Развитие строительных технологий в Civilization VI

Всем внимание! Новая партия начинается!

В играх серии Civilization мы проходим путь развития человечества от палки-копалки и примитивного земледелия, до ядерных реакторов и огромных боевых человекоподобных роботов (ОБЧР). Весь этот путь разработчики постарались уместить в дерево технологий, которое, пусть и укрупненно, показывает основные вехи развития человечества. Мне стало интересно, насколько хорошо дерево технологий передает развитие строительных технологий? Чтобы ответить на этот вопрос, я решил изучить дерево технологий Civilization VI, найти там основные технологии связанные со строительством и прокомментировать то, что я нашел. Постараюсь сделать все налегке, не углубляясь, а то застрянем тут)

Наливайте чай, садитесь поудобнее. Сейчас я проведу вас через века истории строительных технологий.

Древний мир

Первая нужная технология, которая встречает нас в дереве исследований: "Гончарное дело" (англ. Pottery). Вроде бы строительство имеет мало отношения к лепке горшков и мисок. Но посмотрим на явление чуть шире: человек начал работать с глиной, узнавать ее свойства. Он понял как ее формовать, понял, что при должной обработке и обжиге из нее получается прочный материал. Обжига на солнце достаточно, чтобы изделие держало форму (главное не мочить его). Разработчики правильно сделали, что поместили первое здание в игре (амбар) именно в эту технологию.

Глина (и вообще грунт) является одним из древнейших строительных материалов. Доступная и простая в использовании, она стала основным материалом в древнем Египте и Вавилоне. В древних государствах ее использовали в виде кирпича-сырца (глина обожженная на солнце с соломой внутри) или лепили здание из глины целиком (глинобитный дом). В странах с сухим климатом глинобитные здания используют до сих пор. Примером глинобитной постройки является и Великая мечеть Дженне, памятник, оставшийся нам от империи Мали в Западной Африке.

Глину могли использовать и для удешевления строительства. Например, европейские фахверковые дома имеют деревянные несущие стойки, между которыми устраивали плетеную перегородку. На эту перегородку наносили глину и покрывали все это защитным покрытием. Получался достаточно недорогой дом.

Следующая важная технология древности: "Каменная кладка" (англ. Masonry) Строительство элементов зданий из отдельных камней рулило в нашем мире долгое время. До сих пор в больших городах для строительства используют кирпичи, газобетонные блоки. Причем как для второстепенных, так и для несущих конструкций.

Древние с кладкой игрались просто на ура: кладка из природного камня (тесаного и неотесанного), кладка из кирпича сырца, кладка из обожженного кирпича. Версий кладки, как в древности, так и сейчас реально много. Думаю, это стоит рассматривать на примере строительных трактатов, на пальцах не опишешь.

Изначально кладку использовали для возведения стен. Но потом человек открыл для себя такую вещь как арка (в эпоху Античности) и понеслось. Каменные мосты, кирпичные своды. Появилась возможность собрать конструкцию здания целиком из камней.

Современная кладка обязательно имеет в себе связующее вещество: цементный раствор. В прошлом также использовали раствор (чаще всего известь, но были и региональные особенности). Однако существовала и сухая кладка, в которой никакого связующего не использовалось. Такую кладку использовали, в том числе, в Средние века.

Античная эпоха

В античной эпохе нас встречают три технологии, связанные со строительным делом: "Математика" (англ. Mathematics), "Инженерное дело" (англ. Engineering) и, как ни странно, "Строительство" (англ. Construction). Все эти технологии отражают развитие строительства в реальности. В древних Греции и Риме строительство стало оформляться как отдельная отрасль производства, со своей сферой знаний. В эту эпоху массово появляются общественные здания, разрабатывается знание о правильной планировке городов, появляются первые водопроводы (не только в Риме, советую почитать о водопроводе на острове Самос в Греции). Также в этот период развиваются геодезические приборы, появляется учение о статике, одной из важнейших теорий в строительстве, появляются инженерные трактаты ("Десять книг об архитектуре" Витрувия и "О римских водопроводах" Фронтина). Все эти знания позволили сооружать огромные города и величественные постройки.

Средние века

В технологическом древе Civilization VI в технологиях Средневековья практически нет технологий, которые как-то серьезно влияют на строительное дело. Да "Замки" (англ. Castles) и "Военная инженерия" (англ. Military Engineering) связаны со строительным делом, но нельзя сказать, что они серьезно повлияли на развитие строительного дела и что-то поменяли в технологиях. Они скорее позволили строителям оттачивать навыки работы с теми материалами, которые были у них в распоряжении. Кстати о строительстве замков и их развитии я рассказывал в этой лекции.

Так было и в истории. С падением античности на западе строительное ремесло стало угасать, забывались технологии. Даже на востоке, в Византийской империи технологии постепенно утрачивались, а не развивались.

Результатом этого стало распространенное использование в Европе в период раннего средневековья сполий, элементов старых зданий, которые используются в новых постройках. Старое здание соответственно разрушается. Таким варварством занимались германцы, когда начинали заниматься капитальным строительством. Этот же трюк делала и Византийская империя в классическое средневековье. В империи больше не могли создавать большие колонны, поэтому сносили старые постройки (в т.ч. храмы), брали оттуда колонны и использовали в новом здании.

Однако Средние века смогли развить одну интересную технологию. Имя ей контрфорс (англ. Buttress).

Констрфорсами называют усиленные элементы конструкции, которые помогают правильно распределять нагрузку в здании. Часто они представляют собой ребра (или не декоративные пилястры), которые выступают из стен. В готической архитектуре контрфорсы дополнились полуарками (аркбутанами). Аркбутаны передавали нагрузку от здания на наружные констрфорсы.

Констрфорсы до сих пор применяют в строительстве, например, при устройстве подпорных стен.

Как итог, за период Средних веков не произошло заметных качественных сдвигов в технологиях строительства. Хотя это не умаляет достижения средневековой архитектуры. Невероятные готические соборы, величественные замки и города. Все это значительно повлияло на наш современный мир.

Новое время

Далее мы прыгаем в Новое время и здесь находим очень важную технологию, которая, пусть и не сразу, изменила облик строительной индустрии. Эта технология называется "Литье" (англ. Metal Casting). Если смотреть исторически, то речь, конечно, о чугунном литье, которое было освоено в XIV-XV веках. Вместе с этим производство металла в мире стало возрастать, появились крупные разработки металла, увеличилось количество металла получаемого из одной плавки. Список технологий обработки металла пополнился водяным молотом, который позволял долго и прогнозируемо обрабатывать металл. Подробнее об этом процессе можно узнать в интервью с Павлом Черноусовым.

Нас же интересует, как появление чугуна и рост производства металла повлияли на строительное дело. Со временем, когда нужды армии и флота в металле были удовлетворены, появилась возможность использовать металл и для хозяйственных нужд. В том числе ближе к концу XVII века стали искать способы применения чугуна и железа в строительном деле. Первой заметной ласточкой в области металлических конструкций стал Чугунный мост, построенный в Англии на реке Северн в 1789-1791 годах. После него здания и сооружения с применением чугуна и сварочного железа начинают постепенно появляться в Англии и в других странах, в том числе в России.

Промышленная эпоха

Далее идет эпоха промышленной революции, которая охватывает период со второй половины XVIII века до конца XIX века. В данном периоде нас интересуют две технологии: "Научная теория" (англ. Scientific Theory) и "Индустриализация" (англ. Industrialization).

В XIX веке начинают полноценно оформляться науки, связанные со строительством. Сопротивление материалов, строительная механика, первые теории расчета металлических, бетонных, каменных элементов. Именно расчета, раньше сечения элементов подбирались по опыту зодчего или могли быть подобраны при испытании уменьшенной модели здания. Теперь у инженеров стал появляться теоретический аппарат, позволяющий проектировать конструкцию исключительно на бумаге.

Индустриализация это скорее процесс, чем технология, но она тоже наложила свой отпечаток на строительство. Для развития производства необходимы были новые заводы, и как можно быстрее. Таким образом строительная индустрия увеличивала скорость строительства, а взамен она получала больше новых изделий и в большем количестве.

Новейшее время

Снова прыжок, и мы в новейшей эпохе и смотрим на новые технологии. Первая важная технология это "Сталеварение" (англ. Steel). По хорошему, сталь могли производить и раньше, но полное понимание всего технического процесса производства стали пришло только во вторую половину XIX века с появлением Мартеновского и Бессемеровского процесса.

Металлурги научились прогнозируемо и стабильно получать сталь с более-менее предсказуемыми качествами. Эта сталь стала отличным материалом для строительных конструкций. Как бы вторя моим словам, иконка данной технологии в Civilization VI представляет собой двутавр. Данное сечение у многих ассоциируется со сталью, стальными конструкциями и со словом балка в принципе. Впервые прокатный двутавр современного типа применили в 1884 году в одном из американских небоскребов.

Другая важная технология новейшего времени - “Стандартизация” (англ. Replaceable Parts). Данная технология отражает усилия промышленности направленные на выпуск однотипных изделий и усилия государств по созданию стандартов, которым должны удовлетворять выпускаемая продукция. Стандартизация коснулась и строительной отрасли: стандартные размеры кирпичей, стандартные профили металлопроката, стандартная арматура, стандарты на сталь и бетон etc.

Благодаря стандартизации проектировщику нет необходимости каждый раз придумывать сечение конструкции, каждый раз искать геометрические характеристики элементов конструкции (о геометрических характеристиках вы можете узнать в нашем цикле по сопромату).

То же самое можно сказать и о нормах проектирования. Данные стандарты устанавливают набор правил, при соблюдении которых, здание получается безопасным (но, по правде, нормы часто ругают за недоработки, в том числе в сфере безопасности). В разных странах нормы возникали по разному: в большинстве стран их спускали сверху, а в США, например, введение норм активно продвигали страховые компании. Страховщики хотели, чтобы поводов платить по страховке жилья было как можно меньше, чистый бизнес.

Атомная эпоха

Со взрывом атомных бомб переходим в новую эпоху. В эпохе атома я бы выделил одну технологию, которая по настоящему перевернула сферу строительства и продолжает ее изменять до сих пор. Это “Компьютеры” (англ. Computers). Первые электронные компьютеры появились в середине XX века и сразу же стали показывать свои возможности в сфере инженерных расчетов. например, на МЭСМ, одном из первых компьютеров в СССР были сделаны расчеты тепловых напряжений строительных конструкций, рассчитаны динамические задачи теории упругости, расчет по оценке объемов земляных работ при проектировании автодорог. И это были только первые шаги.

Постепенно компьютеры становились доступнее. Одновременно с этим появлялись различные программные комплексы, которые позволяли создавать чертежи и рассчитывать сложные пространственные конструкции. Современные программы позволяют целиком замоделировать конструкции здания на компьютере (с мельчайшими деталями), создать чертежи на основе этой модели и посчитать затраты материала на возведение этого здания.

В настоящее время развиваются идеи использования 3-х мерных моделей непосредственно на строительной площадке с отказом от чертежей. Также многие компании внедряют BIM-технологии, которые позволяют разным отделам работать над одной моделью здания и быстро устранять возникающие конфликты между решениями разных отделов (конструкции, водопровод и канализация, вентиляция и тп).

Информационная эпоха

И вот мы дошли до современной эпохи. В ней каких-то технологий, которые перевернули строительное дело, пока что нет. Но это не значит, что такого не произойдет. Например, робототехника вполне может повлиять на способ возведения зданий в будущем. Возможно, когда-нибудь, на строительных площадках вместе с человеком будут трудиться роботы.

Я не упомянул некоторые важные строительные технологии, которых не было в техническом древе Civilization VI. Например, туда не попали бетон (ни современный, ни римский) и обработка дерева (дерево когда-то было самым ходовым строительным материалом). Думаю разработчики сами не знали куда их поместить или не придумали им игровых бонусов. Но это не умаляет важности данных технологий для развития строительной отрасли.

Также я не стал упоминать некоторые совсем узконаправленные технологии, которые пока что-то не стали массовыми в строительном деле. Например, технологии по изготовлению углеродного волокна и других искусственных материалов, технологию 3D-печати зданий и сооружений. Этим технологиям еще предстоит развиваться, чтобы прочно войти в строительную индустрию.

На мой взгляд, дерево технологий Civilization VI хорошо показывает процесс развития строительства в истории человечества. Многие технологии, которые прямо или косвенно повлияли на развитие строительства были представлены в данном дереве технологий. Надеюсь моя статья помогла вам по другому взглянуть на развитие своей цивилизации.

На этом все! Как вам этот обзор строительных технологий? Хотели бы подробнее узнать о каждой?

Если не согласны в чем-то с автором, пишите свое мнение в комментариях. Прошу соблюдать культуру общения.

Расскажите, нравится ли вам цива? Какая часть любимая? Пишите свои ответы в комментариях!

Переходите на наш телеграм-канал.