Класична конструкція будівлі передбачає несучі стіни і перекриття. Однак подібна структура стає нестійкою, якщо висота будівлі сильно перевищує ширину. Тому інженерам перших висоток довелося відійти від традиційної архітектури і створювати будови як якусь цілісну конструкцію з несучим сталевим каркасом. У сучасних хмарочосів каркас починається під землею з паль і являє собою сталеві трубчасті ферми, що тягнуться до самої вершини будівлі. Стіни навколо такого каркаса швидше носять декоративний характер, ніж виступають силовим елементом. Уявіть собі Ейфелеву вежу, обтягнуту «шкаралупою» зі скла і металу, - саме так виглядає сучасний хмарочос з точки зору конструкції.
Сильний вітер є не меншим перешкодою при таких висотах. Дуже часто форма хмарочоса буває продиктована не тільки естетичними поглядами архітектора, але і аеродинамікою. Для зниження впливу поривів вітру висотні будівлі намагаються робити нерівномірними по висоті. Досить непростим завданням є підведення комунікацій. Інженерам доводиться думати, як підняти воду на висоту в півкілометра. Для зниження навантаження на трубопроводи підйом води проводиться за допомогою каскаду насосів, розташованих по всій висоті споруди.
Безліч проблем, що виникають при будівництві хмарочосів, породжує дуже цікаві рішення, а негативні чинники часто використовуються архітекторами на благо. Це чітко видно як в існуючих хмарочосах, так і в концептуальних моделях майбутнього.
Найграндіозніші будови останніх років
Бурдж-Халіфа
Королівська вежа
Тайбей 101
Шанхайський всесвітній фінансовий центр
Міжнародний комерційний центр
вежі Петронас
Круїзний лайнер «Oasis of the Seas»
Ан-225 «Мрія»
Довжина: 84 м
Розмах крил: 88,4 м
Рік побудови: 1988
Найбільший в світі транспортний літак був спроектований і побудований на Київському механічному заводі в 1988 році.
Бурдж-Халіфа: вертикальний місто
Це найвищий з нині існуючих небоскрeбов і найвища рукотворна споруда на планеті (висота зі шпилем - 828 м). Для зведення подібного гіганта архітекторам і конструкторам довелося неабияк поламати голову над побудовою інфраструктури будівлі. Так як температура в Дубаї часто перевищує 40 ° C, від архітекторів вимагали проведення колосальних робіт по забезпеченню мікроклімату всередині хмарочоса.Було розроблено спеціальне скління, здатне відображати ультрафіолетове і інфрачервоне випромінювання. Також була створена система вентиляції, що дозволяє ефективно використовувати енергію вітру для зниження енерговитрат і забезпечення комфортних умов у всіх куточках будівлі. Щоб надати споруді особливу атмосферу, був розроблений спеціальний ароматичний склад, що додається в повітря в системі очищення.
Найвищий в світі небоскрeб також може похвалитися і найшвидкіснішими ліфтами - вони здатні розвивати швидкість до 10 м / с. Варто, щоправда, відзначити, що ліфти тягти не через весь небоскрeб, а піднімають людей тільки між проміжними холами на 43-му, 76-му і 123-му поверхах. У підніжжя хмарочоса в штучному озері площею 12 га знаходиться музичний фонтан «Дубай», висота струменів якого досягає 150 м.
Цікаві факти. Вартість споруди склала $ 1,5 млрд, архітектором будівлі виступив американець Едріан Сміт. Підрядником стало будівельний підрозділ компанії Samsung. Спеціально для будівництва хмарочоса був розроблений особливий бетон, який може витримувати високу температуру. Заливали його виключно вночі, коли температура повітря опускалася нижче 30 ° C, при цьому в розчин додавали лід.
Обертається вежа: на вістрі технологій. Динамічна архітектура.
Однією з найцікавіших концепцій майбутнього є хмарочоси з динамічною архітектурою. «Динамічна вежа» - будівля, плановане будівництво в місті Дубай в Об'єднаних Арабських Еміратах, - дійсно вражає уяву. Величезний 420-метровий хмарочос буде складатися з центральної вежі і «нанизаних» на неї поверхів, здатних обертатися індивідуально. Це дозволить перетворювати вид хмарочоса в будь-який час доби.Комусь може здатися, що така конструкція зажадає величезної кількості енергії, і вартість експлуатації будівлі буквально злетить до небес. Однак, за словами архітекторів, електроенергію зможе виробляти сама будівля. Між кожним поверхом буде розташовуватися вітряна турбіна, а самі поверхи будуть покриті панелями сонячних батарей. Це більше 0,3 МВт електрики від кожного елемента, щорічно в сумі дають 1 200 000 кВт · год.
Шанхайський всесвітній фінансовий центр
Архітектори спроектували будівлю таким чином, що воно здатне витримати землетрус у сім балів, а ризик раптового обвалення фасаду практично відсутня. При цьому весь хмарочос, включаючи постамент, скляний. Фасад будівлі виконано з ламінованого скла, яке покращує оптичні, акустичні та енергозберігаючі характеристики. Зовні матеріал має перлинно-сріблястий відлив, зсередини він повністю прозорий. Кожен 12-й поверх будівлі є захищеним і призначений для того, щоб приховати від пожежі людей в разі загоряння.
Висячі сади Семіраміди XXI століття. Вертикальні ферми.
Вітчизняному обивателеві чуже поняття нестачі життєвого простору, однак в таких країнах, як Японія, Корея, Малайзія, і багатьох інших ця проблема дає про себе знати в повну силу. Кількість земель, придатних для вирощування сільськогосподарських культур, тут вельми обмежена. Одним з найцікавіших рішень цієї проблеми є так звані «вертикальні ферми». Подібні споруди дозволять замінити серйозні площі теплиць, адже доступні для оренди простору в сучасних хмарочосах складають десятки тисяч квадратних метрів.Штаб-квартира The New York Times
Будівля головного офісу одного з найстаріших ЗМІ Сполучених Штатів - The New York Times - зовні нічим не видає свої відмінності від типових сучасних небоскрeбов Америки. Однак 52-поверхова споруда зі скла, бетону і кераміки таїть в собі досить високотехнологічну начинку. Чотири торця хрестоподібного будівлі покриті керамічними трубками, що блокують доступ прямих сонячних променів до скління. Саме скло виконане за технологією максимального пропускання видимого спектру світла і відображення інфрачервоного і ультрафіолетового випромінювання. Доповнюють картину 18 000 індивідуально регульованих ламп. Система кондиціювання розміщена під фальшполом, що дозволяє більш рівномірно розподіляти надходить повітря.Цікаві факти. Вартість споруди склала $ 600 млн. Нижній поверх будівлі залишається повністю прозорим і відкритим, а перехожі можуть бачити, що відбувається в холі. Даний хмарочос є самим екологічним будівлею Нью-Йорка, однак проект так і не отримав сертифікат LEED (Leadership in Energy and Environmental Design - лідерство в енергозберігаючому та екологічному проектуванні).
Концепти майбутнього: підводне царство. Небоскрeб навпаки.
Борючись з нестачею життєвого простору, архітектори часом народжують дуже цікаві концепції. Так, існує цілий ряд проектів небоскрeбов, розташованих під водою. У подібного рішення є кілька дуже суттєвих переваг. У теплих широтах, при нестачі територій суші, така споруда довелося б дуже до речі: не потрібно витрачати багато енергії наохолодження (що має велике значення при жаркому кліматі) і підведення комунікацій до верхніх поверхів - більш того, будівля саме може виробляти достатньо електрики за рахунок енергії хвиль.
Такому «водоскрeбу» не страшні землетруси (вода цілком здатна амортизувати навіть дуже сильні поштовхи). При грамотній реалізації модульної конструкції порятунок в разі пожежі або часткового руйнування можна реалізувати за рахунок відділення модулів і їх підйому за допомогою надувних баллонетом. Найбільш близькі до цієї концепції плаваючий острів Project Utopia компанії BMT Nigel Gee, а також «водоскрeб» (Water-Scraper) архітектора Сарл Адре Бін Саркума.
GT Tower East: хвиляста архітектура
Небоскрeб GT Tower East, що розташувався посеред Сеула в Південній Кореї, хоча і не дуже високий (130 м), але різко вибивається зі свого оточення. Причина - екстравагантний зовнішній вигляд: будівля ніби злегка розтануло і пішло хвилями. Така задумка архітекторів Петера Ковенберга і Едгара Бозман з голландського бюро ArchitectenConsort. Їх високотехнологічне дітище немов насміхається над старою архітектурою, де стіни складали основу і запорука міцності конструкції. Однак переваги цього хмарочоса не обмежуються зовнішнім виглядом. Архітектори постаралися максимально підготувати будівлю до майбутнього.Так, єдиними фіксованими складовими на поверхах є компактне ядро будівлі і серія колон по периметру. Решту обсягу можуть бути сплановані орендарями на свій розсуд. Це дуже важливо з урахуванням того, що тенденції в плануванні приміщень постійно змінюються. Задіяні в будівлі і технології енергозбереження: вентиляція і освітлення, вбудовані в підлогу і стелю, частково забезпечуються за рахунок енергії від сонячних батарей, розташованих по всьому фасаду. У той же час велике скління (з боку здається, що вікна тягнуться від фундаменту до самого даху) дозволяє значно заощадити на освітленні в світлий час доби.
Цікаві факти. Завдяки хвилеподібним вигинів фасаду створюється цікавий візуальний ефект, заломлює відображення неба, сонячних променів і стоять поруч будівель. Творці проекту застосували в конструкції унікального хмарочоса новітні системи екологічної стійкості, які забезпечать персоналу комфортну роботу: встановлення сонячних батарей для вироблення електроенергії, ізоляція фасадів, сучасні системи вентиляції.
Екстрені ситуації: безпека понад усе. А що якщо пожежа?
Однією з найважливіших проблем, що проявилися при будівництві хмарочосів, став порятунок з них у разі форс-мажорних ситуацій - наприклад, пожежі або землетрусу. Класичні пожежні сходи різко втрачають ефективність, якщо кількість поверхів перевищує кілька десятків. В результаті архітекторам доводиться шукати інші рішення проблеми пожежної безпеки. Наприклад, творці вже згаданого небоскрeба Бурдж-Халіфа, замість того щоб залишати будівлю з високих поверхів під час пожежі, пропонують сховатися в спеціальних герметичних сховищах, розташованих на прийнятному видаленні від будь-якої точки будівлі.Є і більш екстравагантні рішення, такі як набирає популярність система «Baker Life Chute». Вона являє собою жолоб-сітку, яку в разі пожежі спускають одним кінцем з вікна, а пожежна команда знизу закріплює її на деякому віддаленні від будівлі. Залишають будівля люди скочуються по жолобу вниз, а натяг дозволяє плавно знизити швидкість падіння у землі.
ФОТО: Aguaviva, NormanChan, Chang-ChihLiao, zadirakavladislav, yuliufu, Essa Mohammad, Joe Skipper, smilingsunray, Anna Omelchenko, xy, zhudifeng, NikolausEssenwanger / Fotolia.com; «Легіон-Медіа»; T.R.Hamzah Yeang Sdn. Bhd. International; Dynamic Communications Limited; BMT Group Ltd .; Mohammed Salem / Reuters; Alamy / Diomedia.com; Mark Lennihan / AP Photo; ConsortArchitects bv; Marshall Gerometta / CTBUH; SSgt Christopher A. Marasky / U.S. Air Force