Самые высокие здания в мире или зачем нам нужны небоскребы

Январь 2010 года – в Дубае происходит грандиозное событие – открытие самого высокого здания в мире Бурдж-Халифа. Больше десяти лет здание является самым высоким проектом, который удалось построить человечеству. Но, годы идут, технологии тоже не стоят на месте, а привкус славы не дает покоя многим государствам. А это значит, что лидерство небоскреба «Burj Khalifa» совсем скоро может стать вчерашним днем. А все дело в том, что в Саудовской Аравии сейчас идет строительство нового рекордсмена «Jeddah Tower», высота которого должна превысить километр. Попробуем разобраться, зачем миру такие большие сооружения, безопасны ли они и как влияют на экономику страны.

На протяжении существования всего человечества, люди всегда строили высокие сооружения, такие как египетские пирамиды, Тадж-Махал, Эйфелева башня или готические соборы. Но с наступлением новой эры современных технологий, исторические здания заменили стеклянные башни, или как принято их называть небоскребы. Высокие здания активно начали строить приблизительно 150 лет назад, когда вместо лестниц популярными стали лифты. Если раньше люди не охотно выбирали верхние этажи, то сегодня это самые дорогие квадратные метры, ведь наверху вид лучше и воздух чище.

Настоящий бум на небоскребы начался в США, которые долгое время оставались главной «ареной» небоскребов. По сегодняшний день в этой стране за лидерство соревнуются два финансовых центра США – Нью-Йорк и Чикаго. Первым небоскребом считается «Home Insurance Building», высота которого составляет 42 метра, он был возведен в Чикаго в 1885 году. Почти через 100 лет в 1973-м здесь появился «Willis Tower» с высотой 442 метра. По замыслу архитектурной фирмы SOM этот небоскреб был создан, чтобы превзойти самые высокие на тот момент башни «World Trade Center» в Нью-Йорке с высотой 417 метров. К сожалению, 11 сентября 2001 года «близнецы» были разрушены во время теракта. Сейчас на их месте находится самое высокое здание в Западном полушарии — башня «One» с высотой 541 метр. Небоскреб был спроектирован тем же бюро SOM.

Первым, кому пришло в голову побить рекорд по строению километрового здания, стал американских архитекторов Фрэнк Ллойд Райт. В 1956 году он предложил проект «The Illinois», высота которого должна была быть 1 739 метров. Но из-за серии причин, таких как рентабельность, безопасность и обеспечение энергией, проект не был реализован.

Казалось бы, зачем тратить деньги на строение высоток и зачем это соперничество. И вообще, насколько безопасны ли такие «игры». Но, на все эти вопросы есть ответы, которые более чем логичны.

Строительство небоскребов – удовольствие не из дешевых и очень влияет на бюджет страны. Именно поэтому, суперсооружения сейчас не проектируют в США и Европе. Вместо них за это дело взялись страны востока, где финансовый климат куда более благополучный. Кроме того, как гласит исследование Washington Post, башни-рекордсмены обычно строят в странах с недемократическим режимом. Лидеры авторитарных государств склонны тратить больше денег на менее полезные для общества начинания, ведь им не нужно зарабатывать рейтинг накануне выборов. Помимо этого, высокие здания – это ничто другое, как воплощение амбиций правителей государств. Иными словами, некая ярмарка тщеславия.

С другой стороны, с этим исследование можно не согласиться, если для примера брать Бурдж-Халифа в ОАЭ. Несмотря на то, что треть здания непригодны для эксплуатации, затраты строительства окупились в первый же год. Стоимость строительства составила полтора миллиарда долларов, но продажа и аренда помещений окупили проект за считанные месяцы. Только на продаже помещений небоскреба, прибыль превысила четыре миллиарда долларов. С момента открытия прошло почти 10 лет, а здание продолжает приносить прибыль стране. Миллионы людей специально едут в Дубай, чтобы посмотреть на новое чудо света. Таким образом, количество туристов в Дубае с начала 2010-го увеличилось в два раза до значения в 16 миллионов человек в год.

Слава Дубая и плоды, которые принес небоскреб, не дают покоя Саудовской Аравии, поэтому, государство Персидского залива заявило о строительстве небоскреба «Jeddah Tower», который должен превысить высоту километр и тем самым побить рекорд ОАЭ. Дата завершения проекта пока неизвестна.

Тем временем, о намерении построить самое высокое здание в мире заявил Кувейт. Высота строящегося небоскреба в Кувейте Бурдж Мубарак аль-Кабир также должна превысить километр. Здание будет состоять из трех закрученных лезвий, что сделает здание более устойчивым. Чтобы снизить нагрузку от ветра, вдоль всей поверхности башен сделают вертикальные закрылки, как на крыльях самолета, — такой прием в архитектуре будет применен впервые. Открытие небоскреба запланировано на 2030-й год.

Но эмират Дубай предвидел такое разворачивание событий и уже начал строительство новой башни «Creek Tower», высота которой составит до 1400 метров. Точную цифру держат в секрете, чтобы другие государства не побили их рекорд. Архитектором данного проекта является Сантьяго Калатравы, автор «Города искусств и науки» в Валенсии и башни «Turning Torso в Мальме». Благодаря открытию «Creek Tower», власти эмирата еще больше ослабят зависимость страны от нефти и сделают большой вклад в развитие туризма страны.

По идее башня «Creek Tower» не будет такой, как другие небоскребы. На верхней части сделают ресторан, отель и обзорною площадку, которые будут занимать 20 этажей здания. Башню будут поддерживать самые длинные стальные тросы-оттяжки. К сожалению, из-за пандемии небоскреб не успели открыть до EXPO-2020, поэтому открытие планируют до конца 2022 года. А это значит, что скорее всего, Думай так и останется рекордсменом.

Для того, чтобы сделать километровый небоскреб, нужно не только деньги, но и инновационные технологии, которые помогут решить проблемы в эксплуатации. Например, Бурдж-Халифа вмещает 35 тысяч человек, чтобы было удобно перемещаться здание оснащено сверхскоростными лифтами. На данные момент в разработке лифты без тросов, которые будут двигаться быстрее чем 20 метров за секунду. Эти лифты будут двигаться за счет магнитного привода, что позволит передвигаться не только вертикально, но и в горизонтальной плоскости. Такая система занимает меньше места и требует меньше энергии, чем тросовая. Первый такой лифт будет установлен в 2023 году в берлинском «East Side Tower».

Но, благодаря гонке небоскребов появляются и другие инженерные инновации, такие как способы поднятия жидкого бетона на высоту, разработка нового полимерно-бурового раствора для свай, а также краны-кенгуру.

В странах с огромным количеством населения высотное строительство – самый эффективный способ решения проблем с жильем. В первую очередь это касается Азии. Кроме этого аспекта, в этой части мира есть вторая проблема – сейсмическая активность, поэтому архитекторам и инженерам приходится уделять особое внимание устойчивости небоскребов.

Раскачивать их может и сильный ветер. С этой проблемой справляются инерционные демпферы — устройства, снижающие вибрации в здании. Самый большой демпфер находится в тайванской высотке Тайбэй 101, высота которого составляет 509 метров. Демпфер – это шар-маятник весом 660 тонн, установленный на верхнем этаже. Благодаря ему строение выдерживает ветровые нагрузки, а его верх остается практически неподвижным даже при землетрясении. Вместе с тем нижнюю часть здания сделали из прочных, но гибких материалов, чтобы она, наоборот, двигалась во время землетрясения, но не разрушалась.

Если брать здание Бурдж-Халифа, от ветра его спасает ребристая форма фасада, которая направляет потоки воздуха в разные стороны, тем самым разрушая их целостность. В свою очередь Шанхайскую башню сделали обтекаемой формы, и это снизило ветровую нагрузку на 24%.

Еще одна задача для архитекторов — придумать, как защитить людей от пожаров и терактов. Спускаться по эвакуационным лестницам десятки этажей слишком долго, утомительно и не всегда безопасно, поэтому для высоких зданий специалисты создали огнеубежища. Такие помещения делают из железобетона и листового огнеупорного покрытия, чтобы в них люди могли укрыться и ждать спасения.

Высотки всегда требуют огромного количества энергии, поэтому на них часто тестируют зеленые технологии. Например, небоскреб Бурдж-Халифа полностью энергонезависим за счет солнечных батарей на фасаде и встроенных ветротурбин. Архитектурные фирмы иногда и вовсе превращают свои небоскребы в вертикальные леса, как это сделала MVRDV с высоткой Vanke 3D City в Шанхае.

Одними парками на крыше туристов уже не удивишь, поэтому архитекторы придумывают, как небоскреб сделать более увлекательным. Например, на обзорных площадках небоскребов владельцы часто делают пребывание более экстремальным. Например, в чикагской башне «Willis Tower» на уровне 103-го этажа есть балконы со стеклянным полом, а в шанхайской «Jin Mao Tower» — площадки без ограждения, по которым можно гулять со страховкой.

В Бурдж-Халифа пошли дальше и сделали интерактивный пол-экран: посетители будто ходят по стеклянному полу 125-го этажа, который трескается у них под ногами. Еще в Бурдж-Халифа на высоте 400 метров находится панорамный ресторан «At.mosphere», так что поужинать можно с впечатляющим видом. Главное, забронировать стол заранее, к примеру за неделю до посещения.

В небоскребах иногда даже буквально размещают аттракционы. Например, в башне банка США в Чикаго есть стеклянная горка между двумя этажами, которая расположена снаружи фасада. А на крыше небоскреба «Stratosphere» в Лас-Вегасе посетители могут покататься на карусели на высоте 250 метров, выехать в небольшом вагончике за пределы крыши или же ощутить свободное падение на катапульте. В некоторых небоскребах оборудуют небольшие музеи, где рассказывают о том, как эти объекты возводили. А иногда разрешают увидеть и саму конструкцию высотки. Например, в Тайбэй 101 посетителям показывают тот самый шар-маятник, который спасает здание от ветра и землетрясений.