История небоскрёбов

    Мы поговорили о самых высоких небоскрёбах России и мира, 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.

    image

    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.

    image

    На острове Сардиния к XV века до н. э. воздвигли целый комплекс оборонительных башен-нураг, 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.

    image

    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.

    image

    Мавзолей в Галикарнасе 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.

    image

    Среди наиболее высоких зданий всегда были культовые сооружения. Храм Василия Блаженного на Красной площади в Москве в высоту достигает 65 метров. Фарфоровая пагода, 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 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.

    image

    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.

    image

    image

    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 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.

    image

    image

    image

    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. 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.

    image

    image

    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, «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.

    Стоит сказать, что в 1870 году, до строительства вышеупомянутых небоскрёбов, в Нью-Йорке построили 40-метровое офисное здание Equitable Life Building. 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.

    image
    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, 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.

    image
    Башни Петронас, Малайзия

    image
    Том Круз на небоскрёбе Бурдж-Халифа, Дубай, ОАЭ

    image
    Бурдж-Халифа

    Преодоление преград


    В 1912 году в Москве построили «тучерез» – Дом дешёвых квартир Нирнзее 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. 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.

    image
    Манхэттен, 1932 год. Результаты Закона о зонировании

    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».

    image

    image
    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.

    image

    image
    О чём написать в следующей статье?

    Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

    • +15
    • 14,1k
    • 4
    Поделиться публикацией
    Похожие публикации
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама
    Комментарии 4
    • +3
      Вспомнилась история про женщину-математика, которая занимается расчетом логики движения лифтов в небоскребах и других зданиях. https://habrahabr.ru/post/187546/
      • +1
        На первой картинке «небоскрёб» очень уж похож на гильдию магов в крепости :)
        • +1
          это же Porcelain Tower, дает бесплатного великого ученого
        • +1
          А почему для работы лифтов Эйфелевой башни зимой не применяли вместо воды минеральное масло или растворы-«незамерзайки»?
          Кстати, обрушение здания с маятником было бы интересно увидеть в серии «Земля без людей» — серии о разрушении природой оставленной людьми инфраструктуры. Можно ещё и вспомнить, что рано или поздно, канаты маятника придёт время менять…

          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.