном раскрыта советским академиком Львом Николаевичем Кошкиным. Но открыта она была не через мах, что было бы намного проще, а через исследования. Исследовав сотни технологических процессов, осуществляемых машиной, Кошкин за всей этой суетой разглядел, что все они состоят всего из двух действий: перемещения и обработки. Причём между перемещением и обработкой – всего четыре вида отношений. Первый – это спор, четвёртый – согласие, а между ними – причинность и дополнительность. По сути это четыре способа обработки.

Второе открытие, сделанное академиком Кошкиным, состоит в том, что четырём способам отношений между перемещением и обработкой соответствуют четыре вида взаимодействий между орудием, приводимым в действие машиной, и предметом обработки. Так, когда перемещение и обработка спорят друг с другом, тогда между орудием и обрабатываемым изделием имеет место точечное взаимодействие, а когда они в согласии, тогда их взаимодействие объемное. Между этими крайностями – два перехода: линия и поверхность.

Третье открытие, сделанное Л.Н.Кошкиным, состоит в том, что формообразующие возможности машины обратно пропорциональны её производительности. Так, при точечном взаимодействии резца и детали формообразующие возможности токарного станка неограниченны. Но производительность штампа, взаимодействующего с изделием поверхностью, многократно выше.

Собственно говоря, третье открытие академика известно всякому, кто пытался делать что-либо своими руками (махами). В рабоче-крестьянском изложении оно звучит так: чем вещь сложнее, тем больше времени и усердия требуется для её изготовления. К сожалению, разработчики гибких технологий промышленного производства своими руками (махами) ничего не делают, поэтому простые вещи им недоступны, и они продолжают разрабатывать гибкие технологии.

Наряду с указанными открытиями академик Л.Н.Кошкин в своих рассуждениях допустил несколько ошибок. Причина этих ошибок – не столько поспешность и невнимательность, от которых не застрахован ни один исследователь, сколько способ пространственного мышления, господствующий в настоящее время и в науке, и в технике, и в прочих областях деятельности человека. В основе этого способа, во-первых, абстрагирование, отвлечённость от всего, из-за чего пространство превращается в пустоту, а во вторых, прямоугольная система координат. Как раз она и сыграла злую шутку с академиком.

Представляя себе виды взаимодействий между орудием и изделием, он представлял их не такими, какие они есть на самом деле, а такими, какими они выглядят в прямоугольной системе координат. А там они выглядят, во-первых, прямолинейными, во вторых, плоскостными, и в третьих, прямоугольными. Из-за этого в третьем виде отношений между орудием и изделием, представляющем собой поверхность, Л.Н.Кошкин видел не двухмерное, а трёхмерное, или как он сам говорил, объемное взаимодействие. Объём, как утверждает математика – это последний элемент формы. Исходя из этого, Лев Николаевич был вынужден сделать вывод, что на третьем виде отношений между орудием и изделием заканчивается образование формы. Этим он исключил из своей теоретической модели машины четвёртый вид отношений, истинно объемный, при котором достигается самая высокая производительность, сосредоточился на третьем виде как самом, по его мнению, производительном, и закрыл себе путь для дальнейшего развития теории машины.

Устранение ошибок в рассуждениях и построениях академика позволило автору восполнить ущербную теоретическую модель машины включением в неё тех способов формообразования, в которых орудием выступает среда, т.е. поле, газ или жидкость, а применение к полученной теории машины представления о развитии по спирали, когда среда как объёмный инструмент на новой ступени развития машины становится точкой, дало возможность превратить косную теоретическую модель машины в живую, развивающуюся модель строительного искусства, в котором современная строительная техника представляет собой лишь первую ступень этого развития. На этой ступени искусственная машина противостоит естественному материалу точно так же, как Народ противостоит Природе. То есть как противники. Или соперники. Однако общее направление развития строительного искусства (а у людей никакого иного кроме строительного искусства нет, есть лишь разные виды строительства: машиностроение, станкостроение, домостроение, кораблестроение, самолётостроение, ракетостроение, приборостроение и т.д.) таково, что строительная техника изживает саму себя. В итоге на последней ступени развития строительного искусства оно станет естественным. Или, как мы сегодня говорим, автоматическим. Именно так строит себя всё естественное. И именно так строим себя мы сами. Без машин и инструментом, без строительных комплексов и домостроительных комбинатов, без проектных институтов и конструкторских бюро. Самостроем. Но законным, и только поэтому правильным.

Посмотрим на себя как на строящийся объект. Точнее, сначала как просто на объект. По нашему, этот объект – человек. Первое, что бросается в глаза в существительном «человек» — это «чело», а затем — «век». Но кто согласен с тем, что человек – это чело? Ещё куда ни шло лицо, существо, даже особь. Но чело – это не человек.

«Человек» – это «челвяк», т.е. червяк. Или червь. А «червь» — это «чрево». Иначе говоря, человек – это животное. Обычно такое восприятие человека считается унизительным. На самом деле оно означает, что человек ест, и благодаря этому есть как живое существо. Некоторые мыслители даже говорят, что человек – это еда, которую он усвоил. Да и сам он – еда для других существ. Так что «червь» — это ещё не самое плохое название человека. Особенно для нашего рассмотрения.

Как живое существо, человек строит себя сам без особой строительной техники. У него есть подобие строительной промышленности и энергетики (пищеварение и дыхание), транспорта, управления и проектирования (кровообращение и нервная деятельность). Но при всём разнообразии деятельности человеческого организма и у него всё сводится к перемещению и обработке. И строительное искусство (технику) человек создаёт по своему образу и подобию. Но пока что этому искусству при всём его могуществе по уровню развития ещё далеко до человеческого естества.

В целом у строительного искусства — четыре уровня развития. Первый – механический. Это когда все составляющие изготавливаются и скрепляются между собой механически. То есть за счет резки, строгания, трения, давления, притяжения, уплотнения и т.п. Второй уровень – физический. Прежде всего это тепловая обработка металла, сопровождаемая литьём, ковкой, прокаткой, резкой, гнутьём, сваркой, а также стекла. Третий уровень – химический. Это – бетон, гипс, пластмассы, клеи, мастики. И, наконец, четвёртый уровень – биологический. На этот уровень строительное искусство ещё не взобралось, но суть этого искусства изложена в некоторых научно-фантастических изданиях, описывающих биологические цивилизации. Например, у Казанцева.

Очевидно, что здесь идёт речь о бренной материи, т.е. о конструкциях. Но конструкции сами по себе не существуют. Они существуют в нужном месте и ради места. И они созидают это место. В зависимости от качества этого созидания они делятся на несущие конструкции и ограждающие. Уточним: несущие место и ограждающие место.

Основным свойством места является его функция, т.е. предназначение. Размеры и форма места, а также его размещение зависят от предназначения. Но поскольку речь идёт об искусстве, то эта зависимость условная. Творец может вторить принятым размерам и формам, а может и отойти от них, проявить творческую индивидуальность или оригинальность. Иначе говоря, своеволие. Правда, тут ему могут помешать конструкции. Особенно, если эти конструкции – заводского изготовления. Кроме того, творцу может сильно помешать несущая способность конструкций. А ещё ведь есть и СНиПы, есть ещё и привычки – деспоты людей. Однако из этого неразрешимого тупика есть один выход. Отвлечённо он называется ценой вопроса. Сделать ведь можно всё, но во что это выльется? Поэтому, казалось бы, главным препятствием в архитектуре является цена. Однако цена – от цели, а цель наоборот – это лицо. И это – не фасад, как может показаться, а заказчик. Из его денег складывается окончательная цена объекта. Поэтому, с одной стороны, цена – это преграда для воображения проектировщика, а с другой – это задание направления его мысли. К сожалению, до сих пор этим направлением проектировщики пренебрегают. Для них главное в архитектуре — красота. Отсюда и поговорка: красота требует жертв. Не красота требует жертв, а дурное воспитание.

Кстати, в триаде Витрувия тоже нет цены. И художники в один голос утверждают, что они творят не ради денег, а ради красоты, которая спасёт мир. Однако художественная красота не спасает мир. Проектировщики стали это понимать ещё в начале ХХ века. И уже тогда стали отказываться от художественного украшательства конструкций. Однако так называемую конструктивную схему они не тронули. И немецкий «Баухауз», и голландский «Ди стиль», и советский конструктивизм, и француз Корбюзье, и бразилец Нимейер, и японец Кензо Танге, и так далее, и так далее, — все остались в прямоугольной системе координат со стоечно-балочной конструктивной схемой. И если пользоваться терминологией академика Л.Н.Кошкина, то эти признанные мастера архитектуры ХХ века от точки (кирпича) через прямую (колонны и ригели) дошли до плоскости (панели) и там остановились. Были отдельные криволинейные объекты, но их значение для строительного искусства осознано не было. И причиной этого была прежде всего неготовность проектировщиков, в том числе и объёмщиков, и конструкторов, проектировать новые здания. Что касается строительного оборудования, то оно уже было в США с 1907 года, а в России – с 1913 года. Его изобретатель – американский таксодермист Артур Эйкли.

Американцы обратились к Артуру Эйкли с предложением изготовить для Национального парка в Нью-Йорке чучела доисторических животных в натуральную величину. Представив себе размеры этих животных, прежде всего динозавров, Эйкли понял, что делать их надо из бетона. Но обычными средствами эту задачу качественно не решить. И тогда он придумал новый способ укладки бетона и новое средство для его осуществления. По-английски этот способ называется торкретированием, а установка для торкретирования – цемент-пушкой.

Слово «торкрет» — составное, и в переводе на русскую речь означает «уплотнённая штукатурка». Но на самом деле уплотнённая штукатурка — это уже не штукатурка, а мелкозернистый высокопрочный бетон. Отсюда – и его второе название: торкрет-бетон. К сожалению, в России это второе название не доходит до сознания наших строителей. Из-за отсутствия в нём щебня они не признают торкрет-бетон конструктивным материалом, хотя он прочнее обычных бетонов как раз потому, что в нём нет щебня. Щебень увеличивает подвижность свежего бетона, но уменьшает прочность бетона затвердевшего. Что же касается мелкозернистого бетона, то его недостаток в том, что при обычном бетонировании он почти не поддаётся уплотнению. Однако при торкретировании этот недостаток снимается за счёт послойного нанесения бетона, движущегося в момент нанесения со скоростью от 70 до 120 метров в секунду.

Американец Артур Эйкли изобрел так называемый сухой способ торкретирования, при котором по одному шлангу с помощью сжатого воздуха к соплу подаётся сухая смесь песка и цемента, а по другому шлангу – вода, которая, смешиваясь в сопле с сухой смесью, увлажняет её, и уже на выходе получается готовая бетонная смесь. Недостаток этого способа состоит в том, что вода не успевает в сопле увлажнить сухую смесь, из-за чего она распыляется, приводя к потерям смеси до 50 % и запылению рабочего места сухой пылью, приводящей к заболеванию лёгких под названием силикоз. Кроме того, подготовка сопловщика, по данным швейцарской фирмы «Алива», занимает два года. Поэтому в России военным строителем инженером Н.С.Марчуковым были изобретены мокрый способ торкретирования и установка для его осуществления, которая по шлангам с помощью сжатого воздуха подаёт уже готовую бетонную смесь. В этом случае потери на распыл и отскок составляют не более 10 %, а подготовка сопловщика осуществляется в процессе производства и состоит лишь из объяснения и показа того, что и как нужно делать.

Изобретение Артура Эйкли, а затем и Н.С.Марчукова дало строителям новое средство формообразования. Причём это изобретение изначально предназначалось для моделирования форм живой природы. Поэтому нет ничего странного в том, что западные архитекторы при проектировании и строительстве домов подражают этим формам. Странно то, что этого до сих пор не делают отечественные архитекторы. Впрочем, эти странности вполне объяснимы, во-первых, историей советской архитектуры, которая до сих пор аукается в современной российской, а во вторых, убогим художественным подходом к архитектуре, который, как мы видим, совсем не раскрепощает зажатое прямоугольной системой координат воображение наших архитекторов. Рассмотрим возможности, предоставляемые новым средством формообразования.

Послойное нанесение торкрет-бетона даёт возможность создавать тонкостенные двухмерные криволинейные конструкции – так называемые оболочки. Также возможно создание складчатых и плоских конструкций. Более того, торкретирование позволяет возводить любые известные на сегодня конструкции, но наиболее эффективно оно при создании криволинейных тонкостенных оболочек, поскольку любым другим способом эти оболочки или невозможно возвести, или слишком дорого.

На Западе есть два способа возведения криволинейных оболочек. Первый – на надувной опалубке. У этого способа – два существенных недостатка. Во-первых, надувная опалубка дорого стоит в изготовлении. Её цена может доходить до половины цены возводимого с её помощью сооружения. Правда, при многократном использовании она окупается, но многократное использование возможно лишь при массовом строительстве одинаковых сооружений, а до этого мы ещё не дошли, а Запад и не стремится к этому. Во вторых, надувная опалубка имеет обыкновение падать до затвердения бетона. Правда, этот недостаток решается двумя способами. Первый – это применение ускорителей твердения бетона. В этом случае появляется возможность опередить падение опалубки. Второй – это нанесение на опалубку утеплителя из пенополиуретана. Он твердеет в течение часа и после этого обладает достаточной прочностью, чтобы нести самого себя. То есть после этого опалубку снимают, изнутри устанавливают арматуру и постепенно, а также послойно наносят на неё торкрет-бетон.

Последний способ хорош тем, что пенополиуретан под опалубкой принимает не только её форму, но и качество её поверхности. А поскольку эта поверхность оказывается снаружи оболочки, то мы сразу получаем геометрически правильную и качественную поверхность. Конечно, пенополиуретан разлагается от ультрафиолета, поэтому его надо защищать. Обычно его покрывают полиуретаном нужного цвета. Кроме того, прочность пенополиуретана, даже покрытого полиуретаном, недостаточна для строительных объектов. А главное – цена.

Все эти недостатки устраняются при безопалубочном возведении оболочек. Нет опалубки – нет проблем опалубки. Но как достичь точности геометрии возводимых оболочек без опалубки?

Автор ответил на этот вопрос. Торкретирование – это хотя и механическое, но оштукатуривание поверхности. А точность оштукатуриваемой поверхности соблюдается с помощью маяков. При оштукатуривании поверхностей применяются разные маяки, но у всех у них общее то, что это – особые дополнительные устройства, которые никакого значения в возводимой конструкции не имеют. Но торкрет-бетон – это не просто бетон, это на самом деле железобетон. Бетон без арматуры – это деньги на ветер. Тем более, в тонкостенных оболочках. Но арматура – это не столько усиление для оболочки, сколько каркас, который не даёт ей рассыпаться, который удерживает её в проектном положении и в заданной форме. По сути он и задаёт эту форму. Ну, и не будем ему мешать. Наоборот, поможем ему в этом.

Примерно такие рассуждения автора привели к тому, что геометрическую основу формы он стал создавать из каркаса. Причём в этом случае ничего нового им изобретено не было. По сути здесь речь идёт лишь о замене одних материалов другими. А способ построения криволинейных форм был подсмотрен у древних кораблестроителей, придававших нужную формы каравеллам (кораблям) с помощью шпангоутов и киля, а также у древних зодчих, созидавших мазанки из плетней, обмазанных с двух сторон задом, как в древности называли глину. От «зада» – и «здание», и «зодчий». И даже «таз» – это «зад» наоборот.

Некоторые исследователи, в частности, академик, доктор физико-математических наук, профессор МГУ Т.А.Фоменко, считают, что языкознание не даёт никаких новых и твёрдых знаний. На самом деле они таким образом защищают свои болотца, в которых выросли и которые их кормят. Что же касается знаний, то они – только в языкознании. Другое дело, что там, в языкознании, никого из исследователей пока нет. Более подробно о знаниях – в книге автора «Истинная наука».

Задача автора сначала усложнялась, а потом и облегчалась тем, что основные составляющие формы зданий из торкрет-бетона – это шарообразные и торообразные оболочки. Выбор на эти оболочки пал потому, что при их правильном проектировании в них возникает только сжатие. А, как известно, бетон лучше всего работает как раз на сжатие. Кроме того, в природе есть подобные образования. Помимо мыльной пены это ещё и пчелиные соты. Конечно, соты – не шары. Но пчёлы не умеют строить соты. Они умеют строить только шары, потому что для них это – самая простая форма. Достаточно крутиться на одном месте и укладывать воск туда, куда достаёшь. Но поскольку многие пчёлы одновременно и в одном месте лепят свои шары, то эти шары сминаются как мыльные пузыри в пене, и получаются не круглые, а шестигранные соты. Круглыми остаются только свободные крышки и днища у сот.

При строительстве оболочка делается трёхслойной. Внутренний слой – несущий, наружный – защитный и отделочный. Средний слой – утеплитель. Вешний и внутренний слои соединяются между собой гибкими арматурными связями.

Порядок работы следующий. Сначала по песчаному основанию укладывается арматура фундаментной плиты с выпусками арматуры для крепления вышележащего каркаса. Затем производится бетонирование плиты. Одновременно с этим ведётся заготовка криволинейных элементов каркаса внутреннего несущего слоя. Далее эти элементы устанавливаются по кругу заданного радиуса вертикально, образуя часть шара или тора, и связываются между собой горизонтальной конструктивной арматурой. В итоге получается устойчивый каркас. Снаружи на этот каркас укладываются плиты эффективного утеплителя, например, пенополистирола или пенополиуретана. А на утеплитель укладывается арматурная сетка, которая с помощью гибких связей закрепляется на утеплителе. Затем осуществляется торкретирование внутреннего слоя. Маяками при этом служат элементы несущего каркаса. В зависимости от замысла поверхность внутреннего слоя может быть выровнена под затирку, может быть облицована различными материала вплоть до дерева, а может быть и оставлена в первозданном виде.

Торкретирование наружного слоя можно вести вместе с торкретированием внутреннего слоя, но с некоторым отставанием, чтобы внутренний слой набрал требуемую прочность. Обычно для этого требуется не больше суток. А при применении ускорителей твердения и того меньше.

Важный момент – это придание точной геометрии наружному слою. Надёжней всего для этого использовать криволинейные правила.

Торкрет-бетон сам по себе водонепроницаем, поэтому для зданий из торкрет-бетона кровля не нужна. Но бетон необходимо защищать от кислотных дождей. Для этого достаточно покрыть его фасадной краской. Но могут быть и другие решения. В том числе и облицовка керамической плиткой или природным камнем, и наклейка современных кровельных материалов, не нарушающих форму здания. Вообще в каждом отдельном случае необходимо стремиться к наилучшему решению поставленной задачи. Наилучшему для всех, а не только для проектировщиков. Чтобы проектировщик так проектировал, он должен быть строителем. Или хотя бы иметь строительное образование.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.​ В.Ю.Циркунов. О происхождении зодчества. М., Стройиздат, 1965 г.

2.​ К.Иванов. О природе и сущности дизайна. – Техническая эстетика. № 3, 1965 г.

3.​ К.Иванов. О природе и сущности дизайна. – Техническая эстетика. № 5, 1965 г.

4.​ Л.Н.Кошкин. Универсальные роторные. – Знание-сила. № 9, 1985 г.