Купол — это структурный элемент в архитектуре, который время от времени меняет свою форму, функции и материалы, отражая прогресс человечества в математике и технологиях. Форма купола в архитектуре – половина полого шара, в основном размещенная на крыше или целиком служащая укрытием. Купольные конструкции имеют много преимуществ, таких как энергоэффективность (легко нагревать и охлаждать интерьер), прочность и долговечность, атмосферостойкость и простота обслуживания. Вот как это развивалось:

Ранние и местные купола

Купольная конструкция служила убежищем с доисторических времен, когда люди использовали для ее строительства местные материалы. Местный материал варьировался от места к месту, и, следовательно, структура убежища менялась, а также методы строительства.
В Межириче, Украина, были найдены 4 хижины и 139 костей мамонта, которые датируются 19 280 – 11 700 годами до нашей эры. Это самое раннее свидетельство куполообразного убежища.

Народ  туле из канадского арктического региона использовал каркасы из китового уса для строительства параболической куполообразной конструкции в 1300 году нашей эры. Инуиты и эскимосы построили из снега иглу, также известную как снежная хижина.

Люди в Европе, Азии и Африке строили куполообразные жилища из глины, сырцовых кирпичей или сырцов. На древнем Ближнем Востоке более бедные люди строили вокруг запланированного дома с небольшими куполами из камня или кирпича с выступами. В этот период он не играл никакой роли в монументальных сооружениях. На Древнем Ближнем Востоке и в Средиземноморье это сооружение использовалось как зернохранилища, гробницы мастаба, шатры и сокровищницы.

Персидские купола

Эта структура существовала со времен Месопотамии и развивалась до наших дней. Для них характерны переходные ярусы: скобы, перемычки или кронштейны, поддерживающие круглый купол. Его внутренние оболочки полукруглые, полуэллиптические, заостренные или блюдцеобразные, а внешние оболочки полукруглые, полуэллиптические, заостренные, конические или выпуклые. Эволюцию персидских куполов можно разделить на доисламский и исламский периоды.

Они были унаследованы от месопотамских купольных построек, построенных из необожженных сырцовых кирпичей. В период империи Ахеменидов куполообразные шатры использовались для организации торжественных мероприятий. В Парфянской империи в ход пошли деревянные купола, а для залов и дворцов делались большие купола. Луковичный парфянский купол можно найти в арке Септимия Севера в Риме.

В период Сасанидской империи руины дворца Ардашир и Гале Дохтар в провинции Фарс, Иран (224–240 гг.), являются самым ранним известным примером сквинчей. Купола построены из местного камня и раствора, а внутри покрыты штукатуркой.

Могила Мухаммеда б. Муса и Великая мечеть Кума — это здания раннеисламского периода, которые демонстрируют некоторые характеристики формы сасанидского купола. Мавзолей Саманидов в Трансоксиане — первое здание, имеющее правильный восьмиугольник в основании, который стал обычной практикой строительства куполов.

Были введены неглубокие полукруглые и двустворчатые купола, введенные в пятничных мечетях. Деревянные купола с двойной оболочкой можно было увидеть в Куполе Скалы. Мечеть Джаме в Казвине — один из самых больших куполов с пролетом 15,2 метра, построенный в период правления династии Сельджуков.

После неоднократных монгольских нашествий персидская архитектура снова развилась в периоды Ильханства и Тимуридов. Купола того периода имели высокие барабаны с двойной или тройной оболочкой. Деревянные арматурные кольца и кольца из камня, соединенные железными скобами, использовались для строительства выпуклого купола в период Тимуридов.

Купола выпуклого профиля получили большое развитие, а интерьеры улучшились во времена династии Сефевидов. Они стали тоньше, а в интерьере куполов появились цветные глазурованные изразцы и сложные растительные узоры. Мечеть Шах и медресе Мадар-э Шах, снаружи они украшены светло-голубой глазурованной плиткой. Купол Шахской мечети представляет собой прерывистую двойную оболочку шириной 33 метра и высотой 52 метра.

Римские и византийские купола

Округлые арки, своды и купольные конструкции, а также использование бетона и кирпича являются основными характеристиками римской архитектуры. Использование бетона и кирпича помогло римлянам построить масштабные купола высокой прочности и долговечности. Римляне использовали купола в банях, виллах, дворцах и гробницах, причем Окулы были обычным явлением. Типы куполов, которые обычно встречаются, представляют собой неглубокие тарелки, сегментные и ребристые. Римские купола превратились из греческих в византийские, а затем повлияли на мир и развивались в зависимости от региона.

В ранний имперский период купола использовались над горячими ваннами, чтобы поддерживать тепло окружающей среды. Их использовали не так много до I века нашей эры, но в период римской империи они использовались во многих зданиях, поскольку они использовались в монументальном масштабе. Первый римский большой купол восходит к эпохе Августа (27 г. до н.э. — 14 г. н.э.) и имел пролет 21,5 метра (71 фут).

При императоре Нероне и Флавианах в I-II веках нашей эры использование куполов в зданиях значительно увеличилось. Такие здания, как Domus Transitoria, Domus Aurea или «Золотой дом», Санта-Мария-делла-Ротонда и т. Д., Возникли в их период.

Пантеон в Риме — самый известный римский памятник с самым большим куполом с пролетом 43,4 метра (142 фута), который был завершен императором Адрианом как часть Терм Агриппы. Это первый случай, когда внутри купола есть кессоны, что сделало его более декоративным и легким по весу. Во 2 веке нашей эры были также построены некоторые из самых больших куполов храма, такие как Храм Венеры, Храм Дианы и Храм Аполлона.

С развитием математики и технологий строительства в Храме Минервы Медики использовались кирпичные ребра и ступенчатые кольца из пемзобетона для формирования десятиугольного купола. В 4 веке нашей эры, при Империи Константина, было построено много зданий, а некоторые бани были перестроены с большим куполом с использованием бетона и дерева.

Архитектурные купола

В 6 веке нашей эры начала появляться купольная церковная архитектура. За это время Айя-София несколько раз строилась и перестраивалась из-за частичного обрушения при землетрясениях. Теперь центральный купол имеет толщину около 750 мм, пролет 32 метра (105 футов) в ширину и содержит 40 радиальных ребер, которые расположены между 40 окнами в основании.

В середине византийского периода купола стали более геометрически сложными, выше по высоте, легче по весу, устойчивее и украшеннее. Некоторые из известных зданий, такие как Хосиос Лукас, мечеть Календерхане , мечеть Гюля, монастырь Энез Фатих и монастырский комплекс Пантократор. В более поздние времена купольная архитектура повлияла на многие регионы мира и продолжала развиваться. В эпоху после Византии купольная конструкция начала появляться в таких городах, как Венеция, Южная Италия и Сицилия.

Итальянский Ренессанс

Еще раз в итальянском Возрождении строительство больших куполов было сделано для монументального строения. Такие архитекторы, как Филиппо Брунеллеш i, Донато Браманте и Микеланджело, начали строить их, используя новые методы строительства и математики.

Купол Флорентийского собора в 1420 году построили Филиппо Брунеллески и Лоренцо Гиберти. Купол имеет ширину 42 м и состоит из двух оболочек. Это до сих пор остается самым большим каменным куполом. Купола этого периода в основном имели ребристую конструкцию или колесо со спицами.

Купол базилики Святого Петра — еще один важный купол, смоделированный Микеланджело, строительство которого началось в 1588 году. Купол имеет 16 ребер и внутренний диаметр 42,7 м.

Южная Азия

Купола Южной Азии расцвели с началом исламского правления в регионе. Они были построены из камня, кирпича и раствора, а также железных дюбелей и скоб. Гробница Балбана — самый ранний известный полукупол в регионе, построенный в 13 веке нашей эры. Постепенно купола развивались и в основном использовались в мечетях и гробницах. Алай Дарваза (1311 г.), гробница Гият ад-Дина Туглука (1325 г.), гробница Хан-и-Джахана Тилангани (1368 г., также первая восьмиугольная гробница в Дели) — это несколько построенных зданий с куполами.

В период раннего Нового времени, в Империи Великих Моголов, многие архитекторы путешествовали с Ближнего Востока, и строительство куполов стало более грандиозным. Они были сделаны из бетонной оболочки с кирпичной арматурой. Здания, подобные гробнице Хумаюна, построенные персидским архитектором в 1562 и 1571 годах, имеют купола с кирпичным ядром, а центральная камера восьмиугольная в плане и имеет купол шириной 40 метров. В здании также был Чатри, куполообразный киоск на колоннах, который также характерен для крыши Моголов. Затем постепенно здания, подобные Тадж-Махалу в Агре, гробница Сафдара Джанга в Дели, гробница Мухаммеда Адил Шаха в Биджапуре диаметром 41,15 м выполнены в эпоху Великих Моголов. После периода Великих Моголов они снова процветали в сикхской архитектуре в 18 веке, которая была украшена ребрами лотоса вверху и цветочными мотивами внизу.

Купола современного периода

В современный период, с промышленной революцией и внедрением новых материалов, купола используются во всем мире в различных типах зданий и разных стилях. Размер его стал шире любых других куполов, построенных ранее. Они использовались в парламентах и ​​зданиях Капитолия, газометрах, обсерваториях, библиотеках, церквях и т. д.

С промышленной революцией качество материалов улучшилось, а стоимость также значительно снизилась из-за массового производства. Купола начали строить с использованием железных ребер. Один из первых кованых куполов Казанского собора был построен Андреем Воронихиным. Эллиптический купол с пролетом 66,9 м на 56,5 м построен в Королевском Альберт-Холле в Лондоне архитектором Генри Янгом Дарракоттом Скоттом. Galleria Vittorio Emanuele II в Милане и Galleria Umberto I в Неаполе — два места, которые имеют большой застекленный купол на пересечении крытых торговых рядов. Здание Капитолия Соединенных Штатов и здание суда округа Старый Сент-Луис — это здания, которые будут построены из чугуна.

В 20 веке купола были построены с тонкой бетонной оболочкой. Купол собора Святого Иоанна Богослова в Нью-Йорке — первый пример современной конструкции из железобетона. Со временем геодезические купола использовались в корпусах радаров, теплицах, жилых домах и метеостанциях. Проект Eden в Великобритании, Южнополярная станция Амундсен-Скотт, Павильон США на выставке Expo 67 в Монреале, Квебек, Канада — вот лишь некоторые примеры такого строительства.

С изобретением нейлона в куполообразную конструкцию вошла структура натяжной мембраны. Такие здания, как Купол Тысячелетия в Великобритании, Купол Джорджии, построены из натяжных мембранных конструкций. С развитием двигателей над стадионами делаются выдвижные купола, которые открываются и закрываются по мере необходимости с помощью моторизованных систем, Civic Arena в Питтсбурге, Superdome в Новом Орлеане, Олимпийский стадион в Монреале — вот некоторые из зданий с выдвижной крышей.

С большим количеством неудач, проб и ошибок люди развивали куполообразную структуру каждый раз, когда они добивались успеха и били все предыдущие рекорды. Структура модифицируется день ото дня и будет развиваться с использованием современных материалов и идей, а также решать современные проблемы.