Geschiedenis van de architectuur: Koepels en gewelven

Het is tegenwoordig vrij eenvoudig om een bouwwerk van elke gewenste afmeting te bouwen, zodat we geneigd zijn die uit vroeger eeuwen te bekijken zonder te beseffen hoe vindingrijk onze voorouders met hun beperkte middelen waren en hoeveel eeuwen er voor nodig zijn geweest om de technieken te ontwikkelen die voor de bouw ervan zijn gebruikt. Vooral bij de constructie van bogen, gewelven en koepels in de massieve bouwwerken kwam men tot vernuftige oplossingen.

De beperkte middelen van de vroegere bouwers

In vroegere tijden waren er in wezen slechts natuurlijke materialen en dieren en mensen om ze te hanteren. Maar ondanks deze beperkingen zijn er gebouwen bewaard gebleven die met veel dat wij nu kunnen bouwen kunnen concurreren, zowel in afmeting als sterkte. Voor de invoering van staal en gewapend beton in grote geraamten waren de bouwers voor hun belangrijke bouwwerken afhankelijk van natuursteen of baksteenconstructies. Het resultaat was dat deze structuren naar onze hedendaagse maatstaven massief lijken. De muren moesten dik zijn en de zuilen dicht bij elkaar staan, zoals in de Egyptische en Griekse tempels. Zelfs de fragiel uitziende gotische kathedralen, die op het eerste gezicht structuren met een licht geraamte lijken te hebben, zijn in werkelijkheid heel zwaar. Dit wordt gemaskeerd door hun slanke lijnenspel en hun sierlijke beeldhouwwerken en versieringen.

De oudste boogconstructies

Toen de mensen voor het eerst begonnen gebouwen met dikke muren te overspannen, was de eenvoudigste methode om houten of stenen balken over de opening te leggen. In streken waar voldoende dikke bomen groeiden was dat vrij gemakkelijk. Daar waar geen hout kon worden gebruikt, was alleen natuur- en baksteen voorhanden. Er is een erg dikke stenen plaat voor nodig om zelfs een kleine opening te overspannen. De sterkste steen die de Egyptenaren hebben gekend kon amper 7,5 meter overspannen. Bakstenen waren te klein om van nut te zijn, totdat de boog werd uitgevonden. De eerste bogen die werden gebruikt waren geen echte bogen, maar iets tussen een balk en een boog in, een valse of kraagboog genaamd. Kleine platte stenen werden uitgebouwd (gekraagd) aan beide zijden van een opening, waarbij elke laag dichter bij de tegenoverliggende kwam totdat ze elkaar ontmoetten. Deze methode werd gebruikt in delen van Klein-Azië en het was de enige boog die de Maya's in Mexico kenden, zoals te zien is aan de oude kraagboog die toegang geeft tot de ruïnestad Labná op het schiereiland Yucatán (zie afbeelding links).

De ontwikkeling van boog- en gewelfconstructies

Het zijn de Romeinen geweest die de echte half-cirkelvormige boog hebben ontwikkeld, een boog die voor zijn stabiliteit afhing van een centrale sluitsteen, zoals te zien is bij de buitenmuur van het Colosseum in Rome, dat gebouwd werd rond 80 na Chr (zie afbeelding inleiding). De volgende ontwikkeling in de boogconstructie is het gewelf -een boog die tot de derde dimensie is uitgebreid- en de koepel, die we als een gewelf met een cirkelvormige basis kunnen beschouwen. De Romeinen gebruikten deze drie methoden voor de structuur van bijna elk gebouw in hun hele rijk. De boog werd een erkend symbool van hun technische vaardigheid en de macht van hun wereldrijk. Een type gewelf dat ze bij voorkeur gebruikten was het tunnel- of tongewelf, dat als een halve cilinder een ononderbroken overspanning tussen twee evenwijdige muren vormde.

De ontwikkeling van de koepel

Kleine koepels waren vroeger al door de Soemeriërs gebruikt en met mate door de Grieken. Maar het waren alweer de Romeinen die het eerst de koepel tot een architectonisch aspect van enig belang hebben ontwikkeld. Eén van de eerste en nog steeds grootste koepels werd in 112 na Chr. over het Pantheon in Rome gebouwd (zie afbeelding links). Sindsdien hebben bouwmeesters in de eeuwen die volgden koepels geconstrueerd. De Byzantijnen legden met de koepel van hun in de 6e eeuw gebouwde kerk, de Hagia Sophia (of Aya Sophia) in Constantinopel (nu: Istanbul), een patroon vast dat zijn hoogtepunt vond in de grote moskeeën die duizend jaar later door de Turkse bouwmeester Sinan in diezelfde stad werden gebouwd.

De buitenwaartse druk van de koepels werd geneutraliseerd door zware steunberen die de koepel van buiten gedeeltelijk aan het oog onttrokken. In gevallen waarin de architect wilde dat men een koepel boven de rest van het bouwwerk zag uitsteken, moest hij een andere manier bedenken om de druk tegen te gaan. Bij de Renaissancekoepel van de dom van Florence, de Basilica di Santa Maria del Fiore bijvoorbeeld, werd dit bereikt door de basis van de koepel met een grote ring kettingen te omringen. Na de Tweede Wereldoorlog is er een belangrijke ontwikkeling van de koepel toegepast door de Amerikaanse ingenieur en architect Buckminster Fuller (1895-1983). Zijn 'geodetische' koepels zijn gebaseerd op een studie van de mogelijke verdeling van een bol in een groot aantal identieke vijf- en zeshoeken. De koepels worden van in massaproduktie vervaardigde onderdelen en van moderne lichtgewicht-materialen als aluminium en fiberglas gemaakt.

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