История небоскрёбов

Мы поговорили о самых высоких небоскрёбах Росси ^[1]и и мира ^[2], но не сильно углубились в их историю. Поэтому в этот раз предлагаю заглянуть на сотни лет назад – в тот период, когда небоскрёбов со стальными каркасами не было, но люди пытались строить здания, которые даже сейчас поражают своими масштабами, и в ближайшее прошлое — во времена первых небоскрёбов.

Самые высокие здания и сооружения древности

Первыми на ум при разговоре о самых высоких сооружениях древности приходят египетские пирамиды. Великая пирамида Гизы возрастом в 4 500 лет было самой высокой постройкой на Земле до 1300 года, то есть 3 900 лет.

140-метровую пирамиду построили по указанию фараона Хеопса. Если бы она была больше похожа на жилое здание, она и сейчас подпадала бы под определение небоскрёба с точки зрения высоты. Для сравнения: высотное здание на площади Красных ворот, одна из «Сталинских сестёр», достигает 138 метров.

На острове Сардиния к XV века до н. э. воздвигли целый комплекс оборонительных башен-нураг ^[3], имевших, возможно, и религиозное предназначение. Высота самой высокой из башен изначально составляла около 19 метров, сейчас разрушенные сооружения стали гораздо ниже. 19 метров – это больше пятиэтажной хрущёвки.

Мавзолей-мечеть Тадж-Махал, великолепное здание в Агре, Индия, был построен в 1653 году. Сейчас Тадж-Махал – музей, привлекающий огромное количество туристов. К сожалению, как и в случае с Пирамидой Хеопса, огромную часть изначальной красоты это здание потеряло из-за разграбления. Например, мы не увидим 10-метровый золотой шпиль, спиленный британскими колонизаторами. Гиды также рассказывают о жемчужных нитях, соединявшие четыре башни с центральным куполом.

Высота мавзолея — 73 метра. Для сравнения: первым небоскрёбом принято считать Здание домового страхования, построенный в 1885 году в Чикаго офис высотой 42 метра. К этому размеру ближе другой мавзолей — 46-метровый Галикарнасский мавзолей.

Мавзолей в Галикарнасе ^[4] до нас, к сожалению, не дожил. На фотографии ниже — его миниатюрная копия. Он смог простоять 19 веков, а в XIII веке был разрушен землетрясением. Остатки здания разобрали на строительство крепости св. Петра.

Среди наиболее высоких зданий всегда были культовые сооружения. Храм Василия Блаженного ^[5] на Красной площади в Москве в высоту достигает 65 метров. Фарфоровая пагода ^[6], построенная в 1422 году, возвышалась над китайским Нанкином на высоту 78 метров. 81-метровая колокольня Ивана Великого на Соборной площади Московского кремля до середины XX века оставалась самым высоким зданием в столице России. Высота Смольного собора ^[7] в Санкт-Петербурге – 93,7 метра, а ведь колокольня собора могла составить 140 метров в высоту. Кёльнский собор, заложенный в 1248 году, достигает 157 метров в высоту.

Кроме отдельных зданий и комплексов, существует целый «город небоскрёбов» — Шибам в Йемене. Сегодня в Шибаме находятся самые высокие глиняные здания в мире — до 30 и более метров. Среди них наиболее высокий дом — 11-этажный.

Причина необычной архитектуры — желание уберечь жителей от набегов бедуинов. Дома приходилось строить внутри городских стен, расширять их не было возможности. Дома росли, сужаясь кверху, а некоторые из них даже соединены балкончиками, чтобы можно было перемещаться из одного дома в другой. Самый старый из домов Шибама относится к 1609 году. Материалы и климат не позволяют домам стоять дольше, в среднем срок жизни глиняных зданий в этом городе составляет до трёхсот лет.

Технологические предпосылки

Как видно из предыдущего раздела, построить высокое здание, будь то культовое сооружение или жилой дом, люди могли и сотни лет назад. Проблема была в целесообразности такого строительства. Перенаселённых территорий было не так много, как сегодня. Шибам — это исключение из правил. Конечно, огромную роль сыграла промышленная революция. Капитализм стал господствующей мировой системой хозяйства, начали появляться крупные компании, которым были нужны собственные офисы и здания. И подниматься пешком на много этажей — так себе удовольствие.

Лифт использовали до нашей эры. В Колизее лифтов было 28 штук — они поднимали груз до 300 килограммов на высоту более 7 метров. Так на арену поднимали львов в клетках. Одновременно — до 100 львов оказывались на арене. Система блоков работала таким образом, что клетки открывались, когда оказывались на нужном уровне. Археологи потратили несколько лет, чтобы реконструировать ^[8] один из лифтов и выпустить на арену символ Рима — волчицу. Работала система на человеческой силе. Подобные лифты были найдены и в других древних сооружениях, иногда в качестве подъёмной силы использовали животных.

Иван Кулибин по указанию Екатерины II в 1790-х годах соорудил винтовой лифт вместо лебёдочного. К длинной оси-винту крепилось основание кресло, и слуги поднимали императрицу на нужный этаж Зимнего дворца. На 50 лет раньше лебёдочным лифтом оснастили дворец Людовика XV. Но одно дело — поднять на несколько этажей кресло или платформу, и совсем другое — сделать такую систему безопасной и надёжной, а также доступной не только королям.

Элайша Грейвс Отис родился в 1811 году. Он пытался заниматься бизнесом, работал механиком на фабрике кроватей, а кроме этого — запатентовал «ловитель». Его система позволяла задерживать груз при обрыве троса или каната при подъёме людей или оборудования на верхние этажи зданий. Отис сумел эффектно представить изобретение широкой публике: он находился на платформе в момент, когда его помощник перерубал мечом трос. Платформа не падала вниз благодаря ловителю. Спустя несколько лет после смерти изобретателя его сыновья открыли компанию Otis и за 6 лет установили более 2 000 лифтов в офисах и гостиницах США. В 1878 году появился первый пассажирский гидравлический лифт Otis, а в 1889 году — лифт с электрическим приводом.

Гидравлические лифты подразумевали наличие подземной шахты, заполненной водой, высотой в сам дом. Поршень в шахте-цилиндре под напором воды выталкивал кабину вверх. Позже лифт улучшили, разместив цилиндр горизонтально. Лифты на гидравлических насосах были установлены на Эйфелевой башне ^[9]. Чтобы поднять пассажиров на 175 метров от Земли, нужны были сразу два гидравлических лифта — кабины служили противовесом друг для друга. На полпути приходилось делать пересадку. Такие лифты не могли работать зимой, и их заменили на электрические.

Изначально гидравлические лифты двигались гораздо быстрее электрических и паровых вариантов, но их было сложнее устанавливать. Именно лифты с электроприводом и системами безопасностями позволили небоскрёбам расти вверх. На сегодня самые быстрые лифты установлены в башне Тайбэй 101 в столице Тайваня, они движутся со скоростью более 60 километров в час, поднимая людей с пятого до восемьдесят девятого этажа за 39 секунд.

Среди критериев, по которым определяют, является ли здание небоскрёбом, сейчас есть высота, наличие стального каркаса и предназначение конкретного сооружения. 10-этажное здание домового страхование в Чикаго считается первым небоскрёбом: его высота — 42 метра, что на тот момент было неплохим результатом, оно предназначено для размещения офисов, и в конструкции использован стальной каркас. Оно было построено в 1885 году.

Идею каркаса предложил архитектор Уильям Ле Барон Дженни ^[10], «отец небоскрёбов». Обычно роль несущей конструкции выполняли внешние стены. Использование стали, которая в разы прочнее бетона или кирпичной кладки, позволило уменьшить суммарный вес сооружения.

В Здании домового страхования полностью от несущих стен не отказались. А через несколько лет несущий каркас был использован при строительстве этажной башни Уэнрайта ^[11].

Стоит сказать, что в 1870 году, до строительства вышеупомянутых небоскрёбов, в Нью-Йорке построили 40-метровое офисное здание Equitable Life Building ^[12]. Иногда именно его называют первым небоскрёбом – только из-за каркаса оно не попадает в общую классификацию. Это было первое офисное здание с пассажирским лифтами — гидравлическими моделями от компании Отиса.

Equitable Life Building

Критерий по наличию стального каркаса на данный момент уже не является абсолютно необходимым. В 1998 году в столице Малайзии Куала-Лумпуре возвели два 88-этажных небоскрёба ^[2], соединённые между собой мостом на шаровых опорах. Для строительства использовали эластичный бетон, усиленный кварцем и сравнимый по прочности со сталью. Но масса небоскрёба — вдвое больше, чем у зданий аналогичного размера. Высота строений — 451 метр, включая шпиль.

Более того, самое высокое здание в мире построено не на стальном каркасе. Для возведения Бурдж-Халифа в Дубае, ОАЭ, также использовали специально разработанный бетон, способный выдерживать температуру до 48 градусов Цельсия. Бетон укладывали ночью, добавляя в раствор лёд.

Строила башню Бурдж-Халифа та же компания, что возвела одну из Башен Петронас – Samsung.

Башни Петронас, Малайзия

Том Круз на небоскрёбе Бурдж-Халифа, Дубай, ОАЭ

Бурдж-Халифа

Преодоление преград

В 1912 году в Москве построили «тучерез» – Дом дешёвых квартир Нирнзее ^[13] высотой более 40 метров. В 1908 году самым высоким гражданским сооружением в городе была 78-метровая Телефонная станция в Милютинском переулке. Но полёт инженерной мысли в России искусственно сдерживался эстетическими и религиозными соображениями – эти высокие здания были ниже колокольни Ивана Великого. Всё изменили «Сталинские сёстры».

Если говорить о США, то у строителей были и некоторые другие проблемы, такие как несовершенные лифты и насосы, не позволявшие поднимать воду на самые высокие этажи. С этими задачами вскоре справились, но с ростом зданий возникали новые вызовы.

В США в 1913-1915 годах построили 40-этажный Equitable Building ^[14]. 164-метровый небоскрёб отбрасывал на город такую тень, что в полдень лишал солнечного света дома на площади в 30 тысяч квадратных метров. Чтобы избежать подобных проблем в дальнейшем, в Нью-Йорке приняли закон, по которому здание должно было подниматься уступами. Так появились небоскрёбы с уступчатыми очертаниями.

Манхэттен, 1932 год. Результаты Закона о зонировании ^[15]

Чем выше здание – тем больше оно подвержено влиянию природных условий. Высота Тайбэй 101 в столице Тайваня – более полукилометра. Для Юго-Восточной Азии характерны тайфуны и землетрясения. Башня уже выдержала несколько землетрясений и спокойно стоит при любых порывах ветра. Более того, люди в этой башне не страдают от «воздушной болезни», они не чувствуют качки на большой высоте.

Опасность обрушения снижает шар-маятник, установленный между 87 и 91 этажами 101-этажного здания. Шар весит 660 тонн и позволяет компенсировать порывы ветра. А каркас здания — очень прочный, но не жёсткий, поэтому оно не может просто «сломаться».

Тайбэй 101, Тайвань

Каждое высотное здание — это новые сложности. Шанхайская башня имеет закрученную конструкцию для борьбы с ветром и двойную оболочку для сохранения температуры. Площадку для башен Петронас пришлось передвинуть на 60 метров, чтобы близнецы стояли на одном виде грунта, а материал для них нужно было производить исключительно на территории Малайзии – потому для них создали специальный сорт бетона.

Из сложных российских проектов нужно отметить небоскрёб на площади Красных ворот. Под одним из корпусов 138-метровой высотки расположен вестибюль метро, который строили одновременно с домом. Какое-то время «тучерез» должен был стоять под наклоном на краю котлована, а после осадки грунта он бы обязательно накренился. Чтобы избежать этого, здание строили с наклоном, а грунт заморозили по технологии, используемой при строительстве метро. Грунт растаял, здание просело и встало строго (почти) вертикально. Задача была настолько сложной для просчёта, что подобный метод более нигде не применяли.

Автор: ivansychev

Источник ^[16]