Выбор между деревом и металлом

Диктат гильдий, протекционизм и политические решения сегуната Токугава ограничивали использование металлических стяжек при строительстве в эпоху Эдо. Это оказалось решающим фактором широкого использования характерных для Японии деревянных крепежных элементов даже в те периоды, когда сталь стала доступной.

Долговечность металлических креплений при этом не сопоставима с деревянными – за исключением случаев, когда металл устанавливается на хорошо подготовленное дерево и не контактирует с окружающей средой. Если дерево подготовлено плохо, крепления ослабнут в результате сезонных колебаний объема окружающего материала, а влажный воздух Японии станет причиной быстрого появления ржавчины. Кроме того, металл, находящийся под постоянной нагрузкой, демонстрирует усталость.

Ржавые гвозди и крепления, оставшиеся после разборки 60-летнего чайного домика с соломенной крышей (© Anne Kohtz)
Крепление в обновленном деревенском доме эпохи Эдо. Владельцы предполагают, что возраст дома составляет не менее 250 лет (© Architectonic Atelier Yuu)

С другой стороны, по мере старения древесины и затвердения ее клеток деревянные крепления становятся прочнее. По данным подсчетов, деревянные крепления могут оказаться структурно даже более прочными через столетия после постройки. В целом, дерево набирает прочность на протяжении 200-300 лет после того, как было срублено. Затем прочность постепенно теряется, однако правильно подготовленная древесина достигнет степени прочности, которую имело, когда было срублено, лишь через тысячу лет.

Тайфуны и землетрясения

Ураганный ветер и проливные дожди, находящиеся в списке природных бедствий сразу после плесени, также являются прекрасными аргументами в пользу деревянного строительства. Сильно выступающие навесные карнизы защищают стены от частых ливней, а массивным крышам не страшен никакой ураган.

В этом обновленном доме под соломенной крышей есть широкие карнизы, защищающие стены, а крыша зафиксирована с помощью черепичного колпака. Кровля крепится к каркасу крыши с помощью канатов из соломы (© Architectonic Atelier Yuu)

Возведение таких массивных свободнонесущих крыш было бы невозможным без сложного деревянного каркаса, особенно без металлических скоб и креплений. В идеале, чтобы противостоять тайфунам, такие крыши должны были бы опираться на толстые каменные или кирпичные стены. Однако в стране, где разрушительные землетрясения так же часты, как и опустошительные тайфуны, такое решение было бы непрактичным и опасным.

В традиционном японском деревянном здании каркас практически остается на виду. Это означает, что любое проникновение воды в помещение, например, через дырявую крышу, мгновенно фиксируется и устраняется прежде, чем начнет образовываться плесень.

Каркас этого перестроенного здания ворот виден как изнутри, так и снаружи, благодаря чему любые проблемы легко определяются, поломки ремонтируются, а дефектные элементы заменяются (© Architectonic Atelier Yuu)

Необходимость противостоять землетрясениям является третьим важнейшим аргументом в пользу дерева как строительного материала. Современный западный дом представляет собой монолитную коробку, надежно закрепленную на фундаменте. Чтобы успешно противостоять боковым толчкам во время землетрясений, стены должны быть достаточно прочными. Однако в результате дом двигается вместе с поверхностью земли, и его обитатели ощущают на себе всю силу стихии (а порой и страдают от падающей мебели).

С другой стороны, благодаря свей гибкости, традиционные деревянные крепления поглощают большую часть силы боковых толчков во время землетрясения. Это предотвращает разрушение домов, имеющих массивную крышу, но лишенных монолитных стен. Многие старинные деревянные здания в Японии построены по принципу деревянного стула – несущие стойки соединяются вверху, там, где крепится крыша, и фиксируются стяжками в нижней части. Это позволяет обеспечить безопасную поддержку массивному движущемуся объекту.

Чертеж фасада колокольни в Мёсиндзи, Киото. В основном корпусе здания отсутствуют монолитные стены – как в деревянном стуле (© Anne Kohtz)

Большинство традиционных зданий не имеют ни фундамента, ни подвала. Во время землетрясения конструкция может сместиться с опорных камней, глинобитные стены могут потрескаться, а деревянный каркас погнуться. Однако правильно выстроенное деревянное здание должно сохранять вертикальное положение. Фактически, даже в современной строительной практике изолирование фундамента, то есть полное отделение здания от его фундамента с целью обеспечить его свободное скольжение во время землетрясения, становится общепринятым стандартом при возведении сейсмостойких конструкций. Тем не менее, традиционное изолирование фундамента (размещение строения на прочном фундаменте без закрепления) в Японии запрещено на законодательном уровне.

Изобилие дерева

Последним аргументом в пользу дерева как традиционного строительного материала для возведения домов можно считать его изобилие в Японии. Чаще всего используется древесина криптомерии, кипариса и сосны – пород деревьев, которые можно использовать всего через 40-60 лет роста. Особенно хорошую сопротивляемость плесени и насекомым демонстрируют криптомерия и кипарис – породы дерева наиболее подходящие для использования в климатических условиях Японии. Как уже упоминалось выше, достоинства строительства из дерева практически превосходят такие недостатки как опасность возникновения пожара, при котором, как правило, всегда есть время спастись или погасить огонь до того, как он причинил серьезные разрушения.

К счастью, из поколения в поколение японские плотники неустанно совершенствовали технологии деревянного строительства, оставив нам в наследство целый ряд замечательных решений для современной, экологически устойчивой и безопасной жизни без плесени.

Фотография к заголовку: Отремонтированный деревенский дом минка (© Architectonic Atelier Yuu)

(Статья на английском языке опубликована 25 октября 2016 г.)