James Bogardus và cách lắp ghép mặt tiền nhà bằng gang đúc

Từ nghề chế tạo máy, nhà phát minh James Bogardus đã góp phần đưa những cấu kiện gang đúc sẵn vào công trình thương mại Mỹ. Di sản của ông thể hiện cả ở những tòa nhà đã xây và những ý tưởng còn trên bản vẽ.

James Bogardus (1800–1874) góp phần biến gang thành một lựa chọn thiết thực cho các công trình thương mại tại Mỹ. Ông thiết kế mặt tiền và cấu kiện có thể đúc thành từng phần, rồi lắp ráp tại công trường. Những dự án đầu tiên của ông ở New York cho thấy phương pháp này có thể phục vụ cửa hàng và nhà kho.

Bogardus sinh ngày 14/3/1800 tại Catskill, bang New York. Thời thiếu niên, ông học nghề chế tác đồng hồ, sau đó chuyển xuống Savannah và cuối cùng đặt cơ sở hoạt động tại thành phố New York. Các phát minh của ông trải rộng từ đồng hồ đo khí kiểu khô, máy kéo sợi bông đến máy nghiền bằng sắt và thiết bị khắc chuyên dụng để sản xuất giấy bạc ngân hàng. Trong sự nghiệp, ông được cấp 13 bằng sáng chế tại Mỹ và một bằng tại Anh.

Lắp ghép một tòa nhà

Năm 1836, Bogardus tới London để xin bằng sáng chế Anh cho đồng hồ đo khí. Ông ở châu Âu khoảng bốn năm, làm thợ khắc tại London trước khi tới Pháp và Italy. Ông nghiên cứu kiến trúc lịch sử và sau này kể rằng năm 1840, ông nảy ra ý tưởng tái tạo mặt tiền kiến trúc bằng gang.

Đến năm 1848, hoạt động cơ khí của ông phát triển tới mức cần một nhà máy mới tại giao lộ Centre và Duane ở Manhattan. Bogardus định xây công trình hoàn toàn bằng sắt. Việc thi công móng và khung bắt đầu năm 1848, nhưng ông tạm dừng dự án để hoàn thành hai đơn đặt hàng thương mại.

Nhà máy hoàn thành khoảng năm 1849 và bị tháo dỡ năm 1859 khi đường Duane được mở rộng. Bogardus quảng bá đây là tòa nhà đầu tiên được làm hoàn toàn bằng gang ở Mỹ, có thể cả trên thế giới. Các nhà sử học đặt nghi vấn về khẳng định này: công trình có khung sắt, nhưng theo các ghi chép, sàn vẫn được đỡ bằng dầm gỗ.

Đơn đặt hàng kiến trúc lớn đầu tiên của ông là nhà thuốc Milhau tại số 183 Broadway, hoàn thành năm 1848. Tòa nhà năm tầng sử dụng mặt tiền gang với những cửa sổ rộng để trưng bày hàng hóa.

Năm 1849, Bogardus hoàn thành khu cửa hàng Edgar Laing ở giao lộ Washington và Murray. Công trình bốn tầng có năm cửa hàng cùng nằm sau một mặt tiền sắt. Việc xây dựng bắt đầu ngày 25/2 và kết thúc khoảng hai tháng sau.

Bogardus thuê các xưởng đúc ở New York sản xuất cấu kiện, sau đó vận chuyển tới công trường để bắt bu lông với nhau. Khu cửa hàng Laing chứng minh rằng một mặt tiền thương mại quy mô đáng kể có thể được lắp ghép từ các bộ phận chế tạo sẵn, thay vì xây hoàn toàn theo phương pháp gạch đá truyền thống.

Ngày 7/5/1850, ông nhận bằng sáng chế Mỹ số 7.337 cho thiết kế khung, mái và sàn của công trình bằng sắt. Bằng sáng chế ghi lại hệ thống xây dựng ông hình dung, dù chưa rõ ông đã đưa đầy đủ từng đặc điểm vào thực tế đến đâu. Cần phân biệt hai loại chứng cứ: các tòa nhà còn lại và hồ sơ dự án ghi nhận những gì ông đã xây; bằng sáng chế ghi nhận những gì ông đề xuất.

Xây dựng hiệu quả hơn

Các thương nhân có lý do thực tế để cân nhắc phương pháp này. Cột sắt có thể đỡ những cửa sổ rộng hơn so với trụ gạch đá dày, tạo thêm không gian trưng bày hàng. Khuôn đúc cũng cho phép tái tạo các chi tiết trang trí cầu kỳ mà không phải trả chi phí chạm khắc đá thủ công quy mô lớn. Nhờ đó, chủ cửa hàng có thể sở hữu mặt tiền trang trí tinh xảo mà không phải đặt làm những phần trang trí bằng gạch đá đắt tiền.

Hoạt động sớm mở rộng ra ngoài New York. Tòa Sun Iron Building năm tầng tại Baltimore, hoàn thành năm 1851 cho báo The Baltimore Sun, được thiết kế với sự hợp tác của kiến trúc sư Robert G. Hatfield. Phần sắt do nhiều doanh nghiệp cung cấp, trong đó có các xưởng đúc địa phương. Công trình sử dụng sắt trong khung và ngoại thất này bị phá hủy trong trận hỏa hoạn Baltimore năm 1904.

Bogardus cũng hợp tác với kiến trúc sư Hamilton Hoppin trong các dự án thương mại ở Washington, gồm Iron Hall trên đại lộ Pennsylvania. Hãng Bogardus & Hoppin hoạt động từ năm 1850 đến 1854. Những đơn đặt hàng này cho thấy ông làm việc ngoài Manhattan vào thời điểm mặt tiền bằng sắt ngày càng được dùng rộng rãi trong thương mại.

Các kiến trúc sư và nhà sản xuất sắt khác cũng phát triển lĩnh vực này. Tòa E.V. Haughwout trên đường Broadway, hoàn thành năm 1857, là một trường hợp để so sánh, nhưng không phải dự án của Bogardus. Kiến trúc sư John P. Gaynor thiết kế tòa nhà, còn Architectural Iron Works của Daniel D. Badger cung cấp phần sắt. Tòa nhà còn có thang máy chở khách do Elisha Otis phát triển.

Gang cũng có những hạn chế. Vật liệu có thể gãy dưới một số dạng ứng suất, và các bộ phận sắt để lộ ra gây ra vấn đề nghiêm trọng khi hỏa hoạn. Nhiều tòa nhà kết hợp mặt tiền sắt với tường gạch và sàn gỗ. Mức độ sắt tham gia chịu tải khác nhau giữa các dự án; có mặt tiền sắt không đồng nghĩa toàn bộ công trình có khung sắt.

Bogardus qua đời tại thành phố New York ngày 13/4/1874, hưởng thọ 74 tuổi. Phần lớn các công trình thời kỳ đầu của ông đã biến mất, gồm nhà máy thử nghiệm và khu cửa hàng Laing. Khu cửa hàng bị tháo dỡ năm 1971, nhưng nhiều bộ phận được giữ lại sau đó bị đánh cắp. Trong số các công trình còn tồn tại tại New York được ghi nhận hoặc quy cho Bogardus có Bruce Building tại số 254–260 Canal Street và tòa nhà số 85 Leonard Street. Hồ sơ bảo tồn của thành phố chỉ xác định một số ít công trình còn tồn tại có liên hệ với ông.

Khởi đầu là người chế tạo thiết bị cơ khí, Bogardus đưa kinh nghiệm đó vào xây dựng. Ông tổ chức việc đúc các cấu kiện tiêu chuẩn tại xưởng, rồi thiết kế cách lắp ráp chúng thành mặt tiền và, trong những đề xuất của mình, thành khung kết cấu. Kết quả không đồng nhất và một số ý tưởng tham vọng nhất của ông chưa bao giờ được hiện thực hóa trọn vẹn.

Bogardus không tự sản xuất phần sắt. Ông dựa vào các xưởng đúc bên ngoài để chế tạo bộ phận theo thông số của mình, rồi điều phối việc sử dụng chúng trong công trình hoàn chỉnh. Cách làm ấy đặt ông ở vị trí trung gian giữa người thiết kế và nhà sản xuất, một vai trò ngày càng quan trọng khi xây dựng bằng gang trở thành ngành kinh doanh.

Dù vậy, hồ sơ về ông cho thấy một nhà phát minh làm việc cùng các xưởng đúc và kiến trúc sư đã giúp phát triển phương pháp mới cho công trình thương mại như thế nào. Những tòa nhà còn lại và các bản vẽ sáng chế cung cấp hai loại bằng chứng: một bên ghi nhận những gì đã xây, bên kia ghi lại những gì ông tin có thể xây. Sự đóng góp của ông có lẽ được hiểu rõ nhất qua sự kết hợp ấy.

Theo Brian D’Ambrosio, The Epoch Times.