Первый небоскрёб в мире и как строят небоскрёбы: от Чикаго 1885 года до Бурдж-Халифы
Первым небоскрёбом обычно называют Хоум-иншуранс-билдинг в Чикаго – десять этажей и 42 метра, проект Уильяма Ле Барона Дженни, закончен в 1885 году: первое высокое здание, чей вес нёс железно-стальной каркас, а не стены, так что стены могли быть тонкими и сплошь в окнах, а здание – расти дальше. Его снесли в 1931 году, и титул оспаривают, но доказанная им идея – металлический скелет с подвешенной наружной стеной – вместе с безопасным лифтом, огнестойкими перекрытиями и дешёвой сталью сделала возможной каждую башню с тех пор, от 241-метрового Вулворт-билдинг 1913 года до 828-метровой Бурдж-Халифы 2010-го. Ниже – почему Чикаго, что сделал Дженни, другие претенденты на первенство, как строят небоскрёб сегодня от фундамента вверх и рекордсмены высоты, с башнями из коллекции «Здания по стилям».
Почему небоскрёб придумал Чикаго
Великий пожар 1871 года выжег центр Чикаго дотла, и город отстроил его за двадцать лет, пока население росло с 300 тысяч до миллиона. Земля в Лупе, зажатом между озером, рекой и железнодорожными путями, стала самой дорогой в Америке, и контора должна была зарабатывать на маленьком участке ростом вверх. Три вещи сделали это возможным в 1880-е. Безопасный лифт, который Элиша Отис показал в 1854 году и который к 1870-му ходил на пару, а потом на гидравлике, означал, что верхние этажи сдаются не хуже нижних; до него никто не поднимался выше пятого. Дешёвая бессемеровская сталь, шедшая на американских заводах с 1860-х, дала материал прочнее чугуна на растяжение и дешевле сварочного железа. А пожар научил город, что чугунные колонны плавятся: с 1870-х Чикаго обёртывал железо пустотелой терракотовой плиткой, и огнестойкое перекрытие из плиточных сводов между железными балками стало нормой. Не хватало способа снять со стен вес здания. Чикагская школа.
Хоум-иншуранс-билдинг, 1885
Каменное здание ограничено собственными стенами: 16-этажный Монаднок-блок 1891 года, самая высокая кирпичная контора с несущими стенами в истории, требовал стен толщиной почти два метра у основания, которые съедали доходный первый этаж. Уильям Ле Барон Дженни, бывший инженер Гражданской войны, учившийся в Париже, получил от нью-йоркской страховой компании Home Insurance заказ на огнестойкую контору с максимумом дневного света на углу Ласаль и Адамс, и в 1884 году спроектировал стены как оболочку, которую поэтажно несёт каркас из чугунных колонн и балок сварочного железа, сменив их выше шестого этажа на бессемеровские стальные балки, когда их предложил завод Карнеги, – первая конструкционная сталь в здании. Каркас нёс перекрытия и большую часть наружной стены; гранитно-кирпичный фасад был тонким, и здание весило втрое меньше каменного того же размера. В 1890 году надстроили два этажа до двенадцати. Когда его сносили в 1931 году под Филд-билдинг, комиссия инженеров осмотрела каркас и объявила его первым настоящим небоскрёбом, хотя наружные стены, как выяснилось, несли часть нагрузки; спор продолжается. Home Insurance Building.
Другие претенденты
- Эквитабл-лайф-билдинг, Нью-Йорк, 1870. Семь этажей и 40 метров, первая контора с пассажирскими лифтами; каменные стены, так что не небоскрёб в конструктивном смысле, но первое здание, спроектированное вокруг лифта.
- Льняная фабрика в Дитерингтоне, Англия, 1797. Первое здание с железным каркасом в мире, пять этажей; дедушка идеи, не небоскрёб.
- Рэнд-Макнелли-билдинг, Чикаго, 1890. Бёрнем и Рут; первое здание с полностью стальным каркасом, поэтому инженеры, отвергающие смешанное железо Дженни, отдают первенство ему.
- Уэйнрайт-билдинг, Сент-Луис, 1891. Луис Салливен; первый небоскрёб, который выглядит как небоскрёб, с непрерывными вертикальными пилонами – замысел, который Салливен объяснил в эссе о высотной конторе, «рассмотренной художественно»: «форма всегда следует за функцией».
- Такома-билдинг, Чикаго, 1889. Первое здание с настоящей навесной стеной – наружная стена подвешена к каркасу и строилась сверху вниз так же, как снизу вверх.
- Тауэр-билдинг, Нью-Йорк, 1889. Одиннадцатиэтажная стальная клетка Брэдфорда Гилберта на участке шириной 6,5 метра, первое скелетное здание Нью-Йорка; публика ждала, что его сдует.
Слово «skyscraper» было матросским названием самого верхнего паруса, потом прозвищем высоких людей и лошадей, а к зданиям его применили чикагские газеты в конце 1880-х.
Как строят небоскрёб сегодня
- Фундамент. В Чикаго ранние башни плавали на плотах из брёвен и стали в глине; Нью-Йорк стоит на скале, потому Мидтаун и Даунтаун обросли башнями, а мягкая земля между ними – нет, пока не пришли современные сваи. Современная башня стоит на бетонной плите толщиной до 6 метров на сваях, забитых до скалы или плотного песка: у Бурдж-Халифы плита толщиной 3,7 метра на 194 сваях шириной по полтора метра и глубиной 50 метров.
- Ядро. Бетонное ядро, отливаемое в скользящей или переставной опалубке, которая поднимается на этаж за три-четыре дня, держит лифты и лестницы и принимает большую часть ветровой нагрузки; перекрытия и колонны строят вокруг него, так что ядро уходит на дюжину этажей вперёд.
- Каркас. Стальные колонны и балки на болтах и сварке на месте либо железобетонные колонны; современный ответ ветру – сделать трубой всю наружную оболочку, как связка из девяти труб башни Уиллис, или подвесить этажи на аутригерах к ядру, или, как в Бурдж-Халифе, подпереть ядро тремя крыльями, чтобы башня не гнулась ни в одном направлении.
- Перекрытия. Стальной настил с тонкой бетонной стяжкой или плоские бетонные плиты; этаж за несколько дней, и бригады разных специальностей идут друг за другом вверх по зданию циклом.
- Навесной фасад. Наружная оболочка из стеклянных и алюминиевых панелей, сделанных на заводе, подвешенных на кронштейнах к краям перекрытий и несущих только себя и ветер; тип задал Левер-хаус 1952 года.
- Краны и подъёмники. Башенные краны карабкаются по зданию на собственных мачтах; строительный подъёмник идёт снаружи ядра; лифты готового здания – предел высоты, потому у Бурдж-Халифы небесные вестибюли и двухэтажные кабины.
- Ветер. Высокие тонкие башни качаются: 400-метровая башня может ходить наверху на метр. Форму продувают в аэродинамической трубе и добавляют настроенный массовый демпфер – маятник в сотни тонн у вершины, как в Тайбэй 101, где 730-тонный золотой шар стал аттракционом.
- Время и деньги. Эмпайр-стейт-билдинг подняли за 410 дней по четыре с половиной этажа в неделю; современный сверхвысокий небоскрёб строят пять–семь лет за один–два миллиарда долларов.
Гонка высоты
Нью-Йорк обогнал Чикаго, как только скелетный каркас добрался до него: Парк-Роу-билдинг 1899 года (119 м), Зингер-билдинг 1908-го (187 м), башня Метрополитен-лайф 1909-го (213 м), готический Вулворт-билдинг 1913-го (241 м), державший рекорд семнадцать лет, потом гонка 1930 года, в которой 40 Уолл-стрит, Крайслер-билдинг (319 м, со шпилем, тайно собранным внутри и поднятым через крышу) и Эмпайр-стейт-билдинг (381 м, 1931) обогнали друг друга за полтора года. Эмпайр-стейт оставался высочайшим сорок лет – до Всемирного торгового центра (417 м, 1972) и башни Сирс (442 м, 1974), вернувшей титул Чикаго на 24 года. Потом рекорд покинул Америку: башни Петронас в Куала-Лумпуре (452 м, 1998), Тайбэй 101 (508 м, 2004) и Бурдж-Халифа в Дубае (828 м, 2010), с Шанхайской башней (632 м, 2015) на втором месте и башней Джидда, нацеленной на 1000 метров. Правила измерения – в статье «Самые высокие здания мира»; стиль башен 1930 года – в статье «Ар-деко»; стеклянная коробка, пришедшая следом, от Левер-хауса до Сигрем-билдинг, – в статье «Модернизм середины века».
Версии и теории
- Был ли Хоум-иншуранс правда первым? Комиссия 1931 года сказала да, поздние историки – что его стены делили нагрузку, а железо было смешанным; строгий ответ – Рэнд-Макнелли или Такома, а Нью-Йорк требует Эквитабл за лифт. Это вопрос определения, и Чикаго выигрывает при любом определении, включающем каркас.
- Небоскрёб вышел из баллонного каркаса? Лёгкий деревянный каркас чикагских домов, изобретённый там в 1830-х, часто называют предком небоскрёба; про Дженни говорят, что идею ему подала птичья клетка или бамбуковые дома на Филиппинах. Всё это рассказы, сложенные задним числом.
- Эмпайр-стейт и причальная мачта. Шпиль башни объявили причальной мачтой для дирижаблей; единственная попытка в 1931 году продержалась три минуты в восходящем потоке, а мачта всегда была способом перебить высоту Крайслера.
- Трюк со шпилем Крайслера. Ван Ален тайно собрал 56-метровый шпиль внутри пожарной шахты и поднял его за полтора часа, чтобы вырвать рекорд у 40 Уолл-стрит, чей архитектор уже объявил победу: задокументировано и правда.
- Небоскрёбы и кризис. «Индекс небоскрёбов» утверждает, что рекордные башни доводят до крыши ровно к концу бума: Зингер и Мет-Лайф в 1907–1909, Крайслер и Эмпайр-стейт в 1930–1931, Всемирный торговый центр и Сирс в 1973–1974, Петронас в 1997, Бурдж-Халифа в 2009. Закономерность, а не закон, но хорошая.
Открыть разделы: здания по стилям, древние храмы мира, все статьи.
Короткие ответы
Какое здание было первым небоскрёбом в мире?
Хоум-иншуранс-билдинг в Чикаго, законченный в 1885 году Уильямом Ле Бароном Дженни: десять этажей на железно-стальном каркасе, нёсшем перекрытия и стены, – первое высокое здание, построенное так. Его снесли в 1931 году, и часть историков отдаёт титул полностью стальному Рэнд-Макнелли-билдинг 1890 года.
Почему первые небоскрёбы построили в Чикаго?
Пожар 1871 года расчистил центр, земля в Лупе стала крайне дорогой, а у города были дешёвая бессемеровская сталь, безопасные лифты и огнестойкая терракотовая конструкция; перенос веса на металлический каркас вместо толстых стен позволил конторам подняться выше десяти этажей.
Как строят небоскрёбы?
На бетонной плите поверх глубоких свай сначала поднимается бетонное ядро в ползущей опалубке, вокруг него идут стальные или бетонные колонны и перекрытия, а к краям перекрытий подвешивают заводской стеклянный фасад. Башенные краны растут вместе со зданием, а демпфер у вершины гасит качание на ветру.
Какое здание самое высокое в мире?
Бурдж-Халифа в Дубае, 828 метров, закончена в 2010 году; за ней Шанхайская башня, 632 метра. Башня Джидда в Саудовской Аравии задумана выше 1000 метров.