Небоскрёбы: история, конструкция и рекорды высоты¶

Небоскрёб — это высотное здание, в котором инженерные системы и конструкция рассчитаны на многоэтажную эксплуатацию, а высота, как правило, превышает 150 метров. Точного порога, отделяющего небоскрёб от обычного многоэтажного дома, не существует: в разных странах и профессиональных сообществах применяются разные критерии. Международный совет по высотным зданиям и городской среде (CTBUH) относит к небоскрёбам здания высотой от 150 м, тогда как в России и ряде стран Европы небоскрёбами нередко называют дома от 75–100 м. Ключевые признаки небоскрёба — не только высота, но и каркасная несущая система, скоростные лифты, системы противопожарной защиты и инженерное обеспечение, рассчитанное на сотни и тысячи людей одновременно.

¶История

Предпосылками появления небоскрёбов стали три технических новшества XIX века: безопасный пассажирский лифт (Элиша Отис, 1852), металлический несущий каркас и технологии производства листового стекла. Именно каркас позволил отказаться от толстых несущих стен, которые ограничивали высоту зданий физически: чем выше дом, тем толще должны были быть нижние стены.

Первым зданием, которое принято считать небоскрёбом, стал Home Insurance Building в Чикаго (1885, архитектор Уильям Ле Барон Дженни) высотой 42 м. Чикагская школа архитектуры и последовавшая за ней нью-йоркская сформировали облик ранних высотных зданий. В 1931 году в Нью-Йорке был достроен Эмпайр-стейт-билдинг высотой 381 м — рекорд, продержавшийся около 40 лет.

В России первым высотным зданием считается дом Нирнзее в Москве (1913, 8 этажей). Массовое высотное строительство началось в конце 1940-х — начале 1950-х годов со строительством семи сталинских высоток, самая высокая из которых — главное здание МГУ на Воробьёвых горах (1953, 240 м со шпилем). В 2010-х годах в Москве сформировался деловой район «Москва-Сити», где были построены башни «Федерация» (374 м), «ОКО» (354 м) и другие.

¶Конструкция

Основу современного небоскрёба составляет несущий каркас, воспринимающий вертикальные и горизонтальные нагрузки. Применяются несколько типовых схем:

• Каркасная — металлические или железобетонные колонны и балки, заполненные навесными панелями.
• Каркасно-ствольная — жёсткое ядро (ствол) воспринимает основные нагрузки, вокруг него располагаются этажи.
• Ствольная с аутригерами — горизонтальные пояса жёсткости связывают ядро с внешними колоннами.
• Оболочковая (трубная) — наружные колонны образуют подобие трубы, что повышает устойчивость к ветру.

Критическим фактором для высотных зданий является ветровая нагрузка, а не вес. Для её компенсации применяют аэродинамические формы, демпферы колебаний (например, инерционные гасители на Тайбэй 101 и в башне «Шанхай») и системы активной виброзащиты. В сейсмических зонах применяют сейсмоизоляцию и специальные системы амортизации.

¶Инженерные системы

Небоскрёб немыслим без вертикального транспорта: в высотных зданиях используются скоростные лифты (до 10–20 м/с), а в сверхвысоких — двухъярусные кабины и системы пересадки. Противопожарная защита включает незадымляемые лестничные клетки, системы дымоудаления, автоматическое пожаротушение и зоны безопасности. Водоснабжение организуется по зонам с промежуточными насосными станциями, поскольку давление в одной системе ограничено. Вентиляция и кондиционирование выполняются по зональному принципу.

¶Рекорды и классификация

CTBUH выделяет категории: «высотные здания» (150–300 м), «сверхвысокие» (300–600 м) и «мегавысокие» (свыше 600 м). Хронология мировых рекордов:

Бурдж-Халифа остаётся самым высоким зданием мира с 2010 года. В стадии строительства находятся проекты большей высоты, в том числе башня Джидда в Саудовской Аравии (заявленная высота свыше 1000 м).

¶Значение и критика

Небоскрёбы концентрируют рабочие места и жильё на малой площади, что снижает нагрузку на транспорт и инженерные сети в условиях дефицита городской земли. Они стали символами деловых центров и градостроительными доминантами.

Вместе с тем высотное строительство критикуют за высокую стоимость эксплуатации, значительное энергопотребление, сложность эвакуации при чрезвычайных ситуациях и влияние на городскую среду — затенение, ветровые потоки на уровне пешеходов, нагрузку на транспорт. Отдельную проблему представляют «высотки-призраки» — недостроенные или не заселённые башни, появляющиеся в периоды экономических кризисов.

Источники: Совет по высотным зданиям и городской среде (CTBUH), Энциклопедия Britannica, материалы по истории архитектуры Чикагской и Нью-Йоркской школ, данные о строительстве «Москва-Сити».