Дивні хайтеки з минулих епох

Проект «Сучасна борона-плетенка для сталого землекористування» – © Коромислов Юрій (10 клас), 2017-2018 рр.

Ретроспектива. Кілька тисячоліть історії людства дефіцит металів був чи не головною перешкодою на шляху прогресу. Наприклад, зображений на 19-й сторінці Радзівілівського рукопису справжній хайтек Середньовіччя – колісний     плуг був  повністю виготовлений   з   дерева   і   лише  з  кількома невеличкими залізними накладками. Винайдена орієнтовно у ХІІІ столітті борона-плетенка довго не мала собі заміни і використовувалася аж до середини ХХ століття, коли переведена на рейки післявоєнної конверсії промисловість змогла налагодити достатній випуск  металевих         борон, про що свідчить експозиція Львівського музею етнографії та художнього промислу, де представлена дерев’яна борона-плетенка 1931 року виготовлення. Хоча перші згадки про борону-плетенку можна знайти у рукописі ХІV століття «Круг Миротворний».

Рама борони виготовлялась з тонких палиць, які у місцях свого схрещення грядки з’єднувались двома кільцями з розпарених прутів. У гнізда, що утворені схрещенням грядок і кілець, вставляються згори зубці приблизно 35 см довжини і 3 см товщини.

   Борона-1 Борона-2 Борона-3  Борона-4 Борона-5

За нашим проханням фірма Artistics Mecanics з Ізраїлю провела моделювання процесу потрапляння зуба борони на перешкоду у вигляді кореня. Для порівняння було взято дві борони – тесана і плетенка.

Розрахунки, що були люб’язно проведені для нас поважною у світі ІТ фірмою на програмному комплексі SolidWorks, показали, що за рахунок здатного до деформації корпусу, зуби борони плетінки можуть витримувати зусилля на зламування у 5-7 разів більші, ніж зуби тесаної борони. І що дуже важливо, за рахунок міцного, але здатного до деформування корпусу, зуб борони плетінки може повернутися на кут, який достатній для проковзування залишків кореня.

На практиці це означає, що на полі з залишками коріння, усі борони крім плетінки виламуватимуть свої зубці, а борона-плетінка  буде просто підскакувати над перешкодою.

    Борона-6         Борона-7   Борона-8  Борона-9

Звісно, що наші предки не мали такого потужного інструменту як SolidWorks, тим не менше їхній геній шляхом проб і помилок, емпірично винайшов конструкцію, що була ідеальною на протязі кількох сотень років.

Завдання проекту. Сконструювати борону, яка була б такою ж простою та надійною, як і борона-плетенка, але достатньо технологічною, щоб її можна було легко виготовити в умовах сучасного фермерського господарства.

Гіпотеза. Замінивши    розварені   прути,  що слугують     для з’єднання елементів борони, на пружинний зажим,  можна виготовити борону таку ж надійну, але дешевшу та більш технологічну при виготовленні.

Експериментальна перевірка. Як люди ХХІ   століття      ми     не стали повністю відмовлятись від металу, тому із сталевого дроту сконструювали відповідний пружний 3-D затискач. Цей пристрій не гірше від конструкції з вареного дуба з’єднує елементи  борони-плетенки у монолітну конструкцію.

Висновки. Наше дослідження показало, що й сьогодні, як це не дивно, можна виготовляти борону деревини, яка в даному регіоні постійно приростає у більш ніж достатній   кількості, та         невеликої   кількості пружинної сталі. Екологічно ощадний процес її виготовлення не потребує суттєвих грошових витрат і спеціального обладнання. При експлуатації таку борону доволі важко зламати. У випадку пошкодження одного з елементів борони він легко замінюється іншим.

Вдосконалена таким чином   борона-плетенка  є яскравим прикладом раціонального використання природних ресурсів, а витрата сталі становить лише кілька відсотків від витрати на повноцінну металеву борону промислового виготовлення.

Наукова розвідка «Раціоналізм і системність в українському сакральному зодчестві  XVI століття (на прикладі церкви св. Юра у Дрогобичі)» –  © Хацко Марія (9 клас), 2015 р.

Розвиток цивілізації завжди обумовлювався не лише можливостями і доступністю природніх ресурсів, але й тим, наскільки ощадливо та якісно використовують їх люди. Від цього врешті залежав добробут комфорт сім’ї, села, міста, країни і людства в цілому.

Історія Радянського Союзу переконливо показала, що не лише облудна  ідеологія зведення людини до ролі гвинтика у машині терору, а й бездумне нищення природних і людських ресурсів доволі швидко призвело до повного розвалу колись достатньо  могутньої та багатої  імперії. Тому питання раціонального використання ресурсів – це центральна лінія подальшої цивілізаційної перспективи будь-якого суспільства.

Хоча наші предки мали вельми обмежені і фрагментарні знання про цивілізації, що існували до них чи навіть паралельно з ними, тим не менше, вони інтуїтивно усвідомлювали важливість і глибинний сенс природовідповідності свого життя, основні засади праці, побуту і моралі.

Практично  усі свята були сконцентровані  восени та взимку, коли земля сповна віддячила своїми дарами натруджені руки трударів.  Підготовчі роботи до нового врожаю були у розпалі навесні, коли один день цілий рік годує.

Уклад тогочасного життя  диктував необхідність мінімізувати затрати на утримання осель. Житло будувалося з мінімальним за стандартами тих часів комфортом без елементів розкоші. Зокрема, сільська архітектура передбачала малі розміри житлових приміщень через необхідність заощаджувати затрати на їх опалювання в холодну пору року. Замало мати ліс під боком. Воістину дровами грієшся чотири рази – коли рубаєш в лісі, коли несеш з лісу, коли рубаєш на дворі, та, врешті, коли вони горять в печі. Але  за тим проглядається нелегка праця селянина. Та не лише матеріальним життям жили наші пращурі. Кожне село мало церкву, підхід до будівництва якої був не таким, як до житла. Адже церква мала бути достатньо великою, щоб вмістити хоча б основну частину прихожан, а також архітектурно довершеною і належно представницькою. Самобутні і неповторні перлини сакрального мистецтва чи не в кожному селі яскраво свідчили про високу побожність і талановитість нашого народу.            

                                Сакр-1  Сакр-2

                                  Фото 1. Хата з природно-вентильованою коморою для припасів                    Фото 2. Церква в с. Пирогово на Київщині

Зразком раціонального, енергоощадного та водночас архітектурно досконалого підходу до церковного зодчества є Церква святого Юра, що була збудована в  селі Надієве наприкінці XV століття, та згодом, у 1656 році, перевезена у м. Дрогобич Львівської області. Милуючись цим шедевром, не можна не помітити, наскільки оригінально було вирішено питання з розмірами церкви. З урахуванням того, що кількість прихожан у храмі дуже різниться у будні, неділю і особливо у великі свята, ця церковка, що своїм загальним видом нагадує  якусь добру і дивовижну іграшку з дитинства, була збудована в цілому відносно невеликою. Однак, на задньому плані ми бачимо на двох ярусах балкони, на яких могли розміщатися люди, коли під час Святої Літургії бракувало місця всередині церкви. У такий спосіб будівничим церкви вдалося при мінімальній витраті матеріалу зробити достатньо містку будівлю у повній відповідності з канонічними вимогами і давніми традиціями української сакральної архітектури.

     Сакр-3 Сакр-4 Сакр-5

       Фото 3. Церква св. Юра, м. Дрогобич, Україна                                Фото 4. Балкони навколо головного залу церкви                     Фото 5. Внутрішній вигляд балкона першого поверху

При зведенні цієї церкви зодчі врахували й те, що Дрогобиччина належить до місцевостей  з доволі суворими та сніжними зимами. Особливу небезпеку тут складають часті заметілі, які задувають сніг  у такі місця і щілини, куди ніколи не потрапляє навіть дощ. Під час відлиги цей сніг тане і перетворюється на воду, яка починає намочувати внутрішні  елементи конструкції. Тому зводячи корпус церкви, майстри застосували давню українську методику щільного монтажу, при якому практично відсутні полички, на яких міг би затриматися сніг. Натомість балкони такого захисту звісно не мають, тому вони звісно потребуватимуть частішого періодичного ремонту так само, як і покриття даху. Що ж до даху церкви св. Юра, то вона покрита  профільованим тесом. Таке конструктивне рішення покрівлі дозволяє легко міняти її за потребою або цілковито,  або фрагментарно.

  Сакр-6 Сакр-7 Сакр-8

      Фото 6. Монолітна збірка  внутрішньої стіни церкви                    Фото 7. Покриття  з профільованих дерев’яних елементів        Фото 8. Частково перекритий новим тесом один з куполів 

Силові елементи  даху, що несуть на собі навантаження тесового покриття, з часом втрачають свої механічні властивості. Особливо це стосується лат і крокв на балконах. Ця проблема ускладнюється тим, що при побудові церкви практично не використовувався дефіцитний на той час метал, а усі конструктивні елементи фіксувалися забиванням поперечних стрижнів. Здавна майстри знали, що поширені у XV столітті дерев’яні стрижні мають серйозний недолік, оскільки вони «працюють» лише на зріз, а тому не можуть втримати конструктивний елемент, коли відривна сила спрямована вздовж осі стрижня. Якщо враховувати те, що у цій місцевості доволі частими є пориви вітру силою понад 30 м/с, то такі буревії стають серйозним випробуванням навіть й для сучасних споруд. Тому для збереження будівлі церкви від розлому поривами вітру вона збиралася шляхом так званого нарощування, коли верхні шари конструкції притискали нижні. На самому ж верху храму були гостроверхі масивні куполи, які надійно притискали стіни і чинили вітру мінімальний опір.

  Сакр-9 Сакр-10 Сакр-11                  Фото 9. Дерев’яні стрижні фіксують огорожу балкона             Фото 10. Кутові профільовані вставки                                   Фото 11. Вставки надійно кріплять поперечну балку до опор

Сам факт, що церква простояла вже понад п’ять століть, красномовно промовляє, що її будівничі таки добре розумілися на опорі матеріалів та аеродинаміці, навіть якщо й не знали таких слів. Зрозуміло, що зібрана шляхом нарощування будова набуває відповідної міцності, але втрачає у  ремонтопридатності. Адже, щоб замінити балку в середині стіни, потрібно фактично зняти з неї усі верхні яруси. Така ситуація особливо неприпустимою є щодо балконів, які потрібно ремонтувати частіше, ніж основну конструкцію. Та майстри у селі Надієве й тут знайшли вихід. Вони  зробили силові елементи балконних дахів відносно легко знімними, а щоби ці елементи витримували потужні пориви вітру, їх підсилювали додатковими поперечними вставками.  Конструкція балкона є цілком розбірною (фото 11). Якщо ж порив вітру підриватиме дах, то силові стрижні вставок працюватимуть на зріз і не дозволять навіть розхитати конструкцію. Самі вставки мають дуже малий аеродинамічний опір, і тому пориви вітру не зможуть вирвати їх з загальної конструкції.

Своїм  дослідженням ми хочемо привернути увагу фахівців і суспільства до осмислення того, наскільки раціонально, доцільно та ощадливо до завжди обмежених ресурсів природи працювали колишні майстри і розбудовували  життя у гармонії з оточуючим людей світом. З огляду на те,  що не потребуючи в цілому значних затрат на спорудження і подальше використання, конструкція церкви св. Юра в Дрогобичі відзначається високою функціональністю, вона є достатньо міцною, довготривалою в експлуатації з належною ремонтопридатністю, тому такі народні технології не повинні бути занедбані, а по можливості застосовані з урахуванням сучасних здобутків у будівництві.

Віддаючи належну шану народним умільцям, що створили це диво українського дерев’яного зодчества, ми схиляємо голови перед талантом народу, який попри різні багатовікові терпіння від різних зайд, гнобителів і визискувачів знаходив в собі сили на неповторні архітектурні творіння, що своїми стрімкими силуетами злітають до неба і вчать нас добру, милосердю і любові до рідного краю.

Наукова розвідка «Добра щедра українська піч» –  © Онисько Анастасія (9 клас), 2016 р.

 Дивним і незбагненим є феномен української хати, що упродовж багатьох століть надихала на високі рядки філософів, поетів, піснярів. Ця оселя була величавою красунею при чумацьких шляхах,  загадковою мавкою у товаристві задумливих смерек, надійним прихистком для подорожніх, співчутливою співрозмовницею з тужливим сусідом-потічком, лазаретом і домашньою церквою, щасливим місцем, звідки лунав перший радісний крик новонародженої дитини, та скорботним простором, з якого душі усопших  відходили в інші світи.

Все ж хата ставала житлом лише з того часу, коли спалахував у печі вогонь. Вогнище печі – це символ міцності сім`ї, її збірний пункт і святиня. До вогню у печі відчувалася особлива увага – кожна господиня повинна ставитися до нього обережно, з повагою, про нього не можна говорити щось неприємне, з вогнем не можна гратись [1]. Дітей змалку вчили, що у хаті не можна було лихословити. Народне прислів`я переконує: «Сказав би, та піч у хаті». До печі завжди ставились з належною шанобливістю ще й тому, що вона хліб народжувала. Піч служить українському селянинові тричі: для опалення житла; як тепле спальне місце;  для приготування їжі, випікання хліба. Олександр Довженко з любов’ю писав: «Добра щедра піч твоя, що пахла стравами, печеним хлібом, печеними і сушеними яблуками, і сухим насінням, зіллям, корінням».

Архітектоніка варистої печі крім свого основного утилітарного призначення забезпечувала ще цілий ряд обрядових функцій. Наприклад, піч була важливим елементом на весіллі («печоглядини», «колупання печі») [5,83]. При випіканні весільного короваю до печі звертаються як до живої істоти: Піч наша регоче, Короваю хоче. Челюсті  усміхаються, Короваю сподіваються [4, 174]. Піч на наших землях з’явилася дуже давно: це слово загальнослов’янське. Воно пов’язане із словами «печера», «пещись», «попеченіє». Вогнище в оселі не лише було джерелом та осередком тепла, воно відігравало в сім`ї важливу духовну згуртовуючу роль [6].

Піч розміщувалася у кутку біля входу. Тут господиня готувала їжу, з’ясовувала свої стосунки з невісткою, навчала дочку житейської мудрості та уміння поратися біля горщиків тощо. Найчастіше піч робили з глини. Спочатку щільно убивалася, втрамбовувалася своєрідна платформа для печі, потім зверху змащували тонким шаром глини. Далі ліпили саму піч, попередньо залишивши місце для припічка.

На початку ХХ ст. при виведенні печі почали застосовувати цеглу. Склепіння дещо піднімали по відношенню до задньої стінки печі, дно печі (“черінь”) навпаки опускали. Таким чином створювався хороший протяг. Після просихання склепіння, викладали стінки печі глиною або цеглою. В передній стіні залишали отвори, куди закладали дерев’яні палиці – основу комина. Простір між комином і стіною сіней мав назву закоминок, а якщо він досить широкий – “запічок”. Печі були дуже масивними, займаючи майже третю частину і без того малої житлової площі хати [2].

Біля печі, коли житло було одне, ставили паралельно грубку. Якщо була в хаті ще світлиця, то грубку ставили тільки там. Груба виконувала обігрівальну функцію. Початок цьому процесу поклала нова конструкція лежанки, яка дістала окрему топку. Згодом у лежанку почали вбудовувати плити. При наявності плити грубку могли ставити перпендикулярно до печі, тоді вона ставала перегородкою між житловою частиною хати і ванькиром.

У Середній Наддніпрянщині для спання й відпочинку пристосовані черінь печі, лежанка, а в багатодітних сім‘ях підліткам стелили у великому просторому підпіччі. За піччю влаштовували піл з дощок, пізніше замість нього з‘явилося дерев‘яне ліжко. Велика піч стояла в кутку при сінешній стіні. Печі вибивали з глини, викладали з цегли-сирцю. На Правобережжі пічний комин виплітали з лози підвісним кошем з шиєю, яка виводить дим до кагли у сінешній стіні. Такі комини обмащували товстим шаром глини, щоб не обгорало. На Лівобережжі пічний комин викладали з цегли-сирцю прямою стінкою з карнизами і «дзеркалом».

Зі зміною соціально-економічних умов життя сільської родини, змінюється конституція печі, її розмір. Поява в селі місцевого обігріву сприяє зменшенню кількості традиційних печей і їх виносу до літніх приміщень. Літні кухні в кінці ХІХ – на початку ХХ ст. були характерною ознакою житлового комплексу лише південних районів України. Цей процес безперечно покращив гігієнічні якості житла і разом з тим дав змогу мати традиційну піч для приготування страв [3]. На Правобережній Україні печі мурувалися у вигляді підвісного комина над припічком перед самими челюстями [7, 47]. За формою комин міг бути: абсолютно круглим; подібним до вулика; круглим, а посередині з перехватом; чотирикутним з карнизами; двох – та триярусною усіченою пірамідою без стовпчиків або підпертою одним чи двома стовпчиками.

Кліматичні відмінності різних регіонів України  спричиняють  відповідно різні потреби житла у теплі, тим самим зумовлюючи конструктивні особливості печей. Якщо, наприклад,  на Поділлі печі були без прибудов збоку, без лежанки і груби, то на півночі піч і груба компонувалися разом, що забезпечувало економію дров, соломи чи інших тодішніх енергоносіїв, витрати яких на більш холодних українських землях суттєво зростали. Натомість на півдні груба відділяється від печі.  Спершу вона ставилася паралельно до печі і з’єднувалася з нею лежаком у вигляді півциркульної, прямокутної чи багатокутної арки. Потім грубу розміщували перпендикулярно до печі в якості поздовжньої перегородки між чистою хатою та ванькиром-кухнею [4, 175].

Усі ці різноманітні печі  були досить об’ємними конструкціями, що займали доволі значну площу житла. Тому народна творчість завжди зосереджувалася на належному декоруванні та естетичному оформленню печей. Художнє декорування стін килимовими виробами, як й оббивання тканим рядном («підвіконням») простору стіни між вікнами до рівня лав крім естетики інтер’єру поліпшували також загальне  утеплення житла.

До речі, у геометричних розписах стін «під килим» у жовтогарячих, чорних та фіолетових тонах як ще одного способу естетичного оздоблення осель  (на Кам’янеччині) чітко простежується подібність до відповідного декору осель у тогочасній Молдові. Вмащування  на Вінничині у тіло  печі плоских керамічних тарелей («тафлів») в отвори, через які чистили піч, забезпечувало не лише можливість, говорячи сучасною мовою, оперативного технічного обслуговування печі, але й надавало їй оригінального естетичного вигляду. Виробництво такої кераміки зосереджувався у Гайсинському районі Вінницької області. Між іншим, цей народний прийом використано в інтер’єрі головного залу ресторану київського готелю «Дніпро».

Хід цивілізації нестримний і, напевно, невідворотний, тому невдовзі про стару добру піч нащадки дізнаватимуться тільки з художніх творів. Та генетична пам’ять народу завжди повертатиме нас до доброго вогню в печі родинної хати, біля якого народжувались і виростали цілі покоління наших предків.

Список використаних джерел:

1. Данилюк А.Г. З глини, дерева і соломи. – Тернопіль, 2003. – 96 с.

2. Данилюк А.Г. Українська хата. – К., 1991. – 110 с.

3. Історія українського мистецтва у шести томах. Том 4. Кн. 2. / Бондар М.В., Зайкевич М.М., Пилипчик Р.Я. та ін. – К., 1970. – 436.

4. Косміна Т.В. Сільське житло Поділля: кінець ХІХ –ХХ ст. – К.: Наукова думка. 1980. – 192 с.

5. Литвинова-Бартош П. Весільні обряди й звичаї у с. Землянці Глухівського повіту на Чернігівщині. – Матеріали до українсько-руської етнології, т.3. Львів, 1900, с.83)

6. Поділля. Історико-етнографічне дослідження / Артюх Л.Ф., Балушок В.Г., Болтарович З.Є. та ін. – К., 1994. – 504 с.

7. Стельмах Г.Ю. Деякі питання вивчення народного житла на Україні XIX-XX ст..- Наукові записки Інституту мистецтвознавства, фольклору та етнографії АН України. Т.4.