Tornyok A torony szó sokféle rendeltetésű építményt, de elsősorban templomtornyot jelöl. A keresztény templomépítés hagyományai az ókorig, sőt, az írott történelem előtti időkig nyúlnak vissza, a templomok mellé, vagy a templomokkal egybeépített tornyok csak a középkor hajnalán váltak a keresztény Európa templomainak többé-kevésbé elmaradhatatlan részévé. Az első templomtornyok harangtornyok voltak. A messzire elható hangú eszközök lármafák, gongok és egyéb változatos kialakítású ún. idiofon hangszerek használata szintén az ősidőkig visszakövethető, de a mai harangokhoz hasonló kialakítású, bronzból öntött harang feltehetően a Kr.e. 5~6. században megszületett kínai találmány. Harang kongása adta az emberek tudtára a napszakok kezdetét, a fontos események időpontját és a rendkívüli események bekövetkeztét. Kínai harangok A fix felfüggesztésű kínai harangokat a harang mellett elhelyezett farúddal kongatták. A farúd méretét és a kongatás helyét úgy választották meg, hogy a leghatékonyabban tudják gerjeszteni a harang leghosszabban zengő ún. alapfrekvenciás rezgését. I Mori, Velence, Szent Márk tér Kivételként az európai harangok közt is találunk külső megkongatású harangokat ilyen pl. a velencei Szent Márk tér két bronzfigura ( I Mori ) által kongatott harangja de inkább csak a harangjátékoknál alkalmaznak mechanikus vezérlésű külső kongatást. Általánosnak a harangnyelvvel való kongatás tekinthető. 1
A fémből készített harangnyelv a harang belsejébe rögzített, megfelelően választott hosszúságú és tömegű kettős inga, a kongatás vagy a harangnyelv, vagy ez a gyakoribb a harang mozgatásával történik. A nagy tömegű harangok lengése jelentős dinamikus terhet ró a megtámasztó szerkezetekre. Ennek nagyságrendjéről fogalmat alkothatunk a harangok tömege (és a lengés frekvenciája) alapján. A kis harangok tömege 50-150 kg, a nagyharangoké ennek akár az 50-szeresét is meghaladhatja. A budapesti Szent István Bazilika nagyharangja közel 8 t tömegű, a harangnyelv tömege is megközelíti a 350 kg-ot. A moszkvai Vörös téren álló 6 m magas Cár Harang tömege 216 t. (Igaz, hogy ezt a monstrumot sohasem sikerült megkongatni, mert a helyére emelés során eltört.) A szokatlanul nagy dinamikus hatás a harangot befogadó építmény harangláb, harangtorony - egészét is erősen igénybe veszi. A hagyomány szerint Európában a harangok használata a Nyugat Római Birodalom fennállásának utolsó évszázadában, Nolai Szent Pál tevékenysége nyomán Campaniából terjedt el. (Erre utal a harang és a harangtorony olasz neve, a campana és campanile is.) Szerepük az egyházi szertartások kezdetének, az előírt imádságok esedékessé válásának jelzésével gazdagodott. A használat szabályai a Keresztény Egyház liturgiájába szertartásrendjébe is bekerültek (pl. Angelus, déli harangszó). A harangok használatával együtt járt a templomok mellé épített haranglábak, harangtornyok elterjedése. Ezek jellemzően a lakóházaknál és a templom épületénél is magasabb, a helyi építőanyagok kő, fa, tégla igényes felhasználásával épült, többnyire négyzet alaprajzú építmények, és általában több harang elhelyezését lehetővé tették. A tornyok magasságához a funkcionalitás mellett szimbolikus érték is kötődött, ezért egyre magasabb harangtornyokat építettek. A magasság növelésének a torony állékonyságát kevéssé veszélyeztető eszköze a toronysisak. Ennek első változatai az egyszerű sátortető függőleges irányú megnyújtásával kialakult gúla formájú ácsszerkezetek voltak. Ilyen toronysisakja van pl. a velencei Szent Márk téren álló harangtoronynak. A sisak magasításának erőtani korlátja, hogy a könnyű szerkezetet a szél lesodorhatja a toronyról. Számtalan feljegyzés található a települések évkönyveiben arról, hogy a nyilván túl magasra épített sisak a viharos szélben megsemmisült. Hazai fa harangtornyok (Cered, Zsurk) 2
Norvég fatemplom (Stavkirke) Az erdőben gazdag területeken faszerkezetű harangtornyokat építettek. Gondos anyagválasztás és megfelelő fenntartás esetén ezek élettartama több száz év lehet, Magyarország területén is több, a XVIII. sz.-ban épült faszerkezetű harangláb és harangtorony található. Itáliában a harangtornyokat általában kőből, téglából építették. Ezek jó részét a gyakori földrengések ledöntötték. A máig fennmaradtak többsége Észak-Itáliában (Ravenna, Velence, Pisa stb.) áll. Itáliai harangtornyok (Venezia, Toscana, Bolzano) Közülük a legnevezetesebb a pisai Dóm ferde tornya, de közismert a velencei Szent Márk Székesegyház és a firenzei Santa Maria del Fiore székesegyház harangtornya is. Az 3
előbbi a XX. sz. elején ledőlt torony rekonstrukciója, az utóbbi, Giotto nagyszerű alkotása eredeti. A fenti harmadik kép egy néhai falu, az olasz-osztrák-svájci hármas határnál fekvő Curon Venosta egyedül maradt középkori harangtornya. A falut egy völgyzáró gát építése miatt a XX. sz. közepén néhány km-rel távolabbra kellett telepíteni. A középkorban a templomok erődítményként is szolgáltak. Ehhez a funkciójukhoz jobban illeszkedett a templomépülettel egybeépített harangtorony. Az európai templomok többsége ilyen kialakítású. A tornyot vagy az épület hossztengelyében vagy a templomépület oldalhajójának vonalában építették a templomhoz. A templom magasabb rangját fejezte ki, ha nem egy, hanem kettő vagy több torony épült mellé. Egytornyú és kéttornyú templom (Feldebrő, Csíksomlyó) A városokat az önállóságra törekvés szembe fordította az egyház világi hatalmával. A két hatalom rivalizálása fejeződik ki abban, hogy a világi hatalmat megtestesítő épületeket is tornyokkal építették meg. Ezek praktikus funkciója a tűzőrség ellátása volt, többségükre az időt harangjátékkal is jelző órát szereltek. Városháza (Szeged) 4
A legismertebb óratornyok a firenzei Palazzo Vecchio tornya, az angol Parlament óratornya és a prágai Orloj. Polgári tornyok (Firenze, Prága, Krakkó, Sopron) Világítótornyok (Perch Rock, Lindau, Calais) A tengerpartokon épített hajózási rendeltetésű tornyok a világítótornyok. Ilyen tornyokat már az ókorban építettek, az alexandriai Pharost az ókori világ hét csodája közt tartották számon. A mai világítótornyok egyszersmind az elektronikus hírközlő lánc részei is. Technikatörténeti tény, hogy a cementet a világítótornyok alapozási feladatának megoldására szolgáló, víz alatt szilárduló építőanyagként fejlesztették ki, szárazföldi diadalútját csak az után kezdte meg, hogy alkalmasságát itt bizonyította. 5
A tornyok népes csoportját alkotják a vártornyok és a bástyák. Az ókori szövegek égig érő várfalakról, tornyokról beszélnek. A régészeti feltárások tanúsága szerint ez akkor is túlzás, ha az égig érőt csak a mai fogalmaink szerinti magas -ra változtatjuk. Jerikó és Trója isteni segítség nélkül bevehetetlennek mutatkozó falai meg sem közelítik a későbbi évszázadok várfalainak méreteit, Bábel tornya egy többszintes, inkább széles, mint magas zikkurat is eltörpül a középkori vártornyok mellett. Magyar vártornyok (Nagyvázsony, Somoskő, Vajdahunyad) Az első vártornyok a IX-X. sz.-ban épült többszintes lakótornyok voltak, amelyeket abból a célból emeltek, hogy a letelepedett lakosság tehetősebb része védelmet találjon a településre rá-rátörő ellenség idegen seregek, vagy az ellentéteket fegyveres úton elrendezni kívánó szomszédok támadásai idején. A lakótornyokat a válságos időszakok túlélésének igényei szerint alakítottak ki. Kicsiny, inkább csak lőrésnek tekinthető ablakaik voltak, a bejáratuk több emeletnyi magasságban volt. Az alsó szintjükön élelmiszer raktárt, kutat építettek. A meggyújtható anyagok minimalizálása érdekében a födémjeik, lépcsőik és padlóburkolatuk kőből volt. Falaik vastagsága a háborús technológiák fejlődését követve egyre nagyobb lett. Némelyik lakótorony falvastagsága a 3 m-t is elérte. 6
A középkori erődítmények várfallal körülvett vártornyok együtteséből alakultak ki. A vár legjobban védett tornya az öregtorony (donjon) volt, ennek hatékony védelme érdekében a várfal kapuihoz, szögleteihez a vártornyokhoz hasonló kialakítású tornyokat (barbakán, saroktorony) építettek. Vincennes (1360-1385) A lőpor megjelenése lényegesen megváltoztatta ezt az elrendezést. A vártornyok könnyű célpontot jelentettek az ostromló tüzérségnek, ezért a védelem főerejévé maga a védő tüzérség elhelyezésére és átcsoportosítására alkalmas várfal-rendszer vált. A kapukat, szögleteket védő tornyokat a várfalból kiugró, de annál nem lényegesen magasabb kör- vagy sokszög alaprajzú bástyákká (rondellák, olasz bástyák, füles bástyák) építették át, ezek nagy teherbírású födémjeire telepítették a védőtüzérség ütegeit. Bástyázott várfalrendszer (Frangokastello, Kréta) A bástyák közti kapcsolatot a várfal tetején futó, pártázattal védett gyilokjárók és a sok méter vastagságú várfalba épített kazamaták (alagút-szerű járatok) járatok biztosították. 7
Kazamata (Tallinn) A várakat a kedvezőbb védhetőség érdekében magaslatokra telepítették. Ez fáradságos munkával feloldható ellentétben állt a létfontosságú vízellátás követelményével: a vízadó talajréteg eléréséhez néha a 100 m-t is meghaladó mélységű kutakat kellett mélyíteni. (Pl. a kb. 300 m magas hegyen épült Vöröskő vár kútjának mélysége 150 m.) A veszprémi vár kútja ( csak 40 m. mély) 8
Ferde tornyok A tornyok kis alapterületen nagy terhet adnak az altalajra, emiatt az altalaj az átlagosnál nagyobb deformációkat szenvedhet. Ez akkor is gondot jelenthet, ha a talaj összenyomódása egyenletes, de sokkal szembetűnőbb a következmény, ha az egyenetlen talajösszenyomódás miatt a torony elferdül. 9
Teljesen függőleges torony voltaképpen nincsen, hiszen ha egy adott pillanatban a tornyot teljesen függőlegesnek tekinthetnénk, a változó külső hatások pl. a napsütés hatására bekövetkező egyenlőtlen fölmelegedés bizonyos mértékben görbévé és ferdévé tennék azt. Ferde toronynak így azokat a tornyokat nevezhetjük, amelyek ferdesége számottevően meghaladja ennek a változó ferdülésnek a mértékét, ill. amelyek ferdesége mindenkinek feltűnhet. A ferde toronyról mindenkinek azonnal a Pisai Dóm mellett álló ferde harangtorony (1. kép) jut az eszébe, holott Olaszországban is, szerte a világban másutt is számos nevezetes ferde tornyot találhatunk. A templomtornyok ferdeségének a Guiness-rekordját sem a pisai torony, hanem egy németalföldi falu, Suurhusen középkori templomának tornyocskája (2. kép) tartja a pisai toronyét több mint egy fokkal meghaladó ferdeségével. Könnyen lehet azonban, hogy előbb-utóbb ezt a rekordot is megdönti Bad Frankenhausen templomtornya, vagy a svájci St. Moritz már összedőlt templomának még álló tornya, ha továbbra is elviseli ferdeségének gyors növekedését. De ha másfajta tornyokat is számításba veszünk, ezekénél jóval nagyobb ferdeségeket is találunk (3. kép). Olaszország némi túlzással mégis a ferde tornyok országának nevezhető. Pisában sem a Campanile del Duomo az egyetlen ferde torony, a Chiesa San Michele degli Scalzi bástya-szerű tornya is előkelő helyen állhatna a problematikus ferdeségű középkori tornyok versenyében. Ravennában, a harangtorony-építés egyik bölcsőjében ma is számos a XI. században épült harangtorony campanile áll, ezek mindegyike kisebb-nagyobb mértékben ferde. Legerősebben a St. Giovanni templom mellett álló torony (4. kép). Velence sem sokkal marad le az elferdült tornyok tekintetében Ravennától. A legismertebb köztük a San Giorgio dei Greci templom harangtornya (5. kép). Velencétől csupán néhány kilométerre fekszik Burrano sziget, amelynek campaniléje még a San Giorgio dei Greci templom harangtornyánál is egy hajszállal ferdébb (6. kép). Mind Ravenna, mind Velence hírhedetten rossz teherbírású altalajra telepedett, a Római Császárság idején Velencéhez hasonlóan Ravennát is csatornák hálózták be. Ez és persze a tornyok nyolc-kilencszáz éves kora megmagyarázza a tornyok ferdeségét. Bologna egymás mellett álló, iker ferde tornyokkal büszkélkedhet. A városközpontban álló majdnem 100 m magas Garisenda és a hasonló magasnak szánt, de fél magasságban abbahagyott Asinelli (5. kép) a város jelképévé váltak. Ezek a XIII. században épült téglatornyok nem templomtornyok, hanem lakótornyok, a rossz nyelvek szerint leginkább azért épültek, mert építőik megengedhették maguknak ilyen magas ház építését. Az igazság ezzel szemben az, hogy ezek a tornyok még ferdén is komoly védelmet nyújtottak a tulajdonosaiknak az invesztitúra-háborúk és a városállamok közti villongások idején. A városban és az egész Emilia-Romagna tartományban számos hasonló lakótorony épült az ikertornyokkal egy időben, de ezek minden bizonnyal jelentős elferdülést követően vagy maguktól összedőltek, vagy ezt elkerülendő, időben elbontották őket. Rómának is van egy nevezetes ferde tornya a XIII. sz. elején épült Torre delle Milizie, amelynek felső szakaszát egy földrengés 1348-ban letörte, az alsó kb. 50 m-t pedig elferdítette. Néhány további kép távolabbi tájakról. A 7. képen Delft Öreg Templomának ferde tornya látható, amit a templom kriptájában nyugvó Vermeer is megfestett a Delftet ábrázoló ismert festményén. Ez a torony már az építés során ferdülni kezdett, ezért jóval a 10
tervezett magassága előtt befejezték. A négyzet keresztmetszetű részre ültetett huszártornyok iránya jól mutatja, hogy ezek már az elferdülést követően épültek. Hasonlóan, vagy még rosszabbul járt Leeuwardenben a 120 m magasra tervezett, de kb. 40 m magasságban abbahagyott Oldehove torony, pedig ennek a toronynak az alapozását a profi toronyépítő, Jacob van Aaken több száz köbméter földet megmozgató talajcserével indította. A torony nemcsak ferde, hanem görbe is lett. A hagyomány szerint a mester emiatti bánatába halt bele 1533-ban, két évvel az abbahagyás után. A 8. kép Torun (Lengyelország) középkori városfalának elferdült bástyáját mutatja, a 9. kép pedig a Malagához közeli Algarrobo Costán (Spanyolország) fekvő, még a mórok által épített Torre Ladeada bástyát. Ezeknek a bástyáknak a ferdesége lényegesen meghaladja a rekorder templomtornyokét. A 10. képen az újzélandi Wanakában található játékos épület, egy felboruló óratorony látható. A legutóbbi kivételével minden ferde torony egykori árterületen, nem megfelelő mértékben tömörödött talajon épült, és a tornyok közelében lévő épületek is az alapozási hibák hozzáértő számára szembetűnő jegyeit mutatják. A ferdülés pozitív visszacsatolású folyamat, mert a talpreakció-eloszlás olyan megváltozásával jár, amelynek eredményeként egyre nagyobb teher kerül az altalaj gyengébb teherbírású részére. A ferde tornyok közül messze a pisai toronynak van a legnagyobb mérnöki és művészettörténeti irodalma. Az 58 m magas kör keresztmetszetű tornyot hat körerkély veszi körbe, amelyek külső peremét egy kb. 15 m. átmérőjű körbe foglalható sűrű oszlopsor támasztja meg. A tornyot 1173-ban kezdték építeni Bonanno Pisano és Guglielmo Tedesco tervei alapján, és már akkor észlelték a ferdülését, amikor a harmadik erkélyszintet befejezték. Az építést mégis folytatták, a ferdülést a harmadik erkélyszinttől különböző hosszúságú oszlopok beépítésével próbálták kiegyenlíteni. Emiatt a torony nemcsak ferdévé, hanem görbévé is vált. Az építést többszöri leállítás után csak 1350-ben fejezték be. A dőlés a torony elkészülte után is növekedett, és a ferde torony a város nevezetességévé vált. Nem kis aggodalomra adott viszont okot, hogy a ferdülés üteme néhány évszázadnyi viszonylagos nyugalom után vélhetően valamilyen urbanizációs hatás következtében a XIX. sz.-ban felgyorsult. A dőlést először ennek a századnak a közepén próbálták megállítani. Azt remélték, hogy az altalaj szilárdsága víztelenítéssel megnövelhető, és a szilárdság növekedése miatt az alapozás egyenlőtlen süllyedése megáll. A víztelenítés eredménye azonban leforrázó volt: az ezt követő 2-3 évben a torony további 20 centimétert dőlt, többet, mint a megelőző 500 év alatt. Ugyanígy inkább rontott a helyzeten, semmint használt volna az a cement-besajtolásos talajszilárdítás amivel 1934-35-ben és 1959-ben próbálkoztak. A XIX-XX. sz. során elvégzett sikertelen mérnöki beavatkozások eredményeként"a dőlés olyan mértékben felgyorsult, hogy egyre inkább kétségessé vált a torony állékonysága. Emiatt 1989. végén az építmény látogatását a haladéktalanul megkezdendő stabilizálás elvégzéséig felfüggesztették. A stabilizálás módszerét ezúttal körültekintőbb vizsgálat alapján határozták meg. A geotechnikai feltárás megmutatta, hogy a torony egy nagy tömörségű, nagy mélységű iszapos homok pad és egy ugyancsak nagy mélységű, laza telepedésű iszapos összlet szokatlanul meredek réteghatára fölé épült, és az egyenlőtlen süllyedés megállítására sokkal több reményt nyújt a fennakadt oldali altalaj fellazítása, mint a korábbi, sikertelen talajszilárdítási eljárások nagyobb mélységig való kiterjesztése. Ezért a torony kipányvázása után ennek a tömör padnak a fellazítását végezték el, mintegy 15 m 3 anyag óvatos eltávolításával. A majdnem tíz évet igénybe vevő beavatkozás végre eredményes volt. A torony ugyan szerencsére nem vált függő- 11
legessé, de a ferdesége többet csökkent mint amennyivel a korábbi, balkezesnek minősíthető beavatkozások megnövelték azt. Mivel pedig a ferdülés üteme minimálisra csökkent, várhatóan hosszú időre sikerült az újból látogatható műemléképület állékonyságát biztosítani. A jelenlegi Guiness-rekorder suurhuseni torony elferdülésének története is azt mutatja, hogy a talaj víztartalmának megváltozása nehezen kiszámítható következménynyel járhat. Ennek a toronynak a gyors elferdülése csak a XIX. sz. végén indult meg, azt követően, hogy a mocsaras környék vízrendezése a talajvízszint több méteres süllyedését eredményezte. Kézenfekvő volt, hogy az elferdülés kapcsolatban áll a talajvízszint sülylyedésével. A tüzetes vizsgálat igazolta is ezt a feltételezést. A tornyot a XV. sz. közepén tölgyfa cölöpökön nyugvó alaptestre építették, és a talajvíz amíg jelen volt évszázadokon át jó állapotban tartotta ezeket a cölöpöket. A talajvízszint lesüllyedése után azonban a facölöpök gyors korhadásnak indultak, ami az alapozás megsüllyedését, végső soron a torony elferdülését okozta. Előbb csak a lebillenéssel fenyegető toronysisakot kellett 1926-ban lebontani, de 1975-ben be kellett zárni a templomot is. A következő évtized során elvégzett altalaj-szilárdítással és alaptest-megerősítéssel sikerült a süllyedés viharos sebességét radikálisan csökkenteni, de a ferdülés jelenleg is tart. Az iszlám világnak is van egy a pisai toronyéhoz hasonló nevezetességű ferde tornya, a Mosulban 1170 táján épült, 1942-ben lerombolt Nur al-din nagymecset Al-Hadba ( púpos ) nevű, 52 m magas minaretje. Al-Hadba minaret (Mosul, Irak) A várost szinte az egész XX. sz. folyamán és jelenleg is háborús, polgárháborús állapotok jellemzik, emiatt kevés megbízható adat van a minaret megsérülésének körülményeiről és a helyreállítás lehetőségeiről. Maga az Al-Hadba név egy militáns szunnita párt neve is. 12
Néha nem fogható a torony elferdülése a mostoha alapozási körülményekre. A fenti első kép a kölni Keresztelő Szent János templom tornya, amelyet a közeli metróalagút fúrása tett néhány éve láthatólag kétséges állékonyságú ferde toronnyá. Az elferdülés túlnyomó része néhány perc alatt lejátszódott, ezért a torony esetleges eldőlése által veszélyeztetett épületeket pánikszerű gyorsasággal kiürítették. Szerencsésebben, csupán 20 cm-es tetőponti elferdüléssel úszta meg a Jubilee Line metróalagútjának fúrását London nevezetes óratornya, a középső képen látható Big Ben, de voltaképpen ő is ferde toronnyá vált. Ez a ferdeség nem szembeszökő, de az óra 4 m hosszú ingájának a járását a ferdüléshez kellett igazítani. (A Big Ben eredetileg nem a torony, nem is az óra, vagy a közismert dallamot játszó harangrendszer, hanem a toronyban lakó legnagyobb harang neve, amely a harangjáték után az órák számát üti.) A harmadik képen egy kínai város, Liozhou elbontásra ítélt katolikus templomának tornya látható. A bontást robbantással akarták végezni de a félresikerült robbanás nem döntötte le, csak alaposan megferdítette a tornyot. 13