Lịch sử ứng dụng đá trong kiến trúc
Danh mục
Đá đã luôn là một chất liệu song hành trong từng giai đoạn phát triển của con người. Từ thời điểm mà con người sống ở trong hang động, chế tác đá thành những công cụ săn bắt hái lượm, hay khắc lên bề mặt đá như một cách để ghi lại lịch sử. Tua nhanh tới những nền văn minh sau này của con người, đá tiếp tục trở thành một vật liệu thiết yếu trong biểu đạt kiến trúc với sự đa dạng trong thẩm mỹ và quan trọng hơn cả là sự vững chắc của chúng.
Tuy nhiên, đây là một chất liệu lâu đời và vĩ đại so với chúng ta. Hành trình khai thác và ứng dụng được hết tiềm năng của chất liệu này là cả một nỗ lực phi thường của con người.
Những khối đá đầu tiên của con người
Những dấu hiệu đầu tiên đã cho thấy con người bắt đầu sử dụng đá trong kiến trúc nằm ở giai đoạn cuối thời kỳ đổ đá, khi đây là thời điểm bắt đầu xuất hiện những cự thạch đầu tiên. Cự thạch là những di tích được cấu thành từ các tảng đá lớn, thường dưới hình thức của mộ đá với cấu trúc nắp đậy, hay những cột đá đứng đơn lẻ, hoặc được sắp đặt theo nhiều đội hình khác nhau. Những di tích này cũng là minh chứng đầu tiên về kỹ thuật xây dựng sơ khai của con người. Tất cả những di tích này đều không sử dụng bất kì chất kết dính nào, mà thay vào đó là cơ chế tự khóa bằng cách chọn lọc và sắp xếp từng viên đá một cách kĩ càng. Một vài cự thạch nổi tiếng có thể kể tới là Stonehenge ở Anh, Göbekli Tepe ở Thổ Nhĩ Kỳ, các đền cự thạch của Malta, hay Cairn of Barnenez tại Pháp.
Göbekli Tepe ở Thổ Nhĩ Kỳ (9600-8200 TCN)
Những kiến trúc vĩ đại đầu tiên của chất liệu đá
Sự hình thành của những nền văn minh cổ đại là thời điểm mà con người tận dụng được công năng số một của đá là tính vững chãi và bền bỉ với những khí hậu khắc nghiệt; đó cũng là lúc những thực hành về nông nghiệp, thể chế xã hội, và quy hoạch đã bắt đầu được định hình. Nổi bật nhất là tại nền văn mình Ai Cập và Lưỡng Hà, khi chất liệu đá được sử dụng với những mục đích biểu đạt khác về thẩm mỹ và văn hóa.
Hai nền văn minh có hai nền văn hóa và địa lý khác nhau nên sẽ có những cách sử dụng đá khác nhau. Người Ai Cập có thể tiếp cận với nhiều đá vôi ở bên hữu ngạn sông Nile và họ đã tận dụng chất liệu này một cách tối đa như là một vật liệu cấu trúc. Những công trình nổi tiếng nhất của nền văn minh này như kim tự tháp Giza và tượng Nhân sư đều được xây dựng trên nền của chất liệu này. Chất liệu đá bắt đầu phát huy được tiềm năng của chúng với những quy trình xây dựng mà con người đã sáng chế ra: các kỹ thuật cắt đá xong hành với những tính toán kỹ càng, hay hệ thống dốc để di chuyển những khối đá lên cao hơn, và sự xuất hiện của vữa bùn để kết dính những tảng đá vào với nhau.
Kim tự tháp Djoser tại Ai Cập (2670-2650 TCN)
Ngược lại với Ai Cập, nền văn minh Lưỡng Hà không có nguồn đá phong phú như vậy, nên họ sẽ tối ưu những điểm mạnh của chất liệu đá vào những điểm then chốt của công trình: như áp dụng độ cứng cáp vào quy trình dựng móng, và sử dụng vẻ đẹp lên bề mặt qua những chi tiết trang trí. Những loại công trình mà nền văn minh Lưỡng Hà được biết tới là đài chiêm tinh Ziggurat, cũng như là các đền thờ và cung điện của người Sumer.
Đài chiêm tinh Ziggurat ở Ur (2030–1980 TCN)
Ngoại hình mới của đá dưới thời Hy Lạp cổ đại
Tiến tới thời kỳ Hy Lạp cổ đại, chúng ta thấy được sự dịch chuyển của đá sang những công trình mang tính công cộng. Mọi người tại Hy Lạp bắt đầu bộc phát những hoạt động như thi đấu thể thao, diễn kịch, trao đổi hàng hóa, v.v.. Từ đó, kiến trúc Hy Lạp dần định hình được những loại hình kiến trúc đặc trưng như agora (quảng trường để tụ tập và buôn bán), và acropolis (quần thể đền đài), bên cạnh những khu vực nhà hát, và sân vận động. Tuy nhiên, tất cả những thành tựu trên đều xuất phát từ ba thức cột cổ điển bằng đá: Doric, Ionic, và Corinthian. Những thức cột này đại diện cho sự cân bằng lý tưởng giữa thẩm mỹ và công năng, phản ánh được những giá trị mà nền văn minh này đại diện - nổi bật là tính trật tự và sự lý tính.
Agora của Athens (Thế kỷ VI TCN)
Những bước tiến mới của đế chế La Mã trong ứng dụng đá
Những nền tảng về kiến trúc Hy Lạp cổ đại tiếp tục được áp dụng tại thời kỳ La Mã cổ đại, và những cải tiến tại nền văn minh này tiếp tục hình thành nên một phong cách kiến trúc mới. Một trong những thành tựu lớn nhất trong kiến trúc dẫn tới thịnh vượng của đế chế này là sự phát minh của bê-tông đời đầu. Chất liệu này giúp người La Mã đẩy nhanh quá trình hoàn thiện của những công trình tầm cỡ như những nhà hát, đấu trường, cầu dẫn nước, nhà tắm, và các đền thờ. Tuy nhiên, đá tự nhiên vẫn có chỗ đứng của mình bởi những tính chất bền bỉ đặc biệt của chúng qua thời gian. Bên cạnh đó, một lý do đáng nhắc tới nữa đó là khả năng khai thác thuận tiện cho xây dựng từ những quặng đá hoa cương và Travertine nội địa xung quanh vùng Roma. Thành tựu lớn mà người La Mã đạt được với chất liệu này là chế tác chúng thành những khung đá vòm, hay quan trọng hơn là những mái vòm khổng lồ để mở rộng được không gian nhiều hơn. Một điểm nhấn thú vị khác là người La Mã đã nghĩ ra các giải pháp ốp đá bề mặt như một cách để dung hòa hai chất liệu này.
Đấu trường La Mã tại Ý (năm 70 - 82)
Chất liệu đá quay trở lại với ứng dụng gốc
Sau khi đế chế La Mã bị sụp đổ, những địa phương lận cận cũng rơi vào tỉnh cảnh khó khăn khi những nhà nước phong kiến mới được hình thành. Những yếu tố này dẫn tới sự ra đời của kiến trúc Romanesque, có thể hiểu đơn giản là những kiến trúc hướng tới chất lượng của đế chế La Mã. Kiến trúc thời điểm này không quá đa dạng, cầu kỳ, và hoành tráng; và các kỹ thuật cùng vật liệu cũng thô sơ hơn khi kiến thức từ thời đế chế La Mã dần bị thất lạc. Các công trình kiến trúc bắt đầu quay trở lại với những khối đá có sẵn tại địa phương, đặt nặng tính kiên cố hơn thay vì thẩm mỹ, cấu trúc công trình đều là những khối đá dày và chỉ để mở với đường đi và cửa sổ. Những loại công trình công cộng thiết yếu mới được xây với quy mô lớn chẳng hạn như nhà thờ và tu viện. Tuy còn nhiều sự hạn chế, nhưng kiến trúc Romanesque đạt được những thành công trong tiếp tục phát triển kết cấu vòm, nổi bật nhất là vòm bán cầu.
Nhà thờ Tu viện Sainte-Foy tại Pháp (khoảng Thế kỷ XII)
Những kết cấu vòm của Romanesque sau này tiếp tục được phát triển thành một phong cách kiến trúc mới mang tên Gothic. Những thẩm mỹ và kỹ thuật đặc trưng của Gothic được thể hiện rõ nhất qua các kiến trúc nhà thờ. Điểm nhấn để nhận biết được các nhà thờ được xây dựng thời kỳ Gothic là những chiếc mái vòm nhọn bởi hệ thống cuốn được sắp xếp hình mũi tên để kết cấu mái trở nên cao hơn vào củng cố bởi hệ thống “trụ bay” làm bằng đá, hay là vòm sườn nằm ở bên trong. Với cấu trúc này, những nhà thờ Gothic trở nên thanh thoát và ấn tượng hơn, đồng thời vẫn giữ được sự an toàn khi trọng lượng công trình đã được phân bổ hiệu quả.
Nhà thờ chính tòa Wells tại Anh (năm 1175-1490)
Bước tới thời kỳ Phục Hưng, chúng ta thấy được một sự hồi sinh mạnh mẽ của tư tưởng kiến trúc từ thời kỳ Hy Lạp cổ đại và đế chế La Mã, cũng như tiếp tục thúc đẩy những nghiên cứu của thời Gothic. Những kiến trúc sư thời kỳ Phục Hưng lấy những kiến thức đã có đó và hoàn thiện chúng với các hiểu biết mới về toán học, hình học để đạt được tỷ lệ vàng. Một ví dụ rõ ràng nhất cho những quy tắc, tính toán nghiêm khắc của thời kỳ này là Filippo Brunelleschi với chiếc mái vòm trứu danh của Nhà thờ chính tòa Firenze tại Florence.
Nhà thờ chính tòa Firenze tại Ý (năm 1436)
Những ứng dụng mới của đá trong kiến trúc hiện đại
Đến thời điểm kiến trúc hiện đại của thế kỷ 20, con người đã phát minh ra những vật liệu xây dựng cấu trúc mới như bê-tông, cốt thép để thay thế đá tự nhiên. Tuy vậy, đá vẫn chưa bao giờ biến mất khỏi những công trình kiến trúc. Đá bắt đầu được áp dụng vào kiến trúc không phải như một vật liệu xây dựng, mà thay vào đó mọi người bắt đầu để chú trọng tới đá bởi vẻ đẹp về màu sắc và họa tiết đa dạng của chúng khi được mang vào một không gian. Vì vậy, những kỹ thuật ốp và chế tác bề mặt cũng trở nên phổ biến hơn.
Barcelona Pavilion tại Tây Ban Nha (năm 1928)
Khi mà môi trường đang bị ảnh hưởng nặng nề bởi sự công nghiệp hóa nặng nề tại thế kỷ 21, các kiến trúc sư đang bắt đầu quay trở lại chất liệu đá như một vật liệu xây dựng bền vững về cả tính chất trường tồn lẫn quy trình sản xuất thân thiện với môi trường. Nhưng song song với điều đó, ngành đá vẫn luôn có những chuyên gia cần mẫn nghiên cứu những công nghệ chế tạo đá nhân tạo để tạo ra các giải pháp đa năng để áp dụng vào các công trình khác nhau và tận dụng tối đa tài nguyên xót lại khi khai thác đá tự nhiên.
Nhà hát Opera và Ballet Quốc gia Na Uy (năm 2008)
