Geschiedenis van de architectuur: Technieken en materialen

In vroegere beschavingen waren de bouwmethoden rechtstreeks afhankelijk van de beschikbare materialen. Naarmate de mens zich meer ontwikkelde begonnen de methoden die hij gebruikte om natuurlijke materialen te bewerken om ze voor het bouwen geschikt te maken, een nog grotere invloed op de bouwvormen uit te oefenen dan de materialen zelf. Wat eerst uit klei, takken en stenen was gemaakt, werd in een latere periode uit tichelstenen, gezaagde planken en metselwerk geconstrueerd.

Tichelsteen: bouwmateriaal in de oudheid

De architectuur van hen die in de buurt van weelderige bossen leefden verschilde natuurlijk veel van de bouwwerken van hen die in de dorre streken van de wereld leefden waar hout schaars was. Onuitputtelijke voorraden leem uit de vlakten tussen de Eufraat en de Tigris bijvoorbeeld verschaften materiaal voor de tichelstenen die de oude Soemeriërs voor de bouw van hun tsiggurats (tempels) gebruikten. Sommige zijn nu nog te zien als hoge aarden heuvels in het huidige Irak. Kleinere en minder massieve Soemerische bouwwerken -huizen en zelfs paleizen- zijn helemaal verdwenen omdat tichelstenen niet erg duurzaam zijn. Ondanks hun nadelen bleef men deze in vierkante mallen in de zon gedroogde stenen van leem en stro zonder enige verbetering duizenden jaren maken. Ze worden zelfs nu nog gebruikt.

Ontwikkeling gips en specie voor de afwerking

Uiteindelijk leerden de bouwers in Perzië en Mesopotamië sterkere en meer duurzame stenen te maken die niet door de regen werden aangetast, door ze in een oven bij zeer hoge temperaturen te bakken. Later verbeterden ze deze methode nog door het oppervlak te glazuren (net als aardewerk) en gebruikten zij deze steen om een duurzaam decoratief oppervlak aan hun bouwwerken te geven. Anders dan de primitieve tichelstenen moesten de gebakken stenen met een verbindende stof worden vastgemetseld. De volken uit het Midden-Oosten ontdekten dat er specie kon worden gemaakt uit bitumen, een natuurlijke teer, dat soms ook als klevend en waterdicht materiaal werd gebruikt. De Romeinen, die oorspronkelijk niet over bitumen beschikten, zetten de stenen vast met een soort specie die van gebrande kalksteen, haar en zand was gemaakt. Deze techniek is lang blijven voortbestaan, evenals het maken van gips uit gebrande kalksteen, wat in prehistorische tijden al was uitgevonden; gips werd als pleisterkalk door de Egyptenaren (zie afbeelding links - Tempel van Luxor), Grieken en Romeinen gebruikt om een glad oppervlak aan hun bouwwerken te geven.

Natuursteen en voegwerk

Vanzelfsprekend is natuursteen altijd het meest duurzame materiaal geweest. Door de hardheid is het ook moeilijk te bewerken en daarom geldt het leggen van fraai metselwerk als één van de grootste technische verworvenheden van de vroege beschavingen. De Egyptenaren voegden hun metselwerk eerst met metselkalk, maar omstreeks 1000 v. Chr. werden de steenhouwtechnieken verfijnd en bronzen krammen vervingen de grove lagen specie. De Grieken verbeterden deze methode nog toen ze leerden het oppervlak van elke steen zo fijn te schuren dat de voegen praktisch onzichtbaar waren. De Inca's in Peru gebruikten in de 12e eeuw ook geen metselkalk, maar bewerkten de stenen zó zorgvuldig dat ze zo goed in elkaar pasten dat er geen mes tussen gestoken kon worden (zie afbeelding inleiding).

Het gebruik van (gewapend) beton en staal

Ondanks de verfraaiing van een bouwwerk heeft metselwerk een groot praktisch nadeel: er is een grens aan de afmeting van een steen die gemakkelijk gehanteerd kan worden. De Romeinen voorzagen hierin door een soort beton uit te vinden. Ze maalden zandige vulkanische as die in Italië overvloedig aanwezig is, en maakten beton waar ze puin doorheen mengden. Dit beton werd in vormen gegoten om de grote gewelven en koepels te maken die niet te construeren waren voor de uitvinding van wat eigenlijk opnieuw samengestelde hardsteen is. De formule voor het maken van dit nuttige bouwmateriaal is verloren gegaan na de val van het Romeins Imperium en werd pas in de 18e eeuw weer gebruikt door Hollandse, Engelse en Franse bouwmeesters. Laat in de 19e eeuw leerden ingenieurs als François Hennebique (1842-1912) de techniek nog verder te verbeteren door stalen staven in te voeren waaruit het gewapend beton ontstond waaruit zoveel van onze gebouwen tegenwoordig zijn opgebouwd.

Het gebruik van staal voor bouwstructuren kwam iets eerder dan de invoering van het gewapend beton. In de 18e eeuw waren er een aantal bouwwerken geweest waarin gietijzer was gebruikt als een vuurvaste vervanging voor de traditionele houtconstructie. Tegen het midden van de 19e eeuw maakten nieuwe methoden van staalproduktie het economisch mogelijk om het in grote hoeveelheden te gebruiken, het breekbare gietijzer te vervangen, en kwamen er nieuwe mogelijkheden, zoals de bouw van de Eiffeltoren voor de wereldtentoonstelling van 1889 in Parijs (zie afbeelding rechts) laat zien. De pioniers onder de bouwers van de eerste Amerikaanse wolkenkrabbers uit de jaren '70 van de 19e eeuw hebben deze nieuwe mogelijkheden met staalskeletten snel uitgebuit en ontwikkeld.

Ontwikkeling van prefab elementen

Het moderne beton is samengesteld uit cement met de toevoeging van zand, grind of steenslag. Tegenwoordig wordt de ontwikkeling van nieuwe technieken gestimuleerd door de groeiende kosten van de factor 'arbeid'. Er wordt steeds meer moeite gedaan om constructiemethoden te vinden die voor het grootste deel geprefabriceerd zijn en waarvan de fabricage weinig tijd vergt. Deze methoden worden gebruikt voor bijvoorbeeld de bouw van loodsen; een lichte staalconstructie, 'bekleed' met niet-dragende buitenmuren, levert gebouwen die gemakkeljk veranderd kunnen worden en betrekkelijk goedkoop te bouwen zijn. Er zijn ook prefab woningen en er wordt veel gewerkt met voorgegoten betonconstructies die ter plaatse kunnen worden gecombineerd.

Dit artikel is onderdeel van de special Geschiedenis van de architectuur.