Небоскреб в разрезе

Возьми 
     разбольшущий 
                дом в Нью-Йорке, 
взгляни 
      насквозь 
             на зданье 
                     на то.

Владимир Маяковский

"Разбольшущих домов" в наше время на Земле много тысяч. Это телевизионные вышки, маяки, но в большинстве же - учреждения и жилые дома. Это так называемые небоскребы, высотные дома нового типа. Однако строительство высотных сооружений, как мы уже знаем, имеет многовековую историю.

Пирамида Хеопса поднимается на высоту современного 50-этажного здания, примерно на такую же высоту поднимался Форосский маяк. Вавилонская башня равнялась бы высоте 30-этажного дома. Персидский путешественник Наср ибн-Хосру рассказал, что город Фосфат (предшественник Каира) из-за своих высоких зданий издали похож на гору. Некоторые из его домов достигали 14 этажей. Во времена правления царицы Савской, жившей около 3000 лет назад, жители города Шибам строили 12-этажные и более высокие дома. Многие из этих домов сохранились и по сей день.

Жилые многоэтажные здания начали широко распространяться в античных городах вследствие потребности в ускоренном строительстве дешевых жилищ для населения с низким доходом. Таковы, например, инсулы в Древнем Риме. Их строили специально для сдачи внаем. В то время в Риме возникла дороговизна на земельные участки. При императоре Августе уже появилась необходимость в специальных законах, регламентирующих высоту домов, - она равнялась 70 футам, то есть 20,79 метра, а при Траяне - 60 футам, или 17,83 метра, достигая четырех и более этажей. В одном только Риме было около 50 тысяч инсул.

Инсулы делились на изолированные блоки, каждый из которых имел свою лестницу. На первом этаже обычно размещались лавки, открытые на улицу большими проемами. Инсулы с их прорезанными большими оконными проемами, лоджиями и "витринами" - прототип будущего городского дома.

Небольшие размеры средневековых городов сочетались с высокой этажностью и чрезвычайно интенсивной плотностью застройки. Сооружение стен стоило громадных средств, поэтому строители сокращали их длину, застраивая каждый клочок до отказа, а когда все было застроено, город начинал расти в высоту.

Фахверковые дома с нависшими верхними этажами достигали 25 - 30 метров. Если учесть, что современные нам большие города имеют примерно тот же высотный уровень застройки при ширине улиц в 6 - 7 раз большей, чем в средние века, то станет понятным эффект высотности средневекового города. А поскольку высота башен зависит от окружающих зданий, постольку башни средневековых городов возросли до 100, 120 и более метров.

Тем самым были достигнуты пределы напряжения не только кирпича, но и камня. И лишь в XX столетии применение стальных каркасных конструкций открывало новые возможности в росте высотных сооружений.

Говорят, по меньшей мере, три города - Нью-Йорк, Чикаго и Миннеаполис - претендуют на честь быть родиной небоскребов, несколько архитекторов претендуют на звание их первого автора. Чаще других, по свидетельству 3. Гидиона, таковым считают архитектора из Миннеаполиса Лероя С. Баффингтона, который, согласно его заявлению, изобрел небоскреб в 1880 году, черпая вдохновение в "Беседах об архитектуре" Виолле-ле-Дюка. Виолле-ле-Дюк замечает, "что для архитектора-практика не было бы ничего неестественного в намерении спроектировать огромный дом, железный каркас которого был бы защищен кладкой из кирпича".

И все же французский архитектор Сонье опередил своего американского коллегу почти на десятилетие. Его конструкция фабрики по производству шоколада в Нуазье-сюр-Марч недалеко от Парижа представляла собой, по существу, железный каркас с заполнением кирпичом.

Небоскребы Чикаго

Однако первым небоскребом, который был построен, а не только запроектирован в соответствии с новыми принципами конструирования, было 10-этажное здание страхового общества в Чикаго. Проектирование этого здания было поручено Уильяму ле Барону Дженни в 1883 году. Компании требовалось административное здание нового типа, которое должно быть огнестойким и обеспечивать максимальную степень освещенности для всех рабочих помещений. Здание, построенное Дженни в 1884 - 1885 годах, было как в отношении высоты, так и конструкции сооружением нового типа. Кроме того, конструкция этого здания интересна и тем, что в ней использованы не только чугунные колонны, но также несколько балок из бессемеровской стали - первый случай применения стали в строительстве. В 1929 году здание снесли.

В эпоху капитализма бурный рост городов и значительное удорожание городских земельных участков вызвали резкое расширение строительства многоэтажных зданий, а совершенствование инженерного оборудования (в первую очередь появление лифтов) позволило значительно поднять их высоту.

В конце XIX - начале XX века в США появились многоэтажные здания в несколько десятков этажей - конторы, банки, гостиницы, жилье. Построенный в 1930 - 1931 годах в Нью-Йорке Эмпайр стейт билдинг (архитекторы фирмы "Шрив, Лемб и Хармон") насчитывал 102 этажа, а его высота без телевизионной вышки, выстроенной в 1951 году, была около 380 метров. В свое время это здание было непревзойденным по высоте. Крупные небоскребы, построенные в 20-х и 30-х годах, оказались экономически неоправданными, так как превышение уровня 63-го этажа заставляло дублировать дорогостоящий инженерный узел небоскреба. Поэтому высота сооружений небоскребного типа значительно снизилась.

Со второй половины 1940-х годов в связи с интенсивной урбанизацией, а иногда и недостатком свободной территории многоэтажные здания получили широкое распространение во многих странах мира. Послевоенный период характеризуется относительно быстрым развитием методов сборного строительства из железобетона. Важным стимулом этому были необходимость широкого строительства массовых жилых домов в европейских городах, разрушенных во время мировой войны. Наибольшее развитие этот метод имел во Франции, преимущественно в виде бескаркасных систем с несущими панелями. При высоте здания более 10 этажей применялся монолитный несущий каркас.

С 60-х годов в высотных зданиях получила распространение новая конструктивная схема с центральной монолитной шахтой и окружающим ее каркасом или наружными стенами. В последние годы строительство небоскребов приняло массовый характер.

В 1963 году в Нью-Йорке только в районе Манхэттена было построен 12 небоскребов общей площадью около 600 тысяч квадратных метров, в 1964 году - еще 11 небоскребов общей площадью 660 тысяч квадратных метров. В 1970 году в Нью-Йорке построен международный торговый центр. В его комплекс входят два самых больших в то время здания высотой 410 метров. Это на 30 метров выше Эмпайр стейтс билдинг. Два одинаковых 110-этажных здания и другие помещения торгового центра имеют около миллиона квадратных метров. На сегодня самое высокое здание в мире - супер-небоскреб в Чикаго, Сиес Тауэр, возвышающийся на 443 метра над землей, - здание из стали, бетона, алюминия и стекла. Супернебоскреб "съел" 76 тысяч тонн стали и 113 тысяч квадратных метров дюралюминиевого листа.

В токийском районе Икэбакуро в 1977 году завершен монтаж каркаса, а 1978 году отделка высочайшего в Японии 60-этажного небоскреба, поднявшегося на 240 метров над землей, что на 30 метров выше 55-этажного гиганта концерна "Мицуи". Состязание в сооружении высотных зданий между японскими монополиями началось с постройки недалеко от парламента 36-этажного небоскреба. Затем они стали расти как грибы. В 1970 году появился 40-этажный торговый центр, в 1974 году рядом с отелем в районе Синдзюку выросли сразу три небоскреба, в том числе 55-этажный "Мицуи".

В 1979 году было закончено строительство самого высокого здания Великобритании. 52-этажная громада "Нэшил Вестминстер тауэр" достигает в высоту 182 метра. Лондонский гигант возведен, несмотря на решительные протесты ревнителей традиционного силуэта английской столицы. Они утверждают, что новое здание уродливо доминирует над знаменитой архитектурной реликвией старой Англии - собором святого Павла, высота которого 111 метров.

В 1505 - 1508 годах в пропорциях золотого сечения построена всемирно известная колокольня Ивана Великого в Московском Кремле. Это крупнейшая на Руси постройка типа церкви "под колоколы". Ее первоначальная высота составляла около 60 метров. Колокольня простояла почти 100 лет. Борис Годунов, став царем, приказал надстроить ее. Некоторые считают, что эта работа была осуществлена выдающимся зодчим XVI века Ф. С. Конем. Он был хорошо известен Годунову еще по возведению крепостных укреплений Смоленска. После надстройки высота колокольни с крестом достигла 81 метра. Уникальные формы и крупные размеры колокольни требовали смелых технических приемов, обеспечивающих прочность и вертикальную устойчивость конструкции. Кирпичные стены толщиной в нижнем ярусе около пяти метров скреплены железными связями. Могучий цоколь и фундамент выложены из тщательно отесанного белого камня на известковом растворе. Фундамент представлял собой сплошной массив в виде усеченной ступенчатой пирамиды, заглубленный более чем на 10 метров.

В 1874 году в московских газетах появилось сообщение о постройке самого высокого в городе пятиэтажного доходного дома на Ильинке (ул. Куйбышева). Первый 11-этажный дом появился в 1912 году в Москве в Большом Гнездниковском переулке, а самым высоким в России того времени стал другой московский дом на Садовой-Черногрязской. "Первым московским небоскребом" называли построенную рядом с Арбатской площадью 11-этажную башню Моссельпрома.

В конце 1940-х - начале 1950-х годов в Москве по единому градостроительному замыслу было построено семь высотных зданий в 26 - 32 этажа.

В 1949 году на Ленинских горах началось строительство основного здания Московского университета, которое было закончено в 1952 году. Главное здание Дворца науки поднимается над Москвой-рекой почти на 300 метров, имеет 31 этаж и с подсобными зданиями занимает 110 гектаров, а весь университет - 160 гектаров. В том же году на углу Устьинского проезда и набережной, рядом с построенным в 1938 году великолепным Устьинским мостом, стало строиться высотное здание в 30 этажей. Высота его до шпиля 136,5 метра, шпиль со звездой - 40 метров. Строительство было завершено в 1953 году. Между бывшим Рукавишниковским приютом и Арбатом на Смоленской площади построено 27-этажное административное здание, общий объем которого 512 тысяч кубических метров. Высота здания над уровнем тротуара 170,5 метра, высота одного шпиля - 56,5 метра.

Сооружение этих и других высотных зданий ускорило технический прогресс в области строительства. Поставленные в ключевых местах столицы и увенчанные шпилями, они придали ей новый силуэт и масштабность. Для этих зданий характерны сложная композиция и разновысотность объемов, обилие декора на фасадах и интерьерах.

Наиболее знаменательным явлением реконструкции центра Москвы было создание в середине 60-х годов комплекса зданий Калининского проспекта. Многофункциональный комплекс включает на северной стороне пять 24-этажных домов и ряд общественных зданий (кинотеатр, АТС, предприятия торговли); на южной стороне - четыре 26-этажных прогнутых в плане под тупым углом административных здания, объединенных 850-метровым стилобатом, в котором размещены предприятия торговли. Парадная магистраль завершается у Каменного моста 30-этажным зданием СЭВ.

Строительство многоэтажных зданий индустриальными методами резко увеличилось в СССР со второй половины 1960-х годов. Выдающимся достижением инженерной и архитектурной мысли явилась Останкинская телевизионная башня в Москве.

Этажность городской застройки предопределяется рядом факторов: типом зданий, размером города, климатом, топографией территории, грунтом, гидрогеологическими условиями, объемом сносимого фонда и его техническим состоянием и другими.

Этажность жилой застройки города - один из факторов, влияющих на экономичность строительства и эксплуатацию жилых, коммунальных и культурно-бытовых зданий и сооружений. Анализ технико-экономических показателей по жилой застройке различной этажности показал, что капитальные вложения в городское строительство и эксплуатационные затраты, отнесенные к квадратному метру жилой площади, колеблются в зависимости от этажности зданий в пределах 15 - 20 и более процентов. Снижение стоимости строительства высотных зданий - немаловажная проблема. Но дорога не только постройка высотных домов, но и их эксплуатация. Необходимо особое компрессорное устройство, обеспечивающее напор воды на верхних этажах. Поэтому на отдельных этажах размещается только механическое оборудование.

Не простое дело установка лифтов в высотных зданиях. Интересно, что первый лифт был установлен в 1743 году в личных аппартаментах короля Людовика XV. Его приводили в движение дюжие слуги. В конце XIX века и особенно в XX веке лифты в жилых домах перестали быть модной новинкой, превратившись в предмет первой необходимости. В России лифт появился задолго до того, как это слово вошло в словари. Были "подъемные кресла", "подъемные машины", "подъемы", "подъемники".

Первое "подъемное кресло" было сооружено в Зимнем дворце. В середине XVIII века лифт для подъема людей был установлен в Кусково, в подмосковной усадьбе Шереметевых. А в 1793 году модель "подъемного кресла" создал конструктор-самоучка И. П. Кулибин. Первым из частных лиц устроил лифт в своем доме в Петербурге (Сергеевская улица, дом № 79) инженер Покотилов.

В разных странах высота дома, при которой обязательно устройство лифта, разная - в США и Франции лифт монтируют начиная с 6-этажных зданий, в Англии и Швеции - с 4-этажных, в Польше и Фивляндии - с 5-этажных.

Лифты используются и при строительстве высотных зданий. В Америке, например, лифты временно устанавливаются с внешней стороны здания. Для подачи строительного материала, мелких деталей, узлов сантехники и т. д. используются штатные лифты, то есть те, которые затем будут постоянно работать в здании, грузовые и пассажирские лифты многоэтажных зданий. Поэтому они монтируются сразу после того, как готов каркас здания. Естественно, что эти лифты в период строительства не имеют внутренней окончательной отделки.

Два здания международного торгового центра в Нью-Йорке высотой 410 метров оборудованы 230 пассажирскими лифтами, включая 11 экспресслифтов, которые действуют до 41 этажа. Время ожидания лифта не более 30 секунд.

В истории небоскребов известны интересные проекты, оставшиеся не осуществленными. Так, в конце 1920-х годов советский архитектор Л. М. Лисицкий предложил строительство квартир в "ящиках", стоящих на колоссально высоких столбах. Однако эти сооружения, как их прозвали, "небесные утюги", не были построены из-за высокой стоимости.

Известный американский архитектор Райт предложил проект дома в одну милю высотой (примерно 1600 м). Этот проект, названный журналистами богохульством из стекла и стали и "самым невероятным сооружением со времен Вавилонской башни", также не был осуществлен.

Английский архитектор Фришмэн предложил проект дома-дерева высотой 3200 метров.

Американская архитектурная фирма "Скидмор, Оуингс энд Мерилл" разработала проект здания на 169 этажей, высотой 700 метров.

В Японии разработан проект видовой башни высотой 3750 метров. Предполагалось, что башня, построенная на острове Хонсю, будет выше Фудзиямы. Тщательный анализ проекта подтверждал его жизнеспособность. Технически проект был выполним. Но на него было выделено всего лишь... 300 миллионов долларов. За такую сумму можно было построить башню только в 2400 метров. Но тогда ухудшился бы эффект обозрения. Поэтому принятие окончательного решения пока отложено.

Сооружений высотой в километр нет ни у нас, ни за рубежом. Но они возможны. В мае 1980 года в ЦНИИ проектстальконструкции был закончен технический проект тысячеметровой "иглы" (под руководством Е. П. Морозова). Конструкторы, развивая идеи знаменитого инженера В. Г. Шухова, предполагают соорудить башню из стали повышенной прочности, не подверженной атмосферным воздействиям, коррозии. Диаметр ствола основания должен быть 10, а у вершины - 7 метров. Стальные тросы помогут противостоять ветровым нагрузкам, обеспечат устойчивость.

При общей тенденции к повышению этажности вопрос о многоэтажном жилищном строительстве продолжает оставаться дискуссионным среди специалистов многих стран, как с точки зрения экономических показателей, так и с точки зрения соответствия его бытовым навыкам населения.

В условиях капиталистического градостроительства стихийная концентрация многоэтажных зданий на ограниченной территории и скопление значительной массы людей и транспортных средств приводят к разрушению функциональных, физико-гигиенических и эстетических качеств городской среды (транспортные пробки, оглушающе шумные, лишенные свежего воздуха узкие улицы, ощущение хаоса, который создает вид тесной застройки разновысотными, нередко невыразительными по архитектуре многоэтажными зданиями). Об этом пишет Э. Межелайтис:

Ты говорил: 
"Все прошлое утрачено. 
Прекрасному пришел конец!" 
Когда смотрел на небоскребы, 
На эти каменные гробы. 
Поставленные на торец.

Уместно вспомнить слова Н. В. Гоголя: "Я уверен, что некоторые будут утверждать, что постройка здания слишком высокого бесполезна, потому что нам нужно больше места, что высота ни к чему не служит и даром истрачивает материалы. Но я вовсе не советую этот готический образ строений употреблять на театры, на биржи, на какие-нибудь комитеты и вообще на здания, назначаемые для собраний веселящегося, или торгующего, или работающего народа". Это исключительно интересное размышление русского классика о высотных домах относится к той эпохе, когда не было изобретено ни пассажирского лифта, ни системы кондиционирования воздуха.

Между тем дискуссии о целесообразности строительства небоскребов продолжаются. Причем в основном речь идет о взаимоотношении человека и небоскреба. Существует так называемый синдром небоскреба. Французские специалисты считают, что люди, работающие в герметичных климатизированных помещениях небоскребов, в той или иной мере страдают от одних и тех же недомоганий: насморк, ангина, катар, резь в глазах, раздражение слизистых оболочек, сильное сердцебиение, одышка и т. д. О нецелесообразности строительства супернебоскребов в первую очередь говорят именно с точки зрения охраны физического и психического состояния человека.

Однако венгерский ученый Ф. Шебек вспоминает, что когда-то боялись быстрой езды. Например, в заключении Боварского медицинского общества, вынесенном в самом начале железнодорожной эры (в середине прошлого века), говорилось: "Совершенно очевидно, что быстрое движение должно вызвать у пассажиров заболевание мозга, своего рода буйное помешательство... Государство обязано защитить, по крайней мере, хотя бы зрителей, ибо вид быстро мчащейся паровой машины может вызвать подобное заболевание у них...".

Советский архитектор М. Г. Бархин вспоминает, что на каждом этапе развития градостроительства приходилось преодолевать психологические барьеры. Например, при переходе от одноэтажных домов к пятиэтажным, а потом к двадцатипятиэтажным. Пока что данные медиков и психологов, считает М. Г. Бархин, не дают оснований отказываться от проектов жилых зданий очень большой высоты. Ведь тысячи лет строят замкнутые пространства, несмотря на болезнь клаустофобию (болезнь закрытых помещений), и делают большие площади, несмотря на другую болезнь - агорафобию (болезнь открытых пространств).

Чалки пауки на сайте http://komplektacya.ru/gruzopodjemnoe-oborudovanie/stropy-gruzovye/stalnye/4sk/strop-4sk-pauk