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Nella gloriosa storia dell'antica civiltà egizia, a partire dalla Terza dinastia, l'uso diffuso della pietra non solo riflette la supremazia del potere reale, ma dimostra anche la ricerca da parte degli antichi egizi di un'architettura eterna. Tuttavia, l'origine e lo sviluppo delle tecniche di lavorazione della pietra sono ancora oggi avvolti nel mistero.

1. L'evoluzione delle competenze dello scalpellino

Le abilità del scalpellino nell'antico Egitto subirono una transizione dalle piccole tecniche di scalpellino alle tecniche megalitiche, particolarmente segnate dal complesso della Piramide di Djoser. La Piramide di Djoser, costruita nel 2650 a.C., è la tomba del faraone Djoser della Terza Dinastia dell'antico Egitto, progettata dal famoso architetto Imhotep. Questa piramide non è solo un risultato importante nella storia dell'antica architettura egiziana, ma anche il primo gigantesco edificio al mondo costruito interamente in pietra.

L'ispirazione progettuale per la Piramide di Djoser deriva dalla prima tomba "Mastaba" , che è una struttura rettangolare costruita con mattoni di fango e ha la sommità piana. Nel corso del tempo, i faraoni sperarono di riflettere la loro autorità ed eternità attraverso un'architettura più magnifica, quindi Imhotep accatastò gradualmente la Mastaba per formare una piramide a gradoni di sei piani. Questo disegno non è solo visivamente sbalorditivo, ma simboleggia anche la "scala" del faraone verso i cieli.

L'altezza complessiva della Piramide di Djoser è di circa 60 metri, con una lunghezza della base di circa 143 metri. L'intero complesso copre un'area di 37 acri ed è circondato da mura rettangolari. All'interno ci sono più templi e cortili. L'esterno della piramide è fatto di pietra calcarea, mentre l'interno è progettato con complesse camere funerarie e passaggi per proteggere il corpo del faraone e gli oggetti sepolcrali.

Durante la costruzione della Piramide di Djoser, l'architetto Imhotep utilizzò una grande quantità di blocchi di pietra calcarea e le tecniche di taglio e trasporto di questi blocchi erano piuttosto avanzate all'epoca. Gli archeologi stimano che per costruire questa piramide siano stati utilizzati circa 2,3 milioni di pezzi di pietra, ciascuno dei quali pesava in media circa 2,5 tonnellate. Questo taglio preciso e le cuciture strette assicurano che la struttura della piramide rimanga stabile per migliaia di anni.

Inoltre, gli antichi egizi svilupparono anche macchinari per il sollevamento e il trasporto, utilizzando semplici principi di leva e sistemi di pulegge per trasportare oggetti pesanti. Questo progresso tecnologico gettò le basi per la successiva architettura megalitica.

La Piramide di Djoser non solo raggiunse l'apice della tecnologia, ma dimostrò anche la straordinaria fiducia degli antichi egizi nell'arte. Il design esterno della piramide riflette la comprensione e l'applicazione delle forme geometriche da parte degli antichi egizi, presentando nel complesso un'atmosfera stabile e solenne. Ogni strato della piramide è stato progettato con cura, con la pietra calcarea esterna lucidata su una superficie liscia che riflette una luce abbagliante, a simboleggiare la santità e l'eternità del faraone.

2. Materiali e tecnologia da costruzione

Esistono vari tipi di pietra utilizzati nell'antica architettura egiziana, tra cui pietra calcarea, granito e arenaria, ciascuno con il suo scopo e la sua fonte specifici.

Il calcare è la pietra più comunemente usata nell'antica architettura egiziana, utilizzata principalmente per lo strato esterno delle piramidi e per le pareti di altri edifici. La sua consistenza è relativamente morbida, facile da intagliare e lavorare, adatta per dettagli decorativi e fondazioni di grandi edifici. Lo strato esterno della Piramide di Gizaè realizzato in pietra calcarea bianca di alta qualità proveniente dalla cava di Tula, che non solo è bella ma ha anche una buona durabilità.

Il granito è un materiale di pietra dura utilizzato principalmente per la costruzione di strutture importanti come tombe, passaggi e bare di pietra. A causa della sua elevata durezza, gli antichi egizi usavano tipicamente strumenti in rame o bronzo durante la lavorazione del granito. Le cave di granito nella regione di Assuan erano la principale fonte di questo tipo di pietra per gli antichi egizi. Le tecniche di estrazione e lavorazione del granito erano relativamente complesse e richiedevano solitamente l'uso di metodi di finitura fiammata e raffreddamento ad acqua per rendere la roccia più incline alla fessurazione.

L'arenaria ha una bassa durezza ed è relativamente facile da estrarre e lavorare, il che la rende ampiamente utilizzata nelle costruzioni. Grazie alla sua morbidezza, l'arenaria è comunemente utilizzata per intagli ed elementi decorativi, rendendola adatta per le pareti dei templi e di altri edifici religiosi.

La tecnica di estrazione nell'antico Egitto variava a seconda delle condizioni della cava e della durezza della roccia. I cavatori solitamente scelgono metodi di estrazione diversi in base alle caratteristiche della pietra.

Calcare e arenaria venivano comunemente estratti dagli antichi egizi utilizzando metodi di estrazione a cielo aperto. Nella cava, gli operai prima scalpellano i giunti di separazione e poi usano le leve per sollevare le pietre. Questo metodo è molto efficace nell'estrazione del calcare e dell'arenaria.

Per le rocce dure come il granito, gli antichi egizi potrebbero aver scelto il metodo dello scavo sotterraneo. Scavando tunnel, sono stati in grado di raggiungere strati più profondi di roccia e utilizzare tecniche come la finitura fiammata e il raffreddamento ad acqua per rendere la roccia più fragile e più facile da estrarre.

Gli antichi egizi utilizzavano vari strumenti nell'estrazione e nella lavorazione della pietra, inclusi scalpelli di rame, martelli di pietra e cunei di legno. Con lo sviluppo della tecnologia sono stati gradualmente introdotti strumenti in bronzo e ferro, migliorando ulteriormente l'efficienza della lavorazione della pietra.

Gli antichi egizi utilizzavano il comodo trasporto del fiume Nilo per trasportare la pietra dalle cave ai cantieri. Durante il trasporto, utilizzano strumenti semplici come slitte di legno e scivoli per trascinare pietre del peso di diverse tonnellate fino a destinazione. Gli archeologi hanno scoperto che gli antichi egizi potrebbero anche aver depositato sabbia fine bagnata d'acqua sulla strada durante il trasporto delle pietre per ridurre l'attrito e facilitare lo spostamento delle pietre.

Durante la lavorazione della pietra, gli antichi artigiani egiziani utilizzavano diverse tecniche di taglio e intaglio in base alla natura e allo scopo della pietra. Per le pietre dure come il granito, gli artigiani utilizzeranno martelli pesanti e scalpelli per intagliare in modo dettagliato per garantire che la forma e le dimensioni della pietra soddisfino i requisiti di costruzione.

3. Tecnologia e pratica edilizia

Sebbene le tecniche di lavorazione della pietra della Terza dinastia mostrassero un aspetto di squisita fattura, presentavano notevoli carenze in termini di resistenza strutturale e durata. Ad esempio, nel processo di costruzione della Piramide di Djoser, per perseguire l'aspetto estetico, le pietre venivano lucidate in modo che potessero essere unite con precisione tra loro con solo pochi centimetri di spazio, ma questa unione precisa ebbe un costo di sacrificare la robustezza strutturale. Nel corso del tempo, gli spazi tra le pietre aumentano rapidamente, costituendo una minaccia per la stabilità dell'edificio.

Gli antichi Egizi dimostrarono la loro innovazione tecnologica nel trasporto e nella movimentazione della pietra. Approfittarono del fiume Nilo per trasportare la pietra dalla cava al cantiere. Durante il trasporto, gli antichi egizi utilizzavano semplici strumenti come slitte di legno e scivoli per trascinare pietre del peso di diverse tonnellate fino a destinazione. Gli archeologi hanno scoperto che gli antichi egizi potrebbero anche aver depositato sabbia fine bagnata d'acqua sulla strada durante il trasporto delle pietre per ridurre l'attrito e facilitare lo spostamento delle pietre.

Nella pratica architettonica, i problemi dinamici affrontati dagli antichi egizi si riflettevano principalmente nelle limitazioni tecniche nel sollevamento e nello spostamento di oggetti pesanti. Ad esempio, la costruzione delle piramidi richiedeva il sollevamento di enormi pietre ad un'altezza considerevole, mentre la tecnologia e gli strumenti a quel tempo erano relativamente primitivi. Gli studiosi hanno proposto varie ipotesi, tra cui l'uso di rampe ausiliarie, sollevamento con leve, principi di carrucole, ecc., Ma non esiste ancora un consenso univoco. Questi metodi richiedono calcoli meccanici precisi e una profonda comprensione delle proprietà meccaniche dei materiali, che senza dubbio rappresentavano un'enorme sfida per gli antichi egizi.

Le sfide affrontate dagli antichi egizi nella tecnologia architettonica provenivano principalmente dalla lavorazione della pietra e dalla stabilità delle strutture edilizie. Devono completare il taglio, la manipolazione e il posizionamento preciso della pietra senza moderne attrezzature meccaniche. Inoltre, devono anche affrontare i problemi di stabilità delle strutture edilizie, soprattutto quando si costruiscono edifici di grandi dimensioni su terreni alluvionali morbidi.

4. Struttura dell'edificio e stabilità

La stabilità delle fondamenta dell'antica architettura egiziana si manifesta principalmente nella sua dipendenza dal terreno alluvionale soffice. Ad esempio, nel Tempio di Karnak, alcune delle mura cittadine più grandi furono costruite con solo 45 centimetri di sabbia posata sul fondo di un fossato come fondazione. Questo metodo di trattamento delle fondamenta è particolarmente vulnerabile di fronte a disastri naturali come le inondazioni. Durante un'alluvione nel novembre 1899, 11 enormi pilastri di pietra del Tempio di Karnak furono spazzati via e in seguito si scoprì che le fondamenta dei pilastri erano costituite solo da fragili piccole pietre collocate casualmente nella grotta.

Gli antichi egizi avevano alcuni principi peculiari nella lucidatura e nella posa delle pietre, che possono confondere i moderni scalpellini. La loro attenzione era troppo concentrata sui giunti degli strati e sui giunti di risalita all'esterno del muro, al punto che i collegamenti tra le pietre all'interno del muro venivano quasi completamente ignorati. La cosa più sorprendente è che la cucitura ascendente spesso si inclina verso la linea di stratificazione o la linea della superficie esterna, e l'altezza delle pietre nello stesso strato può talvolta essere diversa.

Le diverse forme e dimensioni delle pietre utilizzate in questo metodo di costruzione causano ovviamente non pochi problemi agli artigiani. All'inizio le giunzioni verso l'alto tra queste pietre evidentemente non sono state aggiustate sul posto, il che significa che sono state realizzate solo dopo che le pietre erano già in posizione. Prima della muratura, le pietre vengono disposte in file e collegate un'estremità all'altra per rendere i lati delle due pietre approssimativamente paralleli in corrispondenza della giuntura. La regolazione finale si ottiene modificando l'inclinazione della tavola vibrante. Questo metodo di costruzione ha un impatto sulla stabilità dell'edificio, poiché le superfici di contatto tra le pietre sono state lavorate relativamente piatte e le giunzioni a secco sono completamente realizzabili. Pertanto si può ritenere che il gesso non venga utilizzato per scopi di incollaggio.

Nonostante queste sfide, gli antichi egizi costruirono con successo magnifici edifici come le piramidi attraverso la continua innovazione tecnologica. Ad esempio, la costruzione di una piramide richiede fondamenta solide. Gli antichi architetti egiziani utilizzavano una grande quantità di manodopera e pietre per gettare con cura le fondamenta delle piramidi. Queste fondazioni garantiscono la stabilità della piramide e prevengono il problema del cedimento delle fondazioni. La struttura della piramide segue precisi principi geometrici, riducendosi gradualmente dall'alto verso il basso fino a formare un perfetto triangolo equilatero, garantendo la stabilità della struttura. Il design sfrutta appieno le caratteristiche di elevata resistenza dei triangoli e migliora la resistenza sismica delle piramidi.

A partire dalla IV dinastia, la tecnologia dell’architettura egiziana in pietra ristagnò e addirittura si deteriorò durante il periodo del Nuovo Regno. La Quarta Dinastia è considerata l'"Età dell'Onore" dell'antico Egitto, il cui simbolo più importante è la costruzione delle piramidi. Tuttavia, dopo la IV dinastia, sebbene la scala dell’architettura rimase grandiosa, si verificò una tendenza alla stagnazione o addirittura al degrado nell’innovazione tecnologica e nella qualità della costruzione. Durante il periodo del Nuovo Regno (dal XVI secolo a.C. all'XI secolo a.C.), sebbene la struttura architettonica e l'organizzazione spaziale fossero molto mature, il livello di raffinatezza e innovazione tecnologica nell'architettura non superò le generazioni precedenti.

Durante il periodo del Nuovo Regno, sebbene il trattamento dei giunti delle pareti richiedesse ancora un'attenta manipolazione, per il riempimento interno venivano utilizzati materiali scadenti e connettori scadenti. Molte porte delle torri del tempio erano fatte solo di pietrisco e anche i muri che si intersecavano all'interno erano deboli. Solo dividendo lo spazio in unità più piccole si poteva stabilizzare la struttura.

5. Numeri speciali di architettura piramidale

La struttura di base di una piramide è composta da massi, sabbia e calcare, con la base tipicamente quadrata quasi perfetta. L'intera struttura può essere divisa in due parti: la facciata esterna e lo spazio interno. La superficie esterna è ricoperta di pietre piatte, mentre l'interno contiene una serie di canali, camere sepolcrali e cavità. La forma di una piramide è composta da quattro piani triangolari, che si intersecano per formare l'aspetto della piramide. Ogni piano triangolare ha lati e angoli uguali, facendo apparire uniforme l'aspetto della piramide.

La stabilità di una piramide è la chiave della sua progettazione strutturale. L'interno della piramide è composto da molte pietre o mattoni robusti, impilati insieme con precisione per formare una struttura robusta e stabile. La progettazione spaziale all'interno della piramide aiuta anche a distribuire la pressione, rendendo l'intero edificio più stabile. Inoltre, anche la struttura delle fondamenta della piramide è molto importante, poiché è costruita su roccia dura per garantire la stabilità dell'intero edificio.

L'interno della piramide è progettato con strutture spaziali complesse, inclusi lunghi corridoi, sale chiuse e così via. Queste strutture spaziali non solo aumentano la stabilità della piramide, ma servono anche come misteriosi significati simbolici, rendendo la piramide un sito religioso. Ad esempio, le camere triangolari ad angolo retto all'interno della Piramide di Giza, con un rapporto di 3:4:5 su ciascun lato, incarnano il valore numerico del teorema di Pitagora. Questo design non solo fornisce stabilità strutturale, ma dimostra anche matematicamente la saggezza degli antichi egizi.

Il processo di costruzione delle piramidi è un progetto enorme e complesso. Gli antichi egizi utilizzavano vari metodi per trasportare le pietre di grandi dimensioni e, per le pietre più piccole, gli operai potevano trasportarle a mano o utilizzando semplici strumenti come carrucole e scivoli. Per le pietre enormi, gli antichi egizi usavano carrucole e bestiame come le mucche per trascinarle, o le trasportavano via acqua dalle cave vicine ai cantieri.

Le strutture antifurto della piramide sono progettate in modo unico, ad esempio, il sistema antifurto della Piramide di Cheope comprende due strutture antifurto. Il primo dispositivo antifurto consiste nel posizionare tre pietre sigillanti di granito duro pre-immagazzinate nel canale del corridoio principale lungo la rampa inclinata del passaggio ascendente, sigillando ermeticamente l'ingresso e il passaggio ascendente della piramide. Il secondo dispositivo antifurto è situato nel piccolo vano dell'impianto antifurto davanti al corridoio orizzontale all'ingresso della tomba del re. C'erano massi di granito lunghi 1,9 metri, larghi 1,2 metri e alti circa 1,5 metri, del peso di quasi 10 tonnellate.

6. Progettazione e costruzione dell'architettura del tempio

Il terreno degli antichi templi egizi era solitamente costituito da pietre assemblate in modo casuale che erano completamente sepolte nel terreno e le loro superfici venivano livellate sul posto. La base della colonna è costituita da piccole pietre che penetrano nel pavimento e vengono poste sotto, oppure appoggiate direttamente sul pavimento. Occasionalmente vengono posizionati su sporgenze circolari poco profonde lasciate dal processo di pavimentazione in pietra. Questo design non solo garantisce la stabilità della struttura, ma riflette anche la raffinata gestione dei dettagli.

I pilastri sono costituiti da un'unica pietra o compositi, rappresentando due origini principali in due forme diverse. Un tipo di colonna appartenente alla stessa forma dell'architettura di Saqqara della Terza Dinastia, con l'origine della forma della testa della colonna essendo piante come il papiro, il loto e la palma; Un altro tipo riflette più da vicino la robusta forma a colonna diritta utilizzata per sostenere il tetto all'interno della miniera di pietra. La sala dei pilastri principale del Tempio di Karnak copre un'area di oltre 5000 metri quadrati, con 134 pilastri di pietra disposti su 16 file. Le due file centrali sono particolarmente grandi, ogni pilastro raggiunge un'altezza di 21 metri e un diametro di 3,57 metri. Può ospitare 100 persone in piedi sopra.

Sin dalla IV Dinastia i tetti venivano generalmente posati in orizzontale, per cui è necessario prestare molta attenzione a come rendere impermeabili le giunzioni e proteggere la vernice interna dai danni dell'umidità. A partire dal periodo del Medio Regno, le persone risolsero questo problema incastonando piccoli bordi di pietra finemente tagliati tra i pannelli rialzati del tetto. Per lo scarico dell'acqua piovana, a volte sul tetto viene realizzata una pendenza con un certo dislivello, a volte viene incollato sul tetto un mosaico di sassolini per guidare il flusso dell'acqua al tubo di drenaggio che sporge dal muro per lo scarico.

All'incrocio tra la parete interna e il soffitto, di solito ci sono molti fori per l'illuminazione e la ventilazione, che sostituiscono le finestre. Si ipotizza che il motivo dell'apertura di un buco in questa posizione sia quello di ridurre al minimo i potenziali danni causati dalle condizioni meteorologiche. Le finestre che forniscono veramente un'elevata luce laterale non apparvero fino al periodo del Nuovo Regno. Successivamente si evolse da finestra monoblocco a finestra con inferriata.

7. Problemi relativi all'ambiente di costruzione

Nel corso del tempo, gli edifici che circondavano il tempio furono ripetutamente ricostruiti, causando l'innalzamento del pavimento del tempio e causando problemi di drenaggio.

Il problema dei pavimenti sopraelevati negli antichi templi egizi era dovuto principalmente alle frequenti attività di costruzione nelle aree circostanti, con conseguente relativo cedimento dell'area del tempio. Ad esempio, nei templi di Luxor e Karnak, a causa dell'estesa irrigazione dei terreni agricoli vicini, il livello dell'acqua del fiume Nilo sta aumentando e il grado di salinizzazione degli edifici si sta approfondendo, causando una continua erosione del tempio complesso. In alcune aree, il fiume Nilo si è innalzato fino a 1,5 metri e, allo stesso tempo, la salinizzazione sta erodendo i pigmenti utilizzati per colonne e statue.

In origine, il tempio fungeva da centro della comunità, ma nel tempo, le attività architettoniche circostanti e i cambiamenti nell'ambiente naturale hanno influenzato la sua funzione e il suo status originali. Ad esempio, il Tempio di Abu Simbelha subito molteplici ristrutturazioni ed ampliamenti nel corso della storia. La sua architettura è grandiosa, profonda e ampia, esposta da nord a sud, con un ingresso anteriore e una camera da letto sul retro, che copre un'area di oltre 30.000 metri quadrati. Questi cambiamenti non riguardarono solo la struttura fisica del tempio, ma anche la sua posizione nella società e nella cultura.