Башни высокого статуса

Небоскребами принято называть здания высотой более 30 этажей, или 100 метров. Таких построек сегодня множество. В Гонконге их больше всего — около 3 500, в Нью-Йорке — почти 1 000, в Токио — более 500, в Шанхае и Бангкоке — по 400, в Сеуле, Сингапуре и Чикаго — по 300, в Москве — немногим более 100. Без строительства высотных зданий невозможно представить развитие современных мегаполисов, однако практика показала, что оно не всегда экономически оправданно. Перейдя уровень в 70 этажей, небоскребы становятся предприятием рискованным с точки зрения инвестиций и могут долго не окупаться. К примеру, самое высокое здание Нью-Йорка, Эмпайер Стейт Билдинг, многие годы стояло пустым, и его даже прозвали Эмпайер Эмпти Билдинг. Только после Великой депрессии небоскреб привлек внимание арендаторов и стал приносить владельцам прибыль. И все же, несмотря на риск потерять деньги, супервысокие здания (более 70 этажей) строятся и будут строиться. Причин такого «упрямства» много, среди которых не последнюю роль играют и национальная гордость, и амбиции застройщиков.
Правда, развитые страны уже переболели супервысотным строительством. Так, среди самых высоких небоскребов последнего десятилетия почти половина была построена в Китае и лишь немногим более 10% в США. Дэвид Чайлдс, ведущий архитектор нью-йоркского отделения компании SOM, построивший множество небоскребов, считает, что «выше 65 или 70 этажей здания теряют всякую логику. Для них непропорционально увеличиваются затраты на сохранение стабильности и слишком большая площадь выделяется под лифты». Дело в том, что чем выше здание, тем больше в нем требуется лифтов. Так, в каждой из башен ВТЦ два этажа — 44-й и 78-й — полностью были заняты лифтовым хозяйством, где пассажиры выходили для пересадки. Поэтому неудивительно, что при разработке своего варианта башни «Свобода», которую построят на месте рухнувших «близнецов», Чайлдс увенчал здание символичным шпилем. Этот шпиль составит почти пятую часть высоты всего сооружения и лишь декоративно восстановит доминанту бывшего ВТЦ.
Среди самых грандиозных еще не достроенных небоскребов выделяется башня «Дубай» (Burj Dubai) в Объединенных Арабских Эмиратах. Ее стоимость около 8 миллиардов долларов США, а высота официально держится в секрете, но, согласно оценкам некоторых специалистов, она достигнет отметки 810 метров. Новые башни высотой больше 100 этажей строятся сегодня в Сеуле, Катаре, Шанхае, Гонконге. Любопытно, что пример Юго-Восточной Азии и Ближнего Востока оказался заразительным и вызвал волну интереса к небоскребостроению в США. Например, в Чикаго, в том самом городе, который в XX веке соперничал с Нью-Йорком за первенство в строительстве высочайших башен, недавно объявили о готовности построить 124-этажное скульптурное здание компании «Фордем» (Fordham Spire) в виде гигантского штопора высотой 610 метров по проекту Сантьяго Калатравы.

Можно ли построить красивый небоскреб?

Однажды японcкому архитектору Тадао Андо, автору многих музеев современного искусства (на острове Наосима, в Техасе, Париже), заказали проект небоскреба. Уделив немало времени этой задаче, маэстро отказался от заказа, заявив, будто выше определенной высоты архитектуры быть не может. С этим мнением, однако, можно поспорить. Благодаря новым технологиям и материалам специалисты научились создавать эффектные высотные сооружения. Наиболее интересные — три проекта ведущих европейских архитекторов: итальянца Ренцо Пьяно, испанца Сантьяго Калатравы и француза Жана Нувеля.
Первый проект обещает нам весьма необычную башню, которая станет новой штаб-квартирой газеты «Нью-Йорк Таймс». Главное, что удалось ее создателю, Ренцо Пьяно, — это дематериализовать огромную махину 319-метрового здания с помощью необычных фасадов. Они словно парят в воздухе как легкие, не касающиеся друг друга экраны, собранные из множества белых керамических трубочек. Второе здание тоже планируют возвести в Нью-Йорке. Его автор Сантьяго Калатрава — одновременно архитектор, скульптор и инженер. Он предложил воплотить здесь идею своей знаменитой скульптуры «Бегущий торс». Здание Калатравы высотой 255 метров характеризуют 12 кубов, висящих в шахматном порядке. Каждый из них поддерживается центральным бетонным остовом, а оригинальная стальная конструкция придает им механическую стабильность. Кубы эти — четырехэтажные особняки в небе, а в остове спрятаны лифты и лестницы. На презентации этого проекта зодчий заявил: «Мы не можем сказать, будто форма следует функции, скорее, наоборот — функция следует форме, и это работает».
И, наконец, по-настоящему завораживает проект хай-тековской башни «Агбар» (Torre Agbar) Жана Нувеля в Барселоне. Многоцветная 145-метровая башня, словно пуля, выстреливающая из-под земли, очень точно вписывается в контекст изобилующего яркими контрастами южного города. Башня «Агбар» привлекает не только своей необычной формой, но и замысловатой многослойной оболочкой, напоминающей чешую фантастической рыбы. Фасад башни состоит из двух прослоек. Первый слой — плотная бетонная скорлупа, облицованная ярко раскрашенными металлическими листами и беспорядочно разбросанными квадратиками окон. Второй слой — система полупрозрачных стеклянных жалюзи, вынесенных на расстояние вытянутой руки.
Подобные прослойки, или так называемые системы двойного фасада, все чаще применяются в современном строительстве. Они обеспечивают естественное вентилирование внутренних помещений, что экономит площадь, занимаемую ненужными здесь воздухопроводами и кондиционерами. В зимнее время фасадная прослойка, подобно воздушному буферу, задерживает выход тепла наружу. А летом, наоборот, накопленный за ночь холодный воздух устремляется внутрь. Кроме того, своеобразная вуаль из рифленого стекла придает зданию Нувеля некие мистические очертания, которые ночью становятся особенно выразительными из-за подсветки здания.

Московская пирамида

Проект 118-этажной башни «Россия» в новом финансовом районе Москва-Сити предложил английский архитектор Норман Фостер, известный созданием так называемых экологических небоскребов. Устремленную в небо пирамидальную форму московской башни образуют три наклоненные друг к другу пластины со скошенными верхушками на уровне около 600 метров. Широкое у основания и сужающееся кверху здание представляет собой эффективную композицию, обеспечивающую максимум устойчивости с наименьшими конструктивными затратами и более выгодной планировкой. Необычное веерное расположение колонн, простирающихся диагонально от основания вверх, повышает сопротивляемость башни сильным ветрам. В этом вертикальном городе будут жить, работать и отдыхать 25 тысяч человек. Под центральным пирамидальным куполом, на нижних этажах, будут соседствовать многоярусный торговый центр, ледяной каток и сады. В автономных объемах, образующих в плане трилистник, разместятся гостиничный, офисный и жилой комплексы. Верхние этажи займут двух- и трехэтажные квартиры с садами и панорамными видами города. У тех, кто сможет себе позволить в них жить, появится уникальная возможность за считанные минуты сбежать от городской суеты и шума, но остаться при этом в сердце Москвы.
«Россия» органично войдет в панораму города. Композиционно ее нетрудно представить в компании со знаменитой семеркой сталинских высоток. Но это уже башня нового типа. Завернутая в тройную стеклянную оболочку, она окажется, пожалуй, первым в Москве зданием, экономно использующим энергоресурсы. Например, встроенные в фасад фотоэлементы будут не только генерировать энергию, необходимую для небоскреба, но и поставлять ее излишки обратно в городскую сеть. Если бы башня «Россия» была построена сейчас, то легко бы отобрала статус самого высокого здания в мире. Однако в разных странах на стадии строительства находится сразу несколько еще более амбициозных сооружений.

Башня «Херста»

С 2006 году завершилось строительство башни корпорации «Херст» (Hearst Tower) в Нью-Йорке (архитектор Норман Фостер). Диагонально перекрещенные стальные балки, образующие ее каркас, используют преимущества треугольника как наиболее стабильной и жесткой геометрической фигуры. Оригинальная конструкция позволила избежать вертикальных колонн по углам и увеличить расстояние между опорами, что обеспечило более удобную внутреннюю планировку. К тому же на возведение 46-этажной башни понадобилось на 20% меньше стали, чем ушло бы на строительство аналогичной «прямолинейной» структуры. Диагональные линии визуально разбивают крупную комплекцию здания, придавая ей легкость и динамику. Фасады облицованы энергосберегающим стеклом, а специальные цистерны собирают дождевую воду, которая затем идет на бытовые цели. Другая новинка — умные лифты. В их кабинах нет привычных кнопок, потому что они находятся под контролем центрального компьютера. На каждом этаже установлены пульты управления. Пассажиры вводят на клавиатуре нужный этаж, а в ответ машина выдает номер лифта, которым следует воспользоваться, чтобы добраться до цели с наименьшим количеством остановок.

Где же предел?

Может показаться, что предельная высота современных небоскребов скоро будет достигнута, и строить выше станет уже невозможно. Но это не так. Согласно инженерным исследованиям, небоскреб в 1 000 этажей, то есть высотой более 3 км, — осуществимая задача уже при современном уровне техники. Причем решаема даже проблема сильных ветров и землетрясений (правда, при этом же современном уровне техники строительство никогда не окупится). Нужно, однако, учитывать, что супервысокие башни должны, с одной стороны, быть достаточно прочными и жесткими для сопротивления ветровым нагрузкам, а с другой — обладать способностью изгибаться не ломаясь, чтобы неизбежные колебания не приводили к разрушению структуры. В обычных зданиях, у которых отношение высоты к ширине составляет 1:8, правильные значения прочности и гибкости достигаются традиционными конструкциями. В более высоких башнях, обладающих достаточно низкой частотой собственных колебаний, для уменьшения эффекта раскачивания, устанавливают даже специальные демпферы (глушители) — многотонные шары-маятники, уменьшающие колебания зданий во время ураганов и землетрясений.
Несмотря на заманчивую перспективу строить все более высокие башни, проблема спасения людей в случае их обрушения или возгорания стоит как никогда остро. И эта проблема как раз из разряда тех, что могут поставить предел высоте небоскребов. Специалисты продолжают искать новые способы повысить их безопасность. Один из путей — устраивать спасательные лестницы так, чтобы люди, где бы они в здании ни находились, смогли быстро ими воспользоваться. Сами лестницы надо защищать огнеупорными бетонными стенами увеличенной толщины. Очевидное решение состоит также в создании дополнительных отсеков на разных высотах, где можно укрыться от огня.
Как бы ни были велики затраты на оснащение высотного здания, достигнуть абсолютной безопасности невозможно. Это касается не только небоскребов, но и любых объектов, рассчитанных на множество посетителей. Поэтому главное, чтобы здание хотя бы непродолжительное время (несколько часов, пока идет эвакуация людей) выдерживало сильнейшие нагрузки и частичные разрушения.
Итак, сумасшествие ли строить небоскребы рекордной высоты, если мы уже превысили отметку в 70 этажей, которая считается наиболее рациональной? Многие специалисты полагают, что было бы неразумно как раз прекращать высотное строительство. Обеспечить людям комфортное проживание и работу в густонаселенных мегаполисах — задача для градостроителей не из легких. Она побуждает разрабатывать проекты высокотехнологичных и «экологических» высоток с требуемым строительными нормами уровнем безопасности. Для подобных проектов понадобятся новые строительные и конструкционные материалы, новые технологии возведения зданий, особые инженерные системы. В общем, перестав строить небоскребы, мы лишим нашу науку и промышленность одного из факторов развития.

Три кита небоскребостроения

Стальные каркасы, лифты и кондиционирование — вот три фактора, проложивших дорогу супервысотному строительству. Без любой из этих составляющих возвести современный небоскреб было бы невозможно. Стальные элементы компактнее, прочнее и гибче бетонных, хотя от бетона не отказываются совсем. Он дешев, более огнестойкий, но и более хрупкий. У каждого из этих материалов — свои преимущества. Поэтому в небоскребах применяют оба типа конструкций, и их характеристики непрерывно совершенствуют. С лифтами все понятно — без них подниматься на высокие этажи было бы неудобно. А вот кондиционирование башенных помещений, казалось бы, совсем не обязательно: многие высотки в США были построены задолго до изобретения эффективных кондиционеров. Тоненькие романтические небоскребы начала XX века — 77-этажный Крайслер Билдинг (Chrysler Building) или 71-этажная башня 40 Уолл-стрит на Манхэттене — не имеют помещений без окон и вентилируются естественным образом (как и большинство старых жилых домов). Конечно, сейчас в них устанавливают кондиционеры для большего комфорта, но в принципе в умеренном климате можно обходиться и без них. Однако сегодняшние небоскребы-гиганты выше, массивнее, расстояния между окнами в них больше. При проектировании таких сооружений создают множество внутренних безоконных помещений, а там уже применяют принудительную вентиляцию и кондиционирование.