Небоскреб: предел высоты
Где потолок для небоскреба?
Все это началось в Америке в конце XIX века. Тогда в Чикаго в 1885 году был построен первый небоскреб высотой 42 метра. Эстафету перенял Нью-Йорк. Начало XX века ознаменовалось активной застройкой города высотками. В 1913 году построен небоскреб Вулворт-билдинг высотой более 240 метров.
Далее, в 30-е годы в Нью-Йорке за пару лет построены сразу три невиданные до сих пор по высоте сооружения. В 1930 году ― два монстра: здание Банка Америки на Манхэттене высотой 282 метра и штаб-квартира автогиганта Крайслер-билдинг высотой 319 метров. А в 1931 году ― 381-метровое здание Эмпайр-стейт-билдинг.
Дальше ― больше. В 1973 году был открыт Всемирный торговый цент, состоявший из двух башен-близнецов по 415 метров каждый.
1998 год ― башни Петронас в Куала-Лумпур, 451 метр. 2003 год ― небоскреб Тайбей в Китае, 509 метров. 2010 год ― Бурдж-Халифа в Дубае, 828 метров.
А в 2022 году будет закончено строительство Королевской башни в Джидде, Саудовская Аравия, высота которой составит 1007 метров.
Проблемы возведения небоскребов
А что же дальше? Скорее всего гонка человеческого тщеславия продолжится. Тем не менее, где-то ей должен быть предел, если не денежный, то технологический. Скорее всего, есть такая практическая высота в природе, в которую все упрется.
Специалисты на вопрос, где же остановится высота, скажут, что есть масса разных ограничений, преодолеть которые трудно или невозможно. Это ― материалы с их свойствами, конструкции лифтов, сам смысл строительства таких сооружения, объем финансирования и т.д.
Но все же, можно ли построить небоскреб, верхние этажи которого были бы на одном уровне с летящими мимо авиалайнерами, или хотя бы вровень с японской Фудзиямой, высота которой 3776 метров?
Подсказки природы
Технологически за помощью можно обратиться к природе с ее неисчерпаемыми источниками идей. Например, если взять структурное строение ствола секвойи. Очень широкое у основания с явными боковыми ребрами жесткости, называемыми в архитектуре контрфорсным ядром. Это конструкция, похожая на вертикально стоящее треугольное ребро, большим катетом прислоненная к зданию, а малым упертая в землю. По такому принципу строилась башня Бурдж-Халифа. Конструкции с контрфорсными ядрами характеризуются особой устойчивостью и не занимают своей структурой пространство внутри здания. Теоретически схема контрфорсного ядра позволит строить небоскребы гораздо выше Бурдж-Халифа. Возможно, в два раза и более.
Другим примером является конструкция Эйфелевой башни в Париже с широко разнесенными в стороны точками опоры. Такие решения требуют больших площадей для основания фундамента, но так построены Египетские пирамиды, так вырастает в природе любая гора.
Новейшие технологии строительства
Следующим решением может стать разработка совершенно новых строительных материалов и технологий строительства на их основе. Некоторые архитекторы самоуверенно утверждают, что способны сконструировать и возвести сооружение высотой в два и даже три километра. Но это потребует колоссальных капиталовложений. Найдутся ли охотники их предоставить, неизвестно. Например, японцы планировали возвести в Токио гиганта высотой четыре километра, но стоимость строительства и огромная площадь фундамента заставили их отказаться от этой затеи.
Можно ли преодолеть планку высоты?
Теоретически можно построить здание высотой с Эверест, однако с фундаментом, сопоставимым по площади с основанием этой горы, то есть около 4 тысяч квадратных километров. Если учесть, что небоскребы на 85% состоят из пустоты, то подобное здание по сопоставимому весу с Эверестом могло бы достигнуть высоты почти шестидесяти километров.
Однако, никто не отменял проблему предела прочности материалов. При таких массах и высотах давление внутри материала у основания или в фундаменте будет достигать колоссальных значений, материалы начнут попросту саморазрушаться, и наши небоскребы посыплются, как замки из песка на морском пляже. А землетрясения, ветровая нагрузка, геологическая структура пород под фундаментом, естественное старение и т.д и т.п.? Стоит ли овчинка выделки? Ведь это уже не будет иметь ничего общего со здравым смыслом.
