Дотянулись до небес: как меняются технологии и тренды высотного строительства

В ближайшие годы необычных зданий в мире определенно станет больше. Как насчет небоскреба в форме турбины, змеи, петли бесконечности, пончика или дерева? И это только небольшая часть проектов, объявленных в этом году. Тяга к эффектным высоткам присуща человеку с глубокой древности, и нынешние небоскребы – законные наследники памятников прошлого, выросшие благодаря новым материалам и строительным приемам.

С конца XIX века технологии позволили увеличить максимальную высоту зданий в 20 раз – с 40 метров у первого небоскреба современности Equitable Life Building (Нью-Йорк) до 828 метров у нынешнего рекордсмена, «Бурдж-Халифы» (Дубай). Согласно расчетам экспертов, это далеко не предел. Впрочем, финансовые трудности в воплощении сверхвысоких проектов вдохновляют на конкуренцию в новых направлениях.

Преемственность поколений

Понятие «небоскреб» определяют по-разному, что приводит к разночтениям в рейтингах. К примеру, в СССР/России высотными считаются здания от 75 метров. По международной классификации, разработанной Советом по высотным зданиям и городской среде (CTBUH), небоскребы начинаются со 150 метров.

При этом CTBUH оговаривается: от 50% высоты должны занимать обитаемые этажи. Если это условие не выполняется, то мы имеем дело не со зданием, а с сооружением (конструкцией). Это особая категория, где есть несколько подгрупп со своими «чемпионами»: памятники и туристические аттракционы (крупнейший – Эйфелева башня высотой 300 м), телебашни (рекорд у 634-метровой Tokyo Skytree), радиомачты, нефтяные платформы и т. д. В общем, если когда-нибудь человечество по завету Циолковского построит космический лифт, зачислить его в небоскребы не получится.

Отдельный вопрос – учитывать ли в рейтингах исторические постройки. Если да, то придется вести отсчет с XXVI в. до н.э., когда были построены египетские пирамиды, достигавшие 140 метров в высоту. Вавилонская башня, судя по всему, была позже: историки склоняются, что в библейской истории фигурирует зиккурат высотой 91 метр, возведенный до XVIII в. до н.э.

В той или иной форме стремление строить выше проявлялось на протяжении всей истории. Например, в средневековой Италии зажиточные купцы пристраивали к крыше своего дома башню: чем выше, тем престижнее. Болонья и Сан-Джиминьяно на средневековых рисунках напоминают Манхэттен: лес башен!

Иногда в контексте небоскребов упоминают крупные церкви. С точки зрения высоты основания для этого есть только у готических соборов. Хотя высотной гонки здесь не наблюдается: в XIII веке появились колокольни под 150 метров, но дальнейшие постройки лишь воспроизводили эту высоту. Только в конце XIX века был построен более высокий Ульмский собор (162 метра), удерживающий рекорд и поныне. В других частях света близких по высоте храмов нет: сохранившиеся мечети, пагоды и ступы не выше 70–80 метров.

Создатели современных небоскребов любят подчеркнуть историческую преемственность. «Пирамиды фараонов, Триумфальная арка Наполеона, огромные соборы – все это проявления человеческого гения, символы власти и экономической мощи. Сегодня тоже нужно показать, как сильны наши материалы и умны наши люди», – рассуждает Муниб Хаммуд, глава компании-девелопера башни «Бурдж-Джидда» (Саудовская Аравия).

Высокие технологии

За счет чего удается строить все выше? Первой значимой инновацией стал металлокаркас, поддерживающий стены здания: впервые он был применен в чикагском Home Insurance Building в 1880-х. При этом до середины XX века небоскребы сохраняли классический архитектурный вид (неоклассицизм, модерн, ар-деко), представляя собой обычные городские здания, увеличенные в размере. В 1960-е годы пришло время навесных стен – стеклянных фасадов во всю высоту здания. Они позволили снизить массу небоскребов и риск их обрушения.

Также были разработаны технологии компенсации ветровой нагрузки. Чтобы погасить вибрации здания, в его верхней части подвешивают груз-маятник (демпфер). Крупнейший демпфер установлен в небоскребе «Тайбэй 101» (660 тонн). А в Шанхайской башне высотой 632 метра, помимо двух демпферов весом 300 тонн, стабилизирующую роль выполняет отверстие в форме трапеции под крышей. В «Бурдж-Халифе» с учетом этой задачи спроектирован ступенчатый фасад: он преломляет ветровые потоки, снижая их напор.

В небоскребах будущего эту идею планируется развить, устанавливая вдоль фасада вертикальные закрылки – подобно тем, что используются авиастроителями для повышения несущей способности крыла самолета. А в проекте дубайской башни Creek Tower предусмотрены сотни стальных тросов, со всех сторон поддерживающих сооружение, будто гигантский шатер.

Постоянно совершенствуются системы огневой безопасности (датчики дыма, незадымляемые лестницы, огнеубежища на высоте) и антитеррористические стандарты (особенно после 11 сентября 2001 года). Также сокращается время доставки обитателей небоскреба «к облакам». В Шанхайской башне лифты разгоняются до отметки 20,5 м/с (самые быстрые в мире), в «Тайбэй 101» – до 16,8 м/с. Превзойти эти цифры смогут лифты на магнитной левитации, не нуждающиеся в тросах. Первый в мире лифт на магнитном подвесе установят в берлинской башне East Side, планируемой к открытию в 2023 году. А в проекте футуристического небоскреба Dubai City Tower высотой 2,4 км вместо лифта фигурирует вертикальный поезд-пуля со скоростью 55 м/с.

Кстати, о Dubai City Tower заговорили в 2009 году, на финише строительства «Бурдж-Халифы». 828 метров – пройденный этап, кто больше? В следующие годы было заявлено еще немало проектов, замахнувшихся на новый рекорд: «Бурдж-Джидда» (Саудовская Аравия, высота 1 км), «Бурдж Мубарак аль-Кабир» (Кувейт, 1001 м), «Башня Азербайджан» (1050 м), «Миаполис» (Майами, 914 м) и так далее.

Где потолок?

Это дало повод порассуждать о том, какова максимально возможная высота подобных зданий. Известный архитектор Санг-Дэ Ким, профессор Корейского университета, объявил, что потолок – 2 километра. Мол, строить выше непрактично, так как слишком большую площадь внутри здания придется отвести под лифты (проблему их ожидания уже сейчас решают с помощью разных ухищрений – экспресс-лифты, пересадочные этажи на высоте, лифты с двухэтажными кабинами и т. д.).

Если предположить, что этот барьер удастся преодолеть с помощью принципиально новых технологий (например, пассажирских аэротакси, приземляющихся на крышу, как в фантастических фильмах), то остаются лишь конструктивные трудности. Однако их решили еще в Древнем Египте: высокая постройка будет устойчивой, если возводить ее в форме пирамиды!

Любопытно, что визуальные концепты сверхвысоких небоскребов родом из XX века заимствуют эту идею. Особенно ими увлекались в Японии в 1990-х: можно вспомнить The Shimizu Mega-City Pyramid (пирамида высотой 2 км), X-SEED 4000 («искусственная гора» в форме Фудзиямы высотой 4 км) и Tokyo Tower of Babel (сложносочиненная конструкция высотой 10 км). По сути, нет теоретических препятствий к тому, чтобы создать небоскреб любой высоты, просто расширяя площадь основания. По расчетам Bloomberg, здание высотой с Эверест на уровне земли должно иметь площадь 64х64 километра.

Конечно, о реалистичности таких прожектов говорить не приходится. Другое дело – небоскребы с полым основанием. Представьте себе увеличенную в несколько раз Эйфелеву башню – примерно так выглядит рендер Dubai City Tower. Проработкой этой схемы занимается американский архитектор Тим Джонсон из бюро NBBJ. «Мы доказали, что за счет полого основания технически можно построить небоскреб высотой 1,5 мили. Даже две мили, если потребуется», – рассказывал он.

Альтернативный сценарий предлагает Уильям Бэйкер, структурный инженер в бюро SOM (Чикаго). Здание должно иметь три крыла, сходящихся в центре, подобно трем лепесткам у цветка. Таким образом можно добиться устойчивости и без широкого основания. По этому принципу при участии SOM была спроектирована «Бурдж-Халифа». По словам Бэйкера, ресурса трехлепестковой технологии хватит для небоскребов «высотой с милю или чуть больше».

Висячие сады

Было бы неправильно свести конкуренцию небоскребов к сопоставлению их высоты. Параллельно развивается другой тренд: стремление выделиться за счет смелого дизайна и архитектуры, обыграть городской контекст.

В Абу-Даби есть высотка в форме круга (Aldar HQ), в Монпелье – в виде кроны дерева (White Tree). Остроумно выглядят небоскребы, расширяющиеся кверху, чтобы занимать минимум пространства на земле, – таковы 155-метровый Vancouver House (Ванкувер) и ToHA Tower в форме айсберга (Тель-Авив).

Еще компактнее на уровне земли горизонтальные небоскребы, мода 2000-х. Они похожи на буквы Т, Г или П: на одну или несколько вертикальных секций с лифтовыми шахтами опирается крупная горизонтальная «перекладина», в которой находятся обитаемые пространства. Примеры – De Brug (Роттердам), Medienbrücke (Мюнхен), Kranhaus (Кельн), Vanke Center (Шеньчжень). Кстати, свой горизонтальный небоскреб был и в СССР – здание Министерства автомобильных дорог в Тбилиси (1975 год).

Более свежее увлечение – деревянные небоскребы (plyscraper). До недавних пор не предполагалось, что из дерева можно строить высоко, практично и эстетично. Но в одах максимальная высота высоток-избушек выросла с 53 до 85 метров, а в Токио уже спроектировано 350-метровое здание.

Наконец, развивается тема социально направленных небоскребов-парков. Они могут быть реализованы по-разному: небольшие тропические сады на каждом балконе (проекты EDEN в Сингапуре, Sky Green на Тайване), полноценные парки на крышах разных ярусов (Stratford в Лондоне, Vertical Forest в Каире, Tribunal de Paris в Париже, Urban Forest в Чунцине, Vanke 3D City в Шанхае).

Есть проекты, в которых несколько соседних высоток имеют общую прогулочную зону на высоте. В Raffles City (Чунцин) она представляет собой 300-метровую крытую галерею, соединяющую четыре башни.

«Общий посыл – человек не должен жить в стеклянной капсуле, – комментирует «Профилю» архитектурный критик Мария Элькина. – Гуляй на природе, общайся, не спускаясь на землю. Это новый этап развития небоскребов – раньше они имели вертикальную структуру, сейчас она усложняется. Не сказать, что идея новая – в 1970-е об этом думал Норман Фостер. Но сейчас она стала активно внедряться».