По мере того, как население мира растет, у людей возникает необходимость жить среди облаков. И в связи с этим появляется много проблем, связанных с тем, как построить все более высокие здания. В небоскребах есть много такого, чего не знает большинство людей. Часто строительство небоскребов влияет не только на нашу жизнь, но и на окружающую природу. В этом списке предлагаем вам рассмотреть то, чем небоскребы могут стать для нас в будущем.
10. Насколько высоким может быть здание?
Фото: CityLab
На сегодняшний день самым высоким зданием в мире является небоскреб Бурдж-Халифа (Burj Khalifa) в Дубае высотой 830 метров. Однако в Саудовской Аравии строится еще одно здание, высота которого будет более 1 километра, его называют Башня Джидды (Jeddah). В то же время в Токио в недалеком будущем планируют построить небоскреб высотой 1700 метров. Итак, возникает вопрос, есть ли ограничение по высоте небоскребов, которые мы можем построить?
Ответ заключается в том, что в определенный момент небоскребы не смогут быть выше. Здание может иметь любую высоту, если его основание достаточно широко, чтобы поддерживать конструкцию. Но из-за того, что Земля неровная, как основание, так и высота здания будут иметь предел. Однако, мы все еще далеки от достижения этого предела. По словам инженера Бурдж-Халифы, мы можем построить небоскреб, который будет «выше самой высокой горы» в мире. Это значит, что в строительной инженерии нет предела, когда речь идет о строительстве самых высоких зданий. Если будут решены такие проблемы, как вид используемых материалов, форма конструкции, климатические факторы, то, конечно, мы сможем их построить.
На рисунке выше показана концепция самого высокого небоскреба, который мы можем построить, опираясь на доступные технологии. Он получил название Икс-Сид 4000 (X-Seed 4000). Это гипотетический небоскреб высотой 4 километра с диаметром основания 6 километров. Это строение размером с гору будет способно вместить до одного миллиона человек. Чертежи этого здания готовы, хотя не похоже, что Икс-Сид 4000 будет построен в ближайшее время. Проблема с этим небоскребом не в технологии, а в том, что его строительство обойдется в 1,4 трлн. долларов, и вряд ли кто-то захочет платить такие деньги.
9. Мы строили их на протяжении веков
Фото: Emad Victor SHENOUDA
Термин «небоскреб» впервые использовали почти полтора века назад. Однако утверждение о том, что до этого времени не было других небоскребов, может означать определенный недостаток знаний об архитектурных чудесах, которые создавали наши предки. На протяжении тысячелетий люди создавали здания, способные достигать небес. Официально небоскребом считается очень высокое здание, в котором могут жить люди. Общее для всего мира правило состоит в том, что небоскреб, независимо от его размеров, должен возвышаться над остальными зданиями в городе, чтобы его могли считать таковым. Более того, когда в конце 19 века этот термин вошел в употребление, здания с более чем десятью этажами уже были небоскребами.
Позже к этой концепции добавились и другие требования: например, более половины небоскреба должно быть пригодным для жилья. Таким образом, такие конструкции, как пирамиды, не могут называться небоскребами, потому что служили гробницами, прочными, но непригодными для жизни. Наши современные башни связи и наблюдения также не в счет. Однако в третьем веке до нашей эры династия Птолемеев построила в Египте так называемый Александрийский маяк. Это строение достигало в высоту 135 метров, и, как следует из названия, служило ориентиром для кораблей в этом районе. Но помимо этого, внутри маяка было 364 комнаты и несколько галерей для туристов. Очевидно, это было городское строение, а не просто высокая башня.
В 516 году н. э. китайцы построили пагоду Йоннин (Yongning) - храм высотой 137 метров. Хотя сегодня этого здания уже не существует, некоторые древние описания свидетельствуют, что оно больше походило на дворец, в котором было около 1000 комнат. Поэтому, возможно, термин «небоскреб» появился недавно, но «скрести небо» человечество начало очень давно.
8. У небоскребов есть противоположность
Фото: BNKR Arquitectura
Необязательно строить большие здания исключительно на поверхности Земли. Их также можно построить под землей и по этой причине назвать «землескребы». Этот тип здания является полной противоположностью обычным небоскребам, поскольку строение уходит вглубь Земли. Благодаря огромному размеру в нем могут размещаться целые сообщества.
Поскольку в историческом центре Мехико высота новостроек ограничивается максимум восемью этажами, фирма BNKR Arquitectura разработала план постройки землескреба непосредственно под центральной площадью города. Подземное здание будет уходить в глубину на 65 этажей, а его конструкция будет напоминать перевернутую пирамиду. Центр здания будет полым, чтобы обеспечить вентиляцию этажей и парков под поверхностью. Самая высокая часть будет покрыта слоем стекла – там, где раньше была площадь. Таким образом, землескреб сможет взаимодействовать с остальной частью города, находящейся на поверхности.
Между тем, у экспертов из Вашингтонского университета (Washington University) в Сент-Луисе есть идея строительства землескреба в заброшенной Лавандовой шахте (Lavender Pit Mine) в Аризоне. Этот подземный небоскреб будет уходить на 274-метровую глубину шахты, и в нем будет все, от жилья до рабочих зон. Верхняя часть землескреба будет накрыта куполом со световыми люками, которые сольются с остальной окружающей средой.
7. Сверхвысокие здания влияют на погоду
Хорошо известно, что городское население изменяет природный баланс, стирая фауну и флору, которые когда-то были в данном месте, чтобы освободить место для современных искусственных сооружений. Будучи людьми, мы обычно не приспосабливаемся к окружающей среде, в которой живем, но адаптируем окружающую среду под нас. Однако большие города влияют не только на живые формы жизни, нам известно, что большие здания оказывают существенное влияние на климат в регионе.
Небоскребы изменяют структуру воздушных потоков в этом районе. Эффект будет зависеть от высоты, на которой расположен поток—у основания здания, вокруг него или над ним. Небоскребы, расположенные рядом друг с другом, создают «аэродинамическую трубу», в которой ветер сильно дует на уровне земли. Между тем, поскольку здание представляет собой «стену», другая часть воздушного потока, загрязненная химическими веществами, поднимается в атмосферу. Эти загрязняющие вещества перемещаются в другие районы, либо оказываются в зонах вокруг здания. В последнем случае накопление в воздухе загрязняющих веществ, вызванное присутствием небоскреба, может оказаться очень вредным для жителей города.
Но самым интересным является так называемый «тепловой эффект». Такие материалы, как бетон или кирпич, используемые для строительства зданий, хорошо поглощают солнечное излучение. Так в течение дня огромный небоскреб поглощает тепло солнечного света. Позже, ночью, тепло небоскреба рассеивается в окружающем воздухе, в результате чего температура в городе остается высокой. Затем снова восходит солнце, и все повторяется, в результате чего температура в городе всегда выше, чем в соседних регионах.
6. Будущие океаноскребы
Фото: Vincent Callebaut
Небоскребы, землескребы – это конструкции, которые возводятся на суше. Но земля - не единственное место, где могут располагаться здания. На самом деле, у нас также есть идея строительства небоскребов на воде, океаноскребов. Несмотря на то, что до сих пор не было построено ни одного океаноскреба, ожидается, что уровень моря значительно повысится в ближайшем будущем, поэтому эти здания могут стать очень полезными. В последнее время было представлено много архитектурных проектов океаноскребов, но один из них особенно выделяется, он называется Икуория (Aequorea).
Океаноскреб Икуория - это проект, созданный архитектором Винсентом Каллебо (Vincent Callebaut), который разработал его для решения проблемы мусора, накопленного в океанах. По его словам, Икуория появится в 2065 году. К тому времени люди будут собирать пластик и другие отходы, разбросанные в море, и смешивать их с эмульсией из водорослей, создавая тем самым податливый материал в виде волокна. Затем, благодаря гигантскому 3-D принтеру, из этого материала построят океаноскреб Икуория. Да, океаноскребы будущего будут сделаны из океанского мусора.
Диаметр этого футуристического здания будет составлять 500 метров, и оно будет простираться на 1 километр в глубину, вмещая 20 000 человек. Большая часть конструкции будет находиться под водой, как айсберг, и здание будет иметь гигантские щупальца, которые будут удерживать его стабильным даже в условиях сильного ветра. Здание будут покрывать гидропонные сады, в то время как продукты питания и другие ресурсы будут добывать из окружающей среды, что делает Икуория совершенно автономным.
5. Небоскребы также могут вызывать землетрясения
Доказано, что подземные толчки могут быть вызваны не только геологическими изменениями, такими как тектонические сдвиги. Их также может провоцировать крупномасштабная деятельность человека, такая как добыча полезных ископаемых или ядерный взрыв. Но то, что случается не так часто - это землетрясение, вызванное небоскребом, вернее два землетрясения.
Тайпей 101 (Taipei 101) – это небоскреб высотой 508 метров, расположенный на Тайване. До того, как в 2003 году завершилось его строительство, район, в котором он находился, был сейсмически спокойным, и в нем не случалось сильных землетрясений. Но уже во время строительства здания количество мелких толчков (называемых микро-землетрясениями) утроилось. Затем, в 2004 году, чуть ниже места расположения Тайпей 101 произошло землетрясение магнитудой 3,8 баллов. Через несколько месяцев в той же точке под зданием произошло еще одно землетрясение магнитудой 3,2 балла.
Для того, чтобы сделать небоскреб Тайпей 101 сейсмоустойчивым, использовались более тяжелые материалы. Поэтому 700 000 - тонная масса здания создает огромное давление на земную кору под ним. Как только небоскреб был завершен, это давление распространилось по всей площади и вызвало землетрясение. После этого случая эксперты пришли к выводу, что этот момент нужно обязательно учитывать при проектировании более высоких зданий.
4. Вертикальный город в небе
Фото: Clouds Architecture Office
После того, как вы ознакомились с предыдущими пунктами, вы знаете, что небоскребы не ограничиваются только уровнем земли. Другой тип «нетрадиционного» небоскреба можно построить прямо в небе, над облаками. Хотя идея может показаться нереальной, вероятность того, что в будущем будет построен парящий небоскреб, довольно высока. Бюро по облачной архитектуре (Clouds Architecture Office), которое также занималось проектами в области космических перевозок, разработало план создания парящего здания, подвешенного к астероиду на орбите.
Перемещение астероидов на орбиту Земли не является невозможным. Фактически, у НАСА когда-то были планы по перенаправлению астероида (или, по крайней мере, большого куска астероида) в 2020-х годах. Исходя из этой концепции, парящее здание будет прикреплено к астероиду, расположенному на высоте 50 000 километров, посредством кабелей с высоким сопротивлением. Небоскреб, получивший название башня Аналемма (Analemma), будет собран из модулей, которые будут добавлять постепенно. Энергией башня будет питаться от солнечных батарей, расположенных наверху, в то время как вода будет поступать непосредственно из облаков. В случае постройки в нижней части здания будут размещаться развлекательные зоны. Выше будут находиться офисы и жилые районы, в то время как в самой высокой части будет храм и погребальная секция.
Расположенные на максимальной высоте 32 километра, верхние этажи будут иметь меньшие окна из-за разницы давлений снаружи и внутри. Готовое здание будет настолько большим, что на верхних этажах солнечный свет будет присутствовать на 40 минут дольше, чем на нижних, что вызвано кривизной Земли. Хотя парящее здание будет перемещаться по многим странам, существует вероятность того, что первоначальный вариант небоскреба будет построен в Дубае, из-за того, что здесь стоимость строительства ниже, чем в других странах.
3. Некоторые высокие здания могут сжечь вас заживо
Фото: © User:Colin/Wikimedia Commons/CC BY-SA-4.0
Может ли небоскреб стать разрушительным оружием? К сожалению, да. Конструкция здания может случайно превратить его в микроволновую печь, что нанесет серьезный ущерб людям. У небоскреба Уолки-Толки (Walkie-Talkie), расположенного в центре Лондона, с одной стороны вогнутая поверхность. Это означает, что, когда от этой стороны отражается солнечный свет, он собирается в узкий луч. Это все равно, что через увеличительное стекло направлять солнечный свет на муравьев. И результат такой же, как от увеличительного стекла – все, расположенное на пути луча от небоскреба, нагревается до температуры 117 градусов по Цельсию.
В 2013 году расплавился автомобиль, припаркованный рядом с небоскребом. А один журналист умудрился даже поджарить яйцо под «тепловым лучом» здания. Человек, который на короткое время окажется в луче света, опалит волосы. Небоскреб стали называть «Поджарискребом». К счастью, в 2014 году здание оборудовали конструкциями для рассеивания отраженного света. Так что теперь пешеходы могут быть спокойнее, оказавшись под ним.
Но этот случай не единственный. Отель Вдара (Vdara) в Лас-Вегасе, построенный теми же архитекторами, что и КУолки-Толки, имеет тот же недостаток дизайна, обусловленный окнами, которые собирают солнечный свет. При этом «луч смерти» был направлен прямо на зону бассейна, поэтому многие туристы в отеле получили серьезные ожоги кожи, находясь в воде. В итоге команда отеля решила проблему, разместив гигантские зонтики над бассейнами.
2. Небоскребы, построенные за несколько дней
На строительство небоскреба Бурдж-Халифа ушло пять лет. Строительство Эмпайр Стейт Билдинг заняло 20 месяцев. Для таких высоких вертикальных сооружений эти здания возводились в очень короткие сроки. Но это не лучшее, что мы можем сделать. В Китае, 57-этажный небоскреб был построен менее чем за три недели. Китайская компания Broad Sustainable Building построила небоскреб под названием Мини Скай Сити (Mini Sky City) всего за 19 дней.
Для постройки здания высотой около 200 метров использовали революционный метод – модульное строительство. Поскольку 90 процентов небоскреба были изготовлены на заводе до начала строительства, рабочие собирали здание со скоростью три этажа в день.
Но это не первый случай, когда данной компании удалось установить строительный рекорд. В 2011 году она построила 30-этажное здание за 15 дней, используя тот же метод. Если задаться вопросом о качестве этого здания, учитывая краткость его постройки, то сооружение рассчитано на то, чтобы выдерживать землетрясения магнитудой 9,0.
Основатель китайской компании также планирует построить гигантский небоскреб Скай Сити (Sky City) высотой 220 этажей, который в конечном итоге окажется выше небоскреба Бурдж Халифа. По его словам, срок строительства небоскреба составит всего семь месяцев. Метод модульного строительства для небоскребов постепенно начинают использовать во всем мире, а это означает, что через несколько лет мы сможем встретить такие LEGO-здания в любом месте.
1. Живя в таких зданиях, вы быстрее стареете
Небоскребы влияют на погоду и окружающую среду, а как насчет нас? Страдает ли человек, живущий в небоскребе? На самом деле, человек, живущий наверху в небоскребе, быстрее стареет. Это происходит из-за необычного физического явления, называемого гравитационным замедлением времени. Из-за этого явления, когда мы удаляемся от объекта с большой массой, такого как Земля, для нас время течет быстрее. Но как быстро мы можем там состариться?
Во второй половине 20-го века был запущен проект под названием Temps Atomique International. В разных регионах мира, на разной высоте размещались атомные часы, чтобы точно измерять глобальное время. В 1970-х годах был сделан вывод, что на высоте 30 метров время идет на одну пикосекунду (одну триллионную секунды) быстрее, чем на уровне моря. Теперь предположим, что средняя продолжительность жизни человека составляет 70 лет. Произведя математические вычисления, получается, что на высоте 30 метров, человек постареет на две миллисекунды быстрее.
В 1976 году Институт SAO в Кембридже (SAO Institute in Cambridge) запустил ракету с часами на высоту 9656 километров. Когда часы вернулись на Землю, и их показания проанализировали, оказалось, что время на этой высоте движется на одну секунду быстрее каждые 70 лет. Очевидно, то же самое относится к человеку.
Что же все это означает? Человек, который всю жизнь живет в небоскребе, будет стареть на несколько секунд быстрее, чем человек, живущий на уровне земли. Конечно, эта разница в возрасте между такими людьми не будет заметной. Но мы уже видели, что небоскребы практически не имеют ограничения по высоте, и поскольку в будущем их будут строить выше, возрастной разрыв станет больше. Так что будьте осторожны: теперь вы знаете, что проводить много времени в таком здании будет плохо для вашего здоровья.
