По сухому определению словаря, чердак всего лишь «нежилое пространство между верхним потолком и кровлей здания». Но чердак Зимнего дворца — место особенное, со своей таинственной чарующей атмосферой. Поднявшись сюда, попадаешь в мир, будто созданный художником-кубистом: выбеленные кирпичные стены, высокие арки, железные решётки и лестницы, пол, имеющий разные уклоны, неожиданные провалы, сферические поверхности... «Курганы», ряды «барханов», длинные высокие «валы» разбросаны по всей необъятной территории чердака. Нескончаемый лабиринт помещений, в котором легко заблудиться. Под ногами железные ходовые мостки, протянувшиеся из конца в конец огромных помещений и теряющиеся в полумраке. Над головой нависают ажурные металлические конструкции, похожие на гигантских размеров виноградные лозы. Архитектура этого необычного пространства неразрывно связана с архитектурой залов, расположенных ниже. Общая площадь чердаков основных Эрмитажных зданий (Зимний дворец, Малый и Большой Эрмитажи, Эрмитажный театр) более 52 000 м2, наибольшая высота — 7,5 м.
Если бы можно было «просветить» все здания музейного комплекса Государственного Эрмитажа огромной рентгеновской установкой, то мы бы увидели прекрасную экспозицию «музея» строительных конструкций XVIII—XIX веков, отражающую основные этапы их развития в России.
Самобытность и выразительность чердаков императорского дворца оценил кинорежиссёр С. Эйзенштейн. Он вплёл в ткань своего знаменитого фильма «Октябрь» (1927 год) несколько кадров, снятых на чердаке над залом Ротонда. Революционные солдаты и матросы с винтовками наперевес подбираются к Временному правительству (заседавшему, кстати, недалеко от этого зала, в Белой столовой) среди фантасмагоричных «декораций» чердака, олицетворявших в кинокартине конечно же «старый мир».
До катастрофического пожара, случившегося в Зимнем дворце в декабре 1837 года, конструкции чердаков были сплошь деревянные. Известный литератор XIX века А. П. Башуцкий в своей книге «Возобновление Зимнего дворца в Санкт-Петербурге» на страницах, посвящённых началу пожара, пишет: «Эти огромные стропила и подпоры, высушенные в течение 80 лет горячим воздухом под накаливаемою летним жаром железною крышею, воспламенились мгновенно, как порох; тогда дым побежал с огнём ... с конца на конец огромного чердака и, не встречая нигде препятствий..., везде находил только новый материал к усилению бешеной своей ярости. Кто когда-либо видел эти поистине необъятные чердаки дворца, глубокие, как стремнина, с висящими на середине их высоты дощатыми ходами, подобные мостам, переброшенным через пропасти, кто видел эти леса огромных деревьев, стоявшие теснее мачт неисчислимого и сжатого в гавани флота, кто видел подпёртые ими богатырские стропила векового здания...»
Стремительное развитие науки и техники в XIX веке нашло отражение и в строительной практике. В начале века появились лёгкие железные конструкции, которые использовались при строительстве мостов и зданий. В то время инженерам и архитекторам приходилось опираться больше на свой опыт и чутьё, чем на математический расчёт, иногда они просто повторяли в железе деревянные конструкции или их отдельные узлы. Параллельно изобретали новые способы скрепления железных деталей, создавали столь необходимые теории расчёта и испытаний строительных конструкций. Наиболее интересный период в эволюции новых конструкций можно проследить на примере основных зданий Эрмитажа.
Первоначально Зимний дворец, Малый Эрмитаж, Старый Эрмитаж с корпусом Лоджий Рафаэля и Эрмитажный театр имели деревянные стропильную систему и перекрытия. Зимний дворец «обзавёлся» железными конструкциями после пожара 1837 года. В 1838—1839 годах здесь были смонтированы одни из первых в России железные конструкции перекрытий и покрытий. Матвей Егорович Кларк, директор казённого Александровского чугунолитейного завода, разработал для поддержания кровли треугольные стропильные фермы, а для перекрытий залов дворца — эллиптические балки и так называемые шпренгели. Все эти конструкции и выкованы были на Александровском заводе. «От контрфорсов, крепей, ферм и шпренгелей, поддерживающих на паутинно-тонкой и вечно-прочной своей связи громадную крышу... от построения поддуг и металлических потолков... до систем просушки, вентиляции и отопки, до прикрепки мельчайшего лепного орнамента — всё ново, превосходно обдумано и превосходно исполнено для достижения предназначенных целей» — так отзывались современники о новых конструкциях.
Эллиптические балки изготовлены из четырёх вертикально стоящих слоёв железа толщиной 0,8 мм. Их высота около 70 см. Крайние листы изогнуты по дуге окружности и образуют в сечении эллипс. Эта форма сохраняется благодаря распорным трубкам, установленным по длине балки через каждые 45 см. Верх и низ листов зажат между уголками на заклёпках. Посередине пролёта количество листов железа в балке увеличивалось до восьми. Между ближайшими балками, уложенными с шагом около 1 м, делались микросводы из пустотелых гончарных горшков на известковом растворе. Эллиптические балки Зимнего дворца стали первым примером использования тонкостенных конструкций. Этими балками перекрыты залы с пролётом до 14 м (Фельдмаршальский, Иорданская лестница и все бывшие жилые помещения третьего этажа).
Шпренгель (от нем. Sprengwerk — подкосная система; распорная конструкция) — плоская ферма (высотой до 2 м 30 см, как над Георгиевским залом), состоящая из двух балок, выполненных из полосовой стали, находящихся одна под другой, усиленных прямой и обратной арочными конструкциями и объединённых в единую систему вертикальными стойками. Шпренгелями перекрыты залы, имеющие пролёт до 21 м (Аванзал, Николаевский, Концертный, Гербовый залы). Снизу, в залах, к ним крепится железный потолок. Сверху, на чердаке, шпренгели и балки поверх обрешётки, изготовленной из железной ленты и проволоки, покрывают несколько слоёв войлока и брезент (в качестве тепло- и гидроизоляции). Для проветривания пространства, образованного высотой шпренгелей, в войлоке устроены огромные двустворчатые люки, дверцы которых обиты железом.
В конструкциях применялись самые разнообразные соединения: болты, заклёпки, клинья, хомуты, сварка ковкой. Обрешётка прикручивалась к стропилам тонкими железными полосами. В первой половине XIX века резьба на болтах и гайках не нарезалась, а накатывалась в горячем состоянии и сами болты не вытачивались на токарных станках, а выковывались. Поэтому болты и гайки, скрепляющие конструкции Зимнего дворца, несут на себе следы ударов молота, и часто к определённому болту подходит строго определённая гайка — результат того, что на данный болт была накатана резьба именно этой гайкой. Большое внимание уделялось надёжности конструкций. Например, шпренгели перед установкой в Зимнем дворце подвергали жёстким испытаниям. Их скрепляли по три и нагружали досками, общим весом 1200 пудов. В таком состоянии выдерживали четверо суток. Затем нагрузку снимали. Годными считались шпренгели, сохранившие упругость, которая определялась по величине обратного подъёма. Эти конструкции до сих пор в прекрасном состоянии и, по сути, стали уникальными действующими памятниками техники и инженерной мысли XIX века. Их новизна была по достоинству оценена современниками, когда на V Всероссийской мануфактурной выставке в Санкт-Петербурге в 1839 году были представлены модели шпренгельных перекрытий и стропильных ферм Зимнего дворца.
Но всё-таки пространства, над которыми раскинулась новая стропильная система, и соответственно снеговые и ветровые нагрузки на неё были столь велики, что к концу XIX века над некоторыми залами стропильные фермы деформировались. И в 1887 году под руководством архитектора Зимнего дворца Н. А. Горностаева и директора Санкт-Петербургского металлического завода инженера О. Е. Креля был произведён большой ремонт: заменили ненадёжные детали, а оставшиеся элементы усилили новыми фермами, изготовленными из проката. Для сопряжения использовали многие сотни винтовых домкратов. Это позволило объединить новые и старые конструкции в единую систему, где они работают вместе, органично дополняя друг друга. И сейчас на чердаках Зимнего дворца находятся конструкции, представляющие две технологии обработки металлов: ковку и прокат. А чёрный цвет кованых конструкций (сажа, смешанная с горячим льняным маслом) и красный цвет прокатных конструкций создают на чердаках своеобразную цветовую игру, которая даёт почувствовать огромное расстояние, отделяющее во времени две технологии друг от друга. Кованая стропильная система без поздних включений осталась только над частью Фельдмаршальского зала и Посольским подъездом.
Новый Эрмитаж — единственное здание из всего комплекса, в котором железные строительные конструкции появились сразу же при постройке в середине XIX века. Стропильная система была изготовлена на Александровском чугунолитейном заводе (директор И. А. Фуллон — преемник М. Е. Кларка) и на Механическом заводе Эмануэля Нобеля, а балки для перекрытия залов — в казённых мастерских под руководством инженера И. К. Кроля. Балки кованые: средняя часть плоская, состоит из трёх слоёв проклёпанного железа, зажатого сверху и снизу по всей длине двумя парами уголков тоже на заклёпках, так что в сечении образуется двутавр. Прообраз этой балки (а по сути это современная, самая распространённая сейчас двутавровая балка) был разработан ещё директором Александровского чугунолитейного завода М. Е. Кларком во время восстановления Зимнего дворца после пожара. В залах к ним подвешены железные кессонированные (кессоны — квадратные или многоугольные углубления) потолки. На чердаках поверх балок и обрешётки уложены войлок и брезент; для вентиляции пространства между балками сделаны небольшие круглой формы продухи с деревянными пробками диаметром около 13 см. Все конструкции Нового Эрмитажа также кованые, но изготовлены на специализированном кузнечном оборудовании, поэтому более совершенные и удобные в сборке.
Реконструкция стропильной системы Малого Эрмитажа и Старого Эрмитажа была осуществлена в середине XIX века под руководством архитектора А. И. Штакеншнейдера подрядчиком Н. К. Дершау. Железные конструкции, изготовленные Петербургским чугунолитейным заводом Ф. К. Берда, ещё более совершенны: в стропильной системе наряду с коваными деталями использованы детали, изготовленные способом прокатки.
В Эрмитажном театре замена деревянной стропильной системы на железную была произведена в 1895—1898 годах архитектором Зимнего дворца А. Ф. Красовским. Эти конструкции, так же как и конструкции Зимнего дворца 1887 года, очень похожи на современные. Они полностью изготовлены из изделий прокатного производства — двутавровых балок и уголков разных типоразмеров. Все соединения выполнены на заклёпках или на болтах.
О далёких временах, когда главными инструментами строителя были топор и пила, напоминают деревянные стропила и перекрытия фойе Эрмитажного театра, изготовленные в конце XVIII века из бруса. И этот крошечный островок эрмитажной территории на чердаке изящного перехода над Зимней канавкой — своего рода «прародина» всех чердаков Эрмитажа.
В последнее время выяснилось, что многие детали конструкций Зимнего дворца, Нового и Малого Эрмитажей несут на себе разнообразные клейма и среди них — клеймо «Старый соболь» тагильских заводов династии Демидовых. С этих заводов в Петербург поставлялось сортовое железо для изготовления конструкций, и заводские клейма так и оставались на концах полос. Сквозь толщу кирпичных стен во многих местах Зимнего дворца проходят железные скрепы с клеймами 1750-х годов — ровесники первой деревянной стропильной системы, сохранившиеся ещё с допожарных времён. Самое старое из обнаруженных клейм на скрепе 1752 года, словно печать на сертификате, удостоверяет подлинность здания.
Зимой 1840 года из-за скопившегося на кровле Аванзала большого количества снега несколько стропильных ферм дали боковой прогиб. Пришлось установить между фермами «распорные шпренгели» и усилить надзор за состоянием новых конструкций. Уже в апреле 1840 года было утверждено самим императором «Положение об управлении Императорским Зимним Его Императорского Величества Дворцом», которое регламентировало жизнь здания — от поддержания «полицейского порядка», топки печей, уборки помещений до текущего ремонта. Целый раздел «Положения» занимала «Инструкция для руководства в надзоре за металлическими шпренгелями, балками, стропилами и прочими скреплениями крыши Императорского Зимнего дворца».
По инструкции надзор за чердачными конструкциями поручался бау-адъютанту, который «избирался Министром Императорского Двора из военных офицеров и из опытных инженеров», а назначение на службу и увольнение осуществлялись только приказом императора. В подчинении у бау-адъютанта была команда: четыре унтер-офицера, двенадцать мастеровых (четыре кузнеца, четыре слесаря, четыре кровельщика), четыре инвалида (инвалид в России — старый солдат, неспособный к строевой военной службе из-за увечья и ран; иногда то же, что ветеран. До военных реформ 1860—1870-х годов инвалиды использовались на гарнизонной и караульной службе).
Для удобства обслуживания весь чердак был разделён на четыре большие зоны. Каждая зона имела отдельный вход с одной из лестниц, расположенных внутри дворца. У каждого входа стоял караульный. До выходов на крышу тянулись длинные «железные решётчатые коридоры с проходами», «дабы рабочие при исправлении кровли, при очистке снега, а также и трубочисты не могли ходить по всему чердаку». Такими же решётками с дверями были отгорожены друг от друга многие помещения, причём двери всегда были заперты на замок и опечатаны. Сигнальщики, состоявшие при башне оптического телеграфа, и звонари колоколен, находившихся на крыше Зимнего дворца, проходили по чердаку, имея специальные «именные билеты».
На слуховых окнах, находящихся на кровле, были установлены металлические остеклённые рамы, снаружи их защищала мощная решётка с прутьями в палец толщиной. Эти окна в хорошую погоду и зимой и летом держались открытыми, чтобы температура на чердаке равнялась уличной. Благодаря этому зимой на железных конструкциях и нижней поверхности кровли образовывалось меньше инея, а значит, и конденсата, который в конечном итоге разрушает конструкции и само здание. Летом под кровлей невыносимо жарко, что приводит к уничтожению масляной краски, которой выкрашена кровля, а постоянное проветривание позволяло понизить температуру в помещении под крышей. Во время снежных метелей, косых дождей слуховые окна закрывались. Если же все-таки на стропилах и с внутренней стороны кровли образовывался конденсат, который попадал на брезенты перекрытия залов, то он «собирается непременно в то же время губками в железные ведёрки и выносится с чердака». Зимой снег с кровли сметался мётлами «в тот же день и никак не позже другого дня». Лопатами, и только деревянными, пользовались исключительно в случаях, когда выпадало много снега. При образовании льда в воронках водосточных труб для очистки использовали специальные свёрла «и непременно в своё время, дабы сток воды не останавливался и, переливаясь чрез воронки, не мог повредить штукатурке стен». Ломами пользоваться запрещалось. Ходить же по кровле и брезентам разрешалось только в валенках. Один раз в три года все железные конструкции чердака и листы кровли с внутренней стороны окрашивались сажей, разведённой горячим льняным маслом, верх кровли — «за два раза черлядью (жжёная охра красноватого цвета) на варёном масле».
Бау-адъютант один раз в неделю осматривал все конструкции, брезенты, кровлю, подвесы люстр. Об их состоянии каждый раз докладывал министру двора. Унтер-офицер с одним мастеровым осматривал свою часть чердака каждый день, особое внимание уделялось при этом дымовым трубам. Ведь причиной пожара 1837 года был неисправный дымоход. Любые опасные повреждения, обнаруженные на чердаках, должны были «исправляться без всякого замедления».
Последние пункты инструкции предписывают проведение ежемесячных освидетельствований всех металлических конструкций особой комиссией в составе виднейших архитекторов и инженеров. По результатам освидетельствования составлялся акт «для всеподданнейшаго Государю Императору доклада». Вот полный состав этой комиссии: инженер-генерал-лейтенант А. Д. Готман, архитектор В. П. Стасов, архитектор А. П. Брюллов, директор Александровского чугунолитейного завода инженер-механик М. Е. Кларк, инженер-полковник И. К. Кроль.
Но, несмотря на столь внимательное отношение к новым конструкциям, ночью 9 августа 1841 года произошла самая крупная катастрофа за всю послепожарную историю Эрмитажа — в Большом тронном зале, Георгиевском, обрушился потолок. «Парадные двери были выбиты напором воздуха и лежали на полу, самый потолок в своей массе и в изогнутом виде серединою опустился на паркет ..., а концами повис на балюстраде верхней галереи» — свидетельствовали очевидцы.
Специально созданная комиссия пришла к выводу, что причина обрушения крылась в старых дымоходах, проходящих в стенах, которые при восстановлении Зимнего дворца после пожара были перекрыты одним кирпичом. Некоторые балки перекрытия зала, уложенные на эти ненадёжные места, со временем стали проседать, что привело к падению всей конструкции потолка. В обрушившемся перекрытии были использованы клёпаные двутавровые балки, которые перед установкой в Зимнем дворце в 1839 году прошли жёсткие испытания, и всё же при восстановлении перекрытия Георгиевского зала было принято решение использовать шпренгели высотой более 2 м, так что для их установки пришлось надстроить стены и поднять крышу. Об этом событии до сих пор напоминает карниз на наружной стене зала, показывающий тот уровень, на котором находился нижний край кровли до 1841 года.
После лихолетья революций и Гражданской войны отлаженная работа Эрмитажа была нарушена. И уже зимой в 1924 году из-за большого количества снега, скопившегося на крышах, обрушились стропильные фермы над Иорданской лестницей, Аполлоновым залом, залом Пешего пикета в Зимнем дворце, Галереей петербургских видов в Малом Эрмитаже и над Шатровым залом в Новом Эрмитаже. Срочно были приняты меры по ликвидации последствий аварии и установке временных деревянных конструкций. Работы же по восстановлению разрушенных металлических конструкций из-за недостаточного финансирования затянулись до 1926 года.
Над всеми залами возвели конструкции, изготовленные из железа, и только над Шатровым залом — железные треугольные стропильные фермы, поверх которых положили мощные брёвна и деревянную обрешётку. Очевидно, такая конструкция была сделана из-за того, что в стране в то время не хватало металла. Сооружение исправно прослужило до планового ремонта 2000 года.
Всё дальше и дальше в прошлое уходят события Великой Отечественной войны, но её страшные следы до сих пор видны там, где, казалось бы, их не должно уже быть, — в Эрмитаже. Недалеко от портика с атлантами, на углу Миллионной улицы и Зимней канавки, на гранитном цоколе Нового Эрмитажа сохранились следы снаряда, разорвавшегося 18 сентября 1941 года.
В июне—июле 1941 года одновременно с эвакуацией музейных экспонатов сотрудники Эрмитажа вели подготовку музея к жизни в условиях военного времени. В подвалах оборудовали убежища. В противопожарных целях в залы и на чердаки подняли многие тонны песка. В залах песок ссыпали в кучи на фанерные листы, тут же располагали клещи для «зажигалок», лопаты, асбестовые колпаки. Чердаки зданий, имеющие в качестве утеплителя несколько слоёв войлока, равномерно засыпали песком. До сих пор на чердаках Нового Эрмитажа, по скромным подсчётам, находится около 70 тонн песка.
С сентября 1941 года враг начал обстреливать город из дальнобойных орудий, его авиация совершала налёты. И «эрмитажники» во время воздушных тревог поднимались на крыши для тушения «зажигалок». Из сотен тысяч бомб и снарядов, сброшенных и выпущенных фашистами по Ленинграду, в здания музейного комплекса попали две авиабомбы и 30 снарядов. Вражеские снаряды рвались на чердаках, увязая в железной паутине стропильной системы, или в толще чердачных перекрытий, а в залы через крышу прорывалось не более одной трети. И здесь надо отдать дань уважения российским инженерам и архитекторам, создавшим эти уникальные железные конструкции. Как уже говорилось, перед установкой в Зимнем дворце шпренгели подвергали жёстким испытаниям на заводе. Но время подвергло их ещё более серьёзным испытаниям...
29 декабря 1941 года снаряд попал в портик с атлантами, оставив огромную пробоину и повредив одну скульптуру. Балки перекрытия портика не пострадали.
28 июня 1942 года снаряд разорвался в чердаке юго-восточного павильона Нового Эрмитажа, в толще перекрытия между железными балками. При этом тяжёлые железные мостки разбросало по всему чердаку, частично был разрушен железный потолок и нанесён значительный ущерб располагавшемуся там Отделу нумизматики. Но все балки — основа потолочного перекрытия — остались на своих местах. О том событии напоминает деревянный шкаф с осколком от снаряда и памятной табличкой, до сих пор находящийся в Отделе нумизматики.
12 мая 1943 года 250-килограммовая бомба попала в край крыши Георгиевского зала, но не взорвалась, а только повредила карниз и стропильную ферму с чугунной опорной пятой. Отскочив от карниза, она рикошетом отлетела к противоположному корпусу Зимнего дворца и залетела в окно первого этажа, но и там, к счастью, не разорвалась.
2 января 1944 года последний, тридцатый, снаряд взорвался в Гербовом зале Зимнего дворца, в кладке перекрытия первого этажа. Он пробил кровлю, пролетел сквозь шпренгельные конструкции и разорвался в перекрытии у входа в Петровский зал, оставив огромную пробоину в галерею Растрелли, расположенную ниже. На чердаке до сих пор сохранились следы от снаряда: погнутая обрешётка и отверстие диаметром около 10 см в верхнем слое утеплителя, покрывающем шпренгели.
Один из снарядов перебил стропильную ферму и разрушил несколько важных связей шпренгеля перекрытия Николаевского зала, но при этом конструкция перекрытия зала устояла и «дождалась» ремонтно-восстановительных работ. Интересно, что эта история имеет своё начало в далёком 1838 году, когда 13 августа, при восстановлении Зимнего дворца после пожара 1837 года, потолочные шпренгели при их установке в Большом Аванзале (Николаевском) «начали уклоняться и повалились... налесавнутриустроенные». Погибли три человека из мастеровых. Обследование показало, что авария произошла из-за отсутствия между шпренгельными фермами надёжного «бокового распора, по системе им предназначенного». Это упущение было ликвидировано: шпренгели получили дополнительные связи, которые и обеспечили огромный запас прочности всей конструкции перекрытия.
Сейчас на чердаках Зимнего дворца и Эрмитажа обнаружено девять мест со следами разрушений от снарядов — осколочные ранения кирпичных стен и деформированные железные конструкции со швами от электросварки, которые исправно служат по сей день. А в тёмных уголках ещё можно увидеть железные клещи и огромные совки с длинными деревянными ручками — напоминание о защитниках Эрмитажа и Ленинграда, о тех 900 днях, когда решалась судьба города и, может быть, всей страны.
В Зимнем дворце чердаки во многом парадоксальны. Обычно человек, создавая что-либо утилитарное (здание, мост, орудие труда), стремится сделать его ещё и эстетически привлекательным. При постройке же Зимнего дворца чердаки задумывались как помещения сугубо практического назначения — для расположения в них конструкций стропильной системы. Но сейчас, спустя время, мы видим, что эти чердачные пространства заключают в себе ещё и историко-художес-твенный аспект. И в то время, когда во всём мире уделяют всё больше внимания сохранению и изучению индустриального наследия, когда старые водонапорные башни, заводские, складские, вокзальные помещения используют для нужд культуры, не остаётся в стороне от этого процесса и Эрмитаж. Чердаки Зимнего дворца помогают полнее ощутить атмосферу XIX века — времени, когда создавался «Императорский Музеум». В этих необычных, буквально дышащих историей пространствах, в интерьерах «кирпичного стиля» начинает зарождаться другая жизнь: с 2000 года небольшую часть чердака Зимнего дворца стали использовать для проведения выставок. Пока это довольно редкие и кратковременные явления, так как трудно решаются проблемы, связанные с пребыванием большого числа посетителей в не предназначенных для этого местах, но опыт и положительные результаты уже появились.
