Развитие технологии производства железа
В последней половине XVIII века в Англии произошел ряд событий, которые впоследствии историки назовут первой промышленной революцией и которые оказали глубокое влияние как на общество в целом, так и на технологию строительства. Одним из первых таких событий стало крупномасштабное производство железа, начавшееся с работы Абрахама Дарби, который в 1709 году первым использовал кокс в качестве топлива в процессе плавки. Наличие железа способствовало развитию машиностроения, в частности, паровой машины двойного действия Джеймса Уатта в 1769 году. Генри Корт разработал процесс пудлингования для получения кованого железа в 1784 году, и в том же году он построил первый прокатный стан, приводимый в движение паровой машиной, для производства прокатных прутков, уголков и других форм из кованого железа. Чугун, в котором содержание углерода выше, чем в кованом железе, но он более хрупок, также производился в больших масштабах. Вскоре появились стандартные железные строительные элементы, указавшие путь к созданию металлических зданий.
Первые примеры применения железа в строительстве встречаются за несколько столетий до начала индустриальной эпохи. В Китае со времен династии Мин (1368-1644) сохранились записи о подвесных мостах из железных цепей с деревянными настилами; некоторые из них — например, мост Лю-Тунг, ставший объектом знаменитого сражения во время «Долгого марша» Мао Цзэдуна в 1935 году, — дошли до наших дней в значительно отреставрированном состоянии. Другие примеры — железные натяжные цепи в куполах соборов Святого Петра и Святого Павла. Но первым крупным чугунным сооружением индустриальной эпохи стал мост через реку Северн в Айронбридже. Построенный основателем железоделательного производства Абрахамом Дарби III в 1777-1779 годах, он имеет пролет 30 метров (100 футов), используя пять арок круглой формы, которые сводятся к паутине тонких железных ребер. Каждая арка была отлита из двух частей с максимальным размером 21 метр (70 футов), которые было трудно перемещать из литейной мастерской на место и устанавливать на место. Более мелкие и удобные в обращении детали стали характерной чертой последующего быстрого применения чугуна в строительстве. Сплошные чугунные колонны были использованы в церкви Святой Анны в Ливерпуле уже в 1772 году, а полые трубчатые колонны повышенной эффективности были разработаны в 1790-х годах. Впервые кованые фермы, состоящие из склепанных между собой плоских стержней, были применены в 28-метровом (92 фута) пролете крыши Театра Франсе в Париже в 1786 году архитектором Виктором Луи. Там железо использовалось не столько из-за его прочности, сколько из-за его негорючести, которая
Полностью независимый железный каркас без примыканий к каменной кладке возник постепенно в ряде особых типов зданий. Первым скромным примером стал рыбный рынок Хунгерфорд (1835) в Лондоне. Древесина была запрещена из-за санитарных требований; чугунные балки пролетели на 9,7 метра (32 фута) с 3-метровыми (10-футовыми) консолями по обе стороны, а полые чугунные колонны также служили водостоками крыши. Вся поперечная устойчивость обеспечивалась жесткими соединениями между колоннами и балками. Следующим типом, в котором использовался полный железный каркас, была оранжерея, обеспечивающая контролируемую световую и тепловую среду для экзотических тропических растений в холодном климате Северной Европы. Одной из первых таких оранжерей стал Пальмовый дом в Кью-Гарденс под Лондоном, построенный архитектором Децимусом Бертоном в 1840-х годах.
Впечатляющая серия зданий из железа и стекла для оранжерей и выставочных залов продолжалась до конца века. Самым значительным из них был Хрустальный дворец, построенный в лондонском Гайд-парке для проведения Великой выставки 1851 года. Это огромное здание длиной 564 метра (1 851 фут) было построено полностью из стандартизированных частей. Чугунные колонны несли железные фермы трех разных пролетов — 7,3 метра (24 фута), 14,6 метра (48 футов) и 21,9 метра (72 фута) — из клепаного кованого железа; между фермами были проложены хитроумные «желоба Пакстона» из деревянных сжимающих элементов над железными натяжными стержнями, которые предварительно напрягали дерево, чтобы уменьшить прогиб. Все эти сборные элементы просто скреплялись болтами или клипсами на стройплощадке, чтобы всего за шесть месяцев создать пространство площадью 90 000 квадратных метров (1 000 000 квадратных футов). Но главным триумфом Хрустального дворца стало его полностью стеклянное ограждение, выполненное из стандартных стекол размером 25 × 124 сантиметра (10 × 49 дюймов); огромное пространство было залито светом, который почти не прерывался пеленой металлического обрамления — оно напоминало большой светский собор, воплотивший в жизнь конечную амбицию средневековых каменщиков.
Французы также изготовили ряд прекрасных выставочных залов из железа и стекла, в том числе один с пролетом 48 метров (160 футов) в 1855 году. В 1867 и 1878 годах были построены другие, с несколько меньшими пролетами, но с большими закрытыми площадями, чем в Хрустальном дворце. Железные фермы с застекленными крышами также использовались в железнодорожных сараях, которые строились по всей Западной Европе. На вокзале Нью-Стрит в Бирмингеме (Англия, 1854 г.) был построен железнодорожный сарай с железной ферменной крышей высотой 64 метра (211 футов). Это было, по-видимому, первое здание, превышающее по высоте Пантеон. Одним из крупнейших был лондонский вокзал Сент-Панкрас (1873) с застекленным залом, перекрытым 74-метровыми (243 фута) ферменными железными арками. После блестящих успехов середины века конструкции из железа и стекла стали применяться в более прозаичных зданиях, которые продолжали строиться до 1900 года.
