Sklepienie – konstrukcja budowlana o przekroju krzywoliniowym, służy do przekrycia przestrzeni pomieszczenia w budynku (w konstrukcji inżynierskiej), ograniczona murami, łękami, belkami itp. Oparta na kolumnach, filarach, arkadach. Wykonana z kamienia (klińców), cegieł, betonu lub żelbetu. Sklepienia są budowane lub odlewane. W sklepieniu muszą być wewnętrzne naprężenia utrzymujące konstrukcję.
Pierwsi, na szeroką skalę, sklepienia zastosowali starożytni Rzymianie przy budowie akweduktów i przekryć nad bramami. Jednak pierwsze próby użycia tej konstrukcji pojawiły się znacznie wcześniej, w Mezopotamii (sk. pozorne) i Egipcie (próba przesklepienia dużej powierzchni)
1. Starożytny Egipt (Stare Państwo, około 3000 r. p.n.e.) – w państwie tym nie znano i nie stosowano sklepień. Jednak podczas prowadzonych archeologicznych prac badawczych odkryto w piramidzie Cheopsa próbę wykorzystania konstrukcji odciążającej i chroniącej komorę faraona przed zgnieceniem. Jest to pierwsze znane zastosowanie konstrukcji działającej na zasadach sklepienia.
2. Mezopotamia i Persja – stosowano na małą skalę sklepienia pozorne, budowane na podobnej zasadzie jak łęk pozorny, czyli kolejne warstwy cegieł układane były schodkowo, aż do zetknięcia się ich w najwyższej linii. Przekrywano w ten sposób najczęściej pomieszczenia o rzucie w kształcie prostokąta lub koła. Wygląda to tylko na sklepienia, ale nie występują naprężenia wewnętrzne.
[Łęk pozorny – konstrukcja stosowana w prehistorii, polegała na stopniowym przybliżaniu do siebie układanych poziomo kamieni. Łęk pozorny w odróżnieniu do łęku nie przekazywał rozporu (sił poziomych) na podpory. Na podobnej zasadzie konstruowano pozorne sklepienia. Zasady łęku pozornego stosowano między innymi w architekturze mykeńskiej. Wysunięte bloki kamienne całym ciężarem opierają się na niższych blokach, i w ten sposób omijają rzeźbiony naczółek oraz cały otwór bramny. Tak więc nad otworem nie ma muru- został on jakby "rozchylony". Kompletnie inna sytuacja jest przy zastosowaniu łuku architektonicznego. Np. w arkadzie mur nad otworem "prze" w dół, a łuk przejmuje od niego obciążenie i rozprowadza na boki. Stąd mówimy, że podobieństwo tych dwóch konstrukcji, łuku i łuku pozornego jest pozorne.]
3. Starożytna Grecja – tylko na wyspie Keos (VI w. p.n.e.) znaleziono ślady stosowania sklepienia kolebkowego. Raczej nie spotykamy się tam ze sklepieniami bo Grecy ich nie potrzebowali, ale wiemy, że umieli je budować.
4. Starożytny Rzym – Etruskowie zastosowali kamienne klińce a Rzymianie przejęli je do wykonywania przekryć nad bramami, budowy akweduktów. W dalszej kolejności do budowy pierwszych sklepień konstrukcyjnych. W architekturze starożytnego Rzymu wprowadzono sklepienia: klasztorne, krzyżowe i kopułę.
panteon
5. Bizancjum – architekci bizantyjscy wprowadzili nowy typ kopuły, tzw. kopuła na żaglach/pendentywach.
kopuła bizantyńska
Hagia Sofia, Stambuł
Pendentyw (żagielek) – element narożny w postaci sklepienia o kształcie trójkąta sferycznego. Umożliwia przejście z planu kwadratu do koła, na którym opiera się kopuła. Pendentyw stosowany był w architekturze bizantyjskiej, rozpowszechnił się na Rusi. Był stosowany w renesansie, początkowo we Włoszech, później w całej Europie.
6. Architektura romańska – stosowano najczęściej sklepienia kolebkowe i krzyżowe oparte na ścianach i filarach wzmocnionych systemem lizen i skarp.
Ø Sklepienie kolebkowe (beczkowe) - sklepienie w kształcie połowy leżącego walca przeciętego wzdłuż płaszczyzny poziomej. Wykonywane z ciosów kamiennych w kształcie klińca przewiązanych z zasadą mijania spoin. Kolebka sklepienia oparta jest na ścianach podłużnych (ustawionych wzdłuż osi sklepienia). Ściany przejmują obciążenie pionowe i poziome (ciężar i rozpór). [Dwie przekątne dzielą sklepienie na 4 części. Możemy wyróżnić 2 kozuby (kapy) (K) od strony czołowej i 2 koleby (W) od strony murów oporowych] Ze względu na kształt sklepienie może być:
§ odcinkowe - przekrój poprzeczny jest odcinkiem koła (płaskowniki schodowe)
§ beczkowe / podniesione - przekrój poprzeczny jest połową elipsy lub linii koszowej ustawionej na osi krótszej, sklepienie podniesione w przekroju krzywoliniowym
§ na gurtach – gurt= płaski, konstrukcyjny łuk podsklepienny z cegły lub kamienia, wsparty na dwóch podporach, wzmacniający i podtrzymujący sklepienie.; miedzy przęsłami w sklepieniach kolebkowych, krzyżowych i krzyżowo-żebrowych.
§ z lunetami – nowożytność, najbardziej popularne były w renesansie; lunety miały doświetlać, przecinając poprzecznie główną oś sklepienia i znajdując się najczęściej nad oknami. Tworzyły przekrój kolebkowy, kulisty, stożkowy lub eliptyczny- np. barok, łamane gzymsy
§ poprzeczne – każde przęsło ma własną kolebkę ustawioną w poprzek, często w nawach bocznych było sklepienie krzyżowe
§ spłaszczone - przekrój poprzeczny jest połową elipsy lub linii koszowej ustawionej na osi dłuższej
§ stożkowe - ustawione jest nad pomieszczeniem o rzucie w kształcie trapezu
§ wzniesione - oś nachylona jest pod kątem (ściany zmieniają wysokość)
§ proste - oś jest linią prostą prostopadłą do czoła sklepienia
§ skośne - oś jest linią prostą ustawioną pod kątem do czoła
§ spiralne - oś przebiega na linii spiralnej
ß sklepienie kolebkowe à
sklepienie kolebkowe z lunetami à
sklepienie kolebkowe na gurtach à
[Sklepienie nieckowe można traktować jako sklepienie kolebkowe którego kozuby zostały zastąpione przez koleby.]
7. Gotyk – nastąpił dalszy rozwój sklepień zwłaszcza krzyżowych, podwyższono sklepienia nadając im kształt ostrołukowy. Przez zastosowanie żeber i wprowadzanie coraz to drobniejszego podziału płaszczyzn pomiędzy żebrami uzyskano różne odmiany sklepień krzyżowo– żebrowych: sklepienie gwiaździste, sieciowe. Drobniejszy podział ułatwiał wykonanie sklepień, co przy przekrywaniu dużych przestrzeni było bardzo ważne. Po wprowadzeniu wysklepek uzyskano sklepienia kryształowe. Jednocześnie rozwinięto system podpór zapewniających stateczność sklepień wprowadzając przypory z łękami
Sklepienie krzyżowe - sklepienie zbudowane na planie kwadratu z dwóch, przenikających się sklepień kolebkowych, z których pozostawiono górne części sklepień. Podparte jest na czterech filarach lub słupach usytuowanych w wierzchołkach kwadratu (planu pomieszczenia). Podpory znajdują się pod przekątnymi powstającymi przez przecięcie się kolebek. Wzdłuż nich przenoszone są obciążenia. Sklepienie stosowane znacznie częściej niż klasztorne, pozwalało na swobodniejsze kształtowanie wnętrza i możliwość ciągu komunikacyjnego. W tzw. systemie wiązanym (często spotykany w przypadku bazylik romańskich) tego typu sklepienia tworzyły podziały na przęsła (przęsło to kwadrat jaki powstał z jednego wydzielonego sklepienia). System wiązany opierał się na odpowiednim układzie tych przęseł. Na jedno przęsło nawy główne miały przypadać dwa przęsła nawy bocznej.
kolebka poprzeczna (sklepienie krzyżowe) à
Ø Sklepienie klasztorne - sklepienie zbudowane na planie kwadratu z dwóch, przenikających się sklepień kolebkowych, z których pozostawiono boczne części sklepień. Podparte jest na całych czterech ścianach. Stosowane rzadziej niż sklepienie krzyżowe, głównie w celach klasztornych stąd nazwa.
sklepienie klasztorne à
Sklepienie żebrowe - sklepienie, które posiada żebra (łęki) na linii przenikania kolebek lub innych elementów sklepionych. Występuje w architekturze gotyku, jako szkielet sklepienia lub w renesansu północnej Europy, jako element ozdobny. W różnych epokach stylowych nadawano im różne profile. Idea żeber opiera się na dźwiganiu ciężaru sklepień i przekazaniu go na filary. Czasami pola pomiędzy żebrami (wysklepki) wypełniano masą.
Ø Do sklepień żebrowych należą sklepienia:
§ krzyżowo-żebrowe - sklepienie krzyżowe o wyraźnie zaznaczonych łękach przez wymurowanie żeber w miejscu przenikania kolebek, ze zwornikiem, architektura cysterska, romańska w Normandii i Anglii, najczęściej wykorzystywane w gotyku, czas największego rozwoju tym samym.
sklepienie krzyżowo-żebrowe à
§ Sklepienie trójdzielne, tzw. sklepienie piastowskie – sklepienie żebrowe występujące w okresie wczesnego gotyku na terenie Dolnego Śląska (np. we Wrocławiu w katedrze), Małopolski (np. w katedrze na Wawelu). Sklepienie takie zastosowano też w nawach bocznych katedry w Kwidzynie.
Charakteryzowało się podparciem żeber w wezgłowiu w pięciu punktach dla każdego pola (na jednej ścianie dwa, a na przeciwległej trzy). Żebra dzieliły przęsło na trzy pola, z których każde dzielone jest na trzy mniejsze tworząc w sumie dziewięć tarcz.
Sklepienie trójdzielne - układ żeber,
1 - tarcza,
2 - żebra,
3 - podpora (filar)
Sklepienie piastowskie w prezbiterium katedry na Wawelu
§ Sklepienie przeskokowe (zwane też przerzutowym)-sklepienie, którego konstrukcja polega na przesunięciu podparcia wezgłowia z przesunięciem np. o połowę długości przęsła. W tym przypadku ma postać ciągu pól, bez podziału na poszczególne przęsła. Stosowane były także rozwiązania polegające na podziale kwadratowego lub prostokątnego pola żebrami przekątniowym na trójkąty, dzielone dodatkowo na dwie i trzy tarcze ( w sumie siedem tarcz). Przykłady zastosowania tego typu sklepień możemy znaleźć we wrocławskim kościele pw. św. Doroty, Wacława i Stanisława, w obejściu archikatedry oliwskiej, w toruńskim ratuszu.
sklepienie przerzutowe (przeskokowe) à
§ gwiaździste- powstałe ze sklepień krzyżowo-żebrowych lub żaglastych, w których wprowadzono dodatkowy podział pól tworząc obraz gwiazdy. Najprostsze sklepienie gwiaździste powstaje, gdy zamiast żeber diagonalnych sklepienia krzyżowo-żebrowego wprowadzi się trójpromienie. Z czasem zaczęto wprowadzać dodatkowe żebra dzielące wysklepki, przez co powstawały bardziej skomplikowane układy zacierające podział na przęsła, zbliżone do sklepień sieciowych. Z narożnika wychodziły po trzy żebra i łączyły się na środku, po XIII wieku zaczęły występować 4/6/8 dzielne.
sklepienie gwiaździste à
§ palmowe- sklepienie zbudowane na łękach promieniście rozchodzących się z punktów podparcia – jednej lub kilku kolumn wewnątrz pomieszczenia. Sklepienie stosowane najczęściej w okresie późnego gotyku angielskiego (tzw. stylu pionowego), później przeniosło się do Europy (lata 30/40 XIII wieku), np.. kościół św. Krzyża w Krakowie:
§ Sklepienie wachlarzowe - zbudowane jest na łękach promieniście rozchodzących się z punktów podparcia - jednej lub kilku kolumn wewnątrz pomieszczenia. Pochodzi od sklepienia palmowego, z tym że punkt podparcia został przeniesiony na ścianę. Stosowane najczęściej w okresie późnego gotyku angielskiego- tzw. stylu perpendykularnego czyli pionowego, który zdominował architekturę angielską w XV wieku.
§ Sklepienie sieciowe - sklepienie najczęściej kolebkowe, w którym wprowadzono krzyżujące się żebra. Żebra tworzą siatkę rombów. Sklepienie wprowadzono pod koniec gotyku. Było stosowane również początkowo w renesansie w Niemczech i Niderlandach. W Polsce na przykład w Krakowie w prezbiterium kościoła św. Krzyża
sklepienie sieciowe à
§ Krzyżowo- żebrowe z żebrem przewodnim – jedno przęsło przewodnie w osi sklepienia, występowało w Anglii
Skl. Sześciodzielne. Lyon:
Ø Sklepienie kryształowe - sklepienie stosowane w późnym gotyku, w którym zrezygnowano z żeber, a wysklepki sklepienne mają ostre krawędzie, pola ustawione są pod różnym kątem. Uzyskiwano w ten sposób powierzchnie złożone z licznych, małych wysklepek, na których gra światła i cienia tworzyła ciekawy efekt dekoracyjny. Sklepienia tego rodzaju zostały po raz pierwszy zastosowane w 1471 r. na zamku Albrechtsburg w Miśni przez budowniczego Arnolda z Westfalii. Później rozpowszechniły się w Saksonii, następnie m.in. w Czechach (np. dom mieszkalny w Slavonicach), Morawach i obecnej północnej Polsce
sklepienie kryształowe à
(Gdańsk - kościoły Mariacki, św. Katarzyny, śś. Piotra i Pawła, Warmia).
Ø Sklepienie żaglowe/ żaglaste/ kapa czeska - sklepienie na planie kwadratu lub innego wieloboku, zbudowane z czaszy kuli lub elipsoidy, o średnicy równej przekątnej stanowiącego plan pomieszczenia przekrytego tym sklepieniem. Jest to kopuła z uciętymi bokami ponieważ średnica jest równa przekątnej kwadratu, czyli większa niż bok kwadratu.
8. Renesans – to czas stosowania sklepień kolebkowych wraz z lunetami, kopuł i sklepień zwierciadlanych. W kopułach wprowadzono żebra u układzie pionowym
Ø Sklepienie zwierciadlane - sklepienie klasztorne o bardzo małej krzywiźnie albo sklepienie przechodzące w płaski strop powyżej krótkiego odcinka krzywizny. Wywodzi się od sklepienia klasztornego (opór na ścianach). Można je traktować jako sklepienie nieckowe o odciętej części górnej. Zwykle było ono prostokątne lub eliptyczne.
9. Barok i epoki późniejsze – to czas stosowania sklepień znanych wcześniej typów przede wszystkim w budownictwie sakralnym.
10. XIX wiek – neoromanizm i neogotyk, głównym budulcem był beton
11. XX wiek – po wejściu stali i żelbetu do powszechnego użytku na szerszą skalę zaczęto stosować kopuły do przekrywania hal widowiskowych, sportowych, dworców kolejowych. Zastosowanie żelbetu i rozwój technik obliczeniowych pozwolił na stosowanie różnego typu przekryć z cienkościennych łupin opartych na krzywiznach kołowych, parabolicznych, hiperbolicznych i innych
Ø Kopuła – sklepienie zamknięte o osi pionowej, wznoszone nad pomieszczeniami na planie centralnym (koło, czworobok, wielobok). ...
a.bunia