Первые небоскрёбы: история изобретений и их изобретатели

Определение и происхождение

Минимальная высота здания-небоскрёба является спорной. В США и Европе небоскрёбами принято считать здания высотой не менее 150 м. Emporis определяет небоскрёб как здание выше 100 метров, в отличие от просто высотных зданий (от 35 до 100 метров), а SkyscraperCity  — как здание выше 200 метров. Небоскрёбы выше 300 м по определению Совета по высотным зданиям и городской среде называются сверхвысокими, а свыше 600 м — «мега-высокими» (англ. megatall).

Категорирование высотных зданий и составление их рейтингов имеет некоторую неоднозначность ввиду разнообразия способов измерения. В настоящее время общепринятыми критериями являются разработанные Советом по высотным зданиям и городской среде.

Согласно этим критериям, под зданием подразумевается сооружение, спроектированное для использования в качестве жилого, офисного (коммерческого) или производственного помещения. Существенной характеристикой здания является наличие этажей. Таким образом, описываемый рейтинг заведомо не включает радио- и телебашни.

Совет предлагает три критерия измерения высоты здания (во всех случаях измерения производятся от наиболее низкого значимого входа в здание):

  • конструктивная высота здания — высота от уровня тротуара до наивысшей точки конструктивных элементов здания (включая шпили и исключая телевизионные и радио антенны и флагштоки).

Это основной критерий. Он используется при составлении рейтинга самых высоких зданий.

  • до последнего эксплуатируемого этажа — высота до уровня пола наиболее высокого эксплуатируемого этажа здания.
  • до кончика антенны/шпиля — высота здания до самой высокой точки антенны, шпиля и т. п.

До XX века здания высотой более шести этажей строились редко. Это было связано с неудобством поднятия по лестницам на большую высоту. Кроме того, всасывающие водяные насосы, применявшиеся в то время, позволяли поднимать воду не более чем на 10 м.

Развитие технологий стали, железобетона и водных напорных насосов, а также изобретение безопасных лифтов позволили в десятки раз увеличить высоту зданий, что особенно востребовано в мегалополисах, где велика стоимость площади застройки.

Первые небоскрёбы

Башни Болоньи в Италии XII века

Шибам — йеменский многоэтажный город (XVI век)

Home Insurance Building  — первый небоскрёб (1885 год)

Хотя в предыдущей истории человечества также строились многоэтажные (в том числе узкие) здания и даже целые города из них (например, Шибам в Йемене, Сан-Джиминьяно в Италии), первым небоскрёбом принято считать построенное в 1885 году в Чикаго здание Страховой компании ( Home Insurance Building ), просуществовавшее до 1931 года. Первоначально оно имело всего 10 этажей и высоту 42 м; позднее, в 1891 году, были надстроены ещё два этажа, а высота здания выросла до 54,9 м.

Автор проекта — американский архитектор Уильям Ле Барон Дженни — предложил новаторскую технологию строительства, при которой впервые был использован несущий каркас. Традиционно роль несущей конструкции выполняли внешние стены. Исходя из того, что удельная прочность стали примерно в 50 раз выше, чем у самого качественного бетона и каменной или кирпичной кладки, здания стали опираться на металлический каркас, поддерживающий как внешние, так и внутренние стены.

Благодаря несущему каркасу общую массу сооружений удалось уменьшить почти на треть. Архитектор не решился полностью отказаться от других несущих конструкций, поэтому здание имело также несущую заднюю стену и гранитные колонны.

В полной мере переход на несущий стальной каркас был осуществлён при строительстве в 1891 году 11-этажной башни Уэйнрайта в Сент-Луисе по проекту архитектора Луиса Салливана. Башня Уэйнрайта также по праву может претендовать на звание первого небоскрёба.

Ещё одним архитектурным элементом, без которого невозможно представить себе современный небоскрёб, является использование лифта. Впервые лифты в офисном здании появились в 1870 году в Эквитабл Лайф Билдинг в Нью-Йорке.

Первоначально лифты имели гидравлический привод, налагавший ограничение на высоту здания до двадцати этажей. В 1903 году фирма Отис разработала конструкцию лифта с электрическим приводом, в котором вес кабины, идущей вверх, частично был уравновешен весом второй кабины, идущей вниз. В результате этих нововведений были сняты ограничения на высоту подъёма. В ряде случаев оказалось практически целесообразным осуществлять подъём с пересадками.

Сначала лидерство по строительству высотных зданий принадлежало Чикаго, однако в 1893 г. в Чикаго было запрещено строить здания высотой более 39 м, и дальнейшее развитие небоскрёбов происходило уже в Нью-Йорке.

Помимо небоскрёбов башенного типа, в этот период строились и протяжённые по горизонтали высотные здания, имевшие многоярусное членение объёма. Самым крупным среди них в 1913–1915 гг. стало 39-этажное здание Эквитейбл Лайф-иншуренс, которое имело сложную П-образную конфигурацию и отбрасывало в полдень тень длиной 300 метров, лишавшую света свыше 30 тыс. м² соседних участков.


Вулворт-билдинг в 1913 году

В связи с этим в 1916 г. в Нью-Йорке был принят закон о зонировании высот. Для предотвращения затенения здание после установленной высоты должно было подниматься уступами (первая ступень начиналась от уровня 45–60 м). Это привело к появлению новой формы небоскрёба с уступчатыми очертаниями .

Процесс изготовления стали – прорыв в градостроительстве

Генри Бессемер первым в мире изобрёл недорогой процесс массового изготовления стали. Это позволило строить небоскрёбы. Американцем Уильямом Келли был получен патент на «систему выдувания углерода из чугуна». Но он стал банкротом. Поэтому Келли был вынужден продать свои права на изобретение. Их купил у него Бессемер. Он тоже работал в то время над аналогичной проблемой. Это помогло Бессемеру запатентовать в 1855 году собственный процесс производства стали. Он стал настоящим прорывом в городском строительстве, позволившем воздвигать здания всё выше и выше.

Люди, внёсшие свой вклад в историю строительства небоскрёбов

Даже в наши дни сталь производится по технологии, разработанной Бессемером. Это имя ещё долго будет оставаться в истории. Но существовал ещё один человек, оставивший свой след в строительстве небоскребов. Джордж А. Фуллер был там, кто применил инновационный процесс для строительства высоток.

Почти два века назад технологии строительства многоэтажных домов предполагали, что внешние стены здания должны выдержать его вес. Но Фуллур выдвинул другую идею. Он понимал, что очень высокое здания не вынесут нагрузку собственного веса. Поэтому для строительства он применил стальные балки Бессемера.

Из них он стал изготавливать внутренний каркас. Сталь гораздо прочнее любого бетона или кладки из кирпичей и камней. Такую новинку он применил при строительстве небоскрёба Такома. Он стал первым зданием, в котором стены не должны были выдерживать вес здания. За них эту функцию стал выполнять стальной каркас. Фуллером была разработана методика сооружения стальных каркасов. В последующем такие стальные конструкции внутри зданий будут применяться при возведении других высоток.

Первый такой небоскрёб был построен в Нью-Йорке. Его назвали Флэтайрон-билдинг. Его строительством в 1902 году занималась строительная компания Фуллера. Главным архитектором этого здания был Даниэль Х. Бернхэм. Ещё более высокие небоскрёбы стало возможным строить, когда появились электрические лифты в 1883 году.

Они заменили гидравлические лифты, которые существовали с 1870 года. Это позволило людям быстрее перемещаться по этажам. Освещение внутри небоскрёбов тоже осуществлялось за счёт электричества. Это было приемлемо для больших помещений.

Технологические предпосылки

Построить высокое здание, будь то культовое сооружение или жилой дом, люди могли и сотни лет назад. Проблема была в целесообразности такого строительства. Перенаселённых территорий было не так много, как сегодня. Шибам — это исключение из правил. Конечно, огромную роль сыграла промышленная революция. Капитализм стал господствующей мировой системой хозяйства, начали появляться крупные компании, которым были нужны собственные офисы и здания. И подниматься пешком на много этажей — так себе удовольствие.

Лифт использовали до нашей эры. В Колизее лифтов было 28 штук — они поднимали груз до 300 килограммов на высоту более 7 метров. Так на арену поднимали львов в клетках. Одновременно — до 100 львов оказывались на арене. Система блоков работала таким образом, что клетки открывались, когда оказывались на нужном уровне. Археологи потратили несколько лет, чтобы реконструировать один из лифтов и выпустить на арену символ Рима — волчицу. Работала система на человеческой силе. Подобные лифты были найдены и в других древних сооружениях, иногда в качестве подъёмной силы использовали животных.
image

image

image

Иван Кулибин по указанию Екатерины II в 1790-х годах соорудил винтовой лифт вместо лебёдочного. К длинной оси-винту крепилось основание кресло, и слуги поднимали императрицу на нужный этаж Зимнего дворца. На 50 лет раньше лебёдочным лифтом оснастили дворец Людовика XV. Но одно дело — поднять на несколько этажей кресло или платформу, и совсем другое — сделать такую систему безопасной и надёжной, а также доступной не только королям.

Элайша Грейвс Отис родился в 1811 году. Он пытался заниматься бизнесом, работал механиком на фабрике кроватей, а кроме этого — запатентовал «ловитель». Его система позволяла задерживать груз при обрыве троса или каната при подъёме людей или оборудования на верхние этажи зданий. Отис сумел эффектно представить изобретение широкой публике: он находился на платформе в момент, когда его помощник перерубал мечом трос.

Платформа не падала вниз благодаря ловителю. Спустя несколько лет после смерти изобретателя его сыновья открыли компанию Otis и за 6 лет установили более 2 000 лифтов в офисах и гостиницах США. В 1878 году появился первый пассажирский гидравлический лифт Otis, а в 1889 году — лифт с электрическим приводом.

Гидравлические лифты подразумевали наличие подземной шахты, заполненной водой, высотой в сам дом. Поршень в шахте-цилиндре под напором воды выталкивал кабину вверх. Позже лифт улучшили, разместив цилиндр горизонтально. Лифты на гидравлических насосах были установлены на Эйфелевой башне. Чтобы поднять пассажиров на 175 метров от Земли, нужны были сразу два гидравлических лифта — кабины служили противовесом друг для друга. На полпути приходилось делать пересадку. Такие лифты не могли работать зимой, и их заменили на электрические.

Изначально гидравлические лифты двигались гораздо быстрее электрических и паровых вариантов, но их было сложнее устанавливать. Именно лифты с электроприводом и системами безопасностями позволили небоскрёбам расти вверх. На сегодня самые быстрые лифты установлены в башне Тайбэй 101 в столице Тайваня, они движутся со скоростью более 60 километров в час, поднимая людей с пятого до восемьдесят девятого этажа за 39 секунд.

Среди критериев, по которым определяют, является ли здание небоскрёбом, сейчас есть высота, наличие стального каркаса и предназначение конкретного сооружения. 10-этажное здание домового страхование в Чикаго считается первым небоскрёбом: его высота — 42 метра, что на тот момент было неплохим результатом, оно предназначено для размещения офисов, и в конструкции использован стальной каркас. Оно было построено в 1885 году.

Идею каркаса предложил архитектор Уильям Ле Барон Дженни, «отец небоскрёбов». Обычно роль несущей конструкции выполняли внешние стены. Использование стали, которая в разы прочнее бетона или кирпичной кладки, позволило уменьшить суммарный вес сооружения.

В Здании домового страхования полностью от несущих стен не отказались. А через несколько лет несущий каркас был использован при строительстве этажной башни Уэнрайта.

Стоит сказать, что в 1870 году, до строительства вышеупомянутых небоскрёбов, в Нью-Йорке построили 40-метровое офисное здание Equitable Life Building. Иногда именно его называют первым небоскрёбом – только из-за каркаса оно не попадает в общую классификацию. Это было первое офисное здание с пассажирским лифтами — гидравлическими моделями от компании Отиса.

Критерий по наличию стального каркаса на данный момент уже не является абсолютно необходимым. В 1998 году в столице Малайзии Куала-Лумпуре возвели два 88-этажных небоскрёба, соединённые между собой мостом на шаровых опорах. Для строительства использовали эластичный бетон, усиленный кварцем и сравнимый по прочности со сталью. Но масса небоскрёба — вдвое больше, чем у зданий аналогичного размера. Высота строений — 451 метр, включая шпиль.

Более того, самое высокое здание в мире построено не на стальном каркасе. Для возведения Бурдж-Халифа в Дубае, ОАЭ, также использовали специально разработанный бетон, способный выдерживать температуру до 48 градусов Цельсия. Бетон укладывали ночью, добавляя в раствор лёд.

Строила башню Бурдж-Халифа та же компания, что возвела одну из Башен Петронас – Samsung.

Гонка за право называться самым высоким зданием в мире

Небоскреб Уолл Стрит 40 планировался на 41 м выше за Дом Вулворт (англ. Woolworth Building) построен в 1913 в Манхэттене. (Дом Булворт был самым высоким небоскребом в 1930.)

Небоскреб указывал на прогресс, развитие, победу человека над ее природными ограничениями. Люди следили и наблюдали за новыми вершинами, которые осягались очередными достижениями в области строительства небоскребов. В 1930 было закончено строительство Крайслер Билдинг, 319 метров, 77 этажей.

Но этот небоскреб оставался бесспорным лидером в мире только в течение одного года. Уже в следующем году был построен Эмпайр Стейт Билдинг, 381 м. (448 м. с антенной), 102 пов. который был самым высоким небоскребом в мире к 1972 г. Построен за 14 месяцев.

   Нью-Йорк, 1930 г. Продолжается строительство Эмпайр Стейт Билдинг. Эмпайр Стейт Билдинг

Эмпайр Стейт Билдинг (англ. Empire State Building возведен в стиле Арт Деко небоскреб в городе Нью-Йорк, США . Находится башня на Пятой авеню между Западными 33-й и 34-й улицами. Владельцем здания является компания W & H Properties.   Эмпайр Cтейт Билдинг — первое здание в мире, имеющая более 100 этажей.

В 1986 году Эмпайр Стейт Билдинг вошел в список памяток архитектуры национального значения США. В 2007 году здание под номером один вошло в список лучших американских архитектурных решений по версии Американского института архитекторов.

Официальное открытие состоялось 1 мая 1931 года, когда президент США Герберт Гувер включил освещение здания, нажав на кнопку в Вашингтоне. Уже в следующем году первые использованием освещения на верхушке здания было празднование победы Рузвельта над Гувером в президентской гонке в ноябре 1932 года.

Когда состоялось официальное открытие Эмпайр Стейт Билдинг, США переживали эпоху экономической депрессии. Поэтому сдать удалось далеко не все помещения, а здание получило название «Пустой Стейт Билдинг» (англ. Empty State Building). Прошло десять лет, пока все помещения, наконец, были сданы. Здание не приносила дохода владельцам до 1950 года. Только в 1951 году, после продажи Роджеру Стивенсу и его партнерам за 51 млн долларов (рекордная для тех времен цена, уплаченная за одно сооружение), здание перестала быть убыточной.

Высотные здания в СССР

Советских архитекторов вдохновляли металлические конструкции Эйфелевой башни. Конструктивисты строили рабочие клубы, дома-коммуны и фантазировали о собственных небоскребах и главном здании мирового коммунизма.

Большая стройка сразу после революции, конечно, не могла начаться. Денег, времени, ресурсов, а главное, знаний, не хватало. В 1924 году в США был отправлен архитектор Вячеслав Олтаржевский. Удивительный человек! Выросший в детдоме, он успел сделать карьеру и при царе, и при Ленине.

В Соединенных Штатах провел 11 лет, стал там успешным архитектором. Правда, первое время ему пришлось трудиться на стройке — его диплом в США не котировался, его еще предстояло подтвердить.

Вячеслав Олтаржевский

Способность власти рушить и храмы, и судьбы людей ради своих целей смогут на собственной шкуре оценить многие. Среди них и Вячеслав Олтаржевский.  В США он успел поработать в конторе Корбетта чертежником, издать книгу «Новый Вавилон«, посвященную Нью-Йорку, и построить несколько зданий, в том числе гостиницу в Королевских соснах, так полюбившуюся Аль Капоне.

В 1934 году его отозвали обратно в СССР, но почему-то он тогда не был приобщен к строительству первых московских небоскребов. Работал над архитектурным обликом Всемирной сельскохозяйственной выставки. В 1939-м был арестован. В 1943 году вышел на свободу. Спустя только четыре года начал работать в комитете по строительству высотных зданий.

В январе 1947 года было принято постановление о строительстве в Москве многоэтажных зданий. С градостроительной точки зрения, высотки должны были уравновесить Дворец советов, который, к счастью, так и не был возведен. Но с точки зрения здравого смысла, зачем сразу же после окончания войны затевать эту безумную стройку?

Первые советские небоскребы должны были показать всему миру мощь страны.

Жилой дом на Кудринской площади
Жилой дом на Кудринской площади

Демонстрация возможностей страны советов проходила под флагом американского стиля ар-деко.

Американцы часто сравнивают московские высотки с небоскребами Манхэттена.

Перед инженерами и рабочими ставились практически невыполнимые задачи. Никто из них раньше не работал на подобных стройках.

Здание МГУ
Главное здание МГУ

Здание МГУ возводили осужденные по бытовым статьям. Прямо на стройплощадке на Котельнической набережной располагался тюремный лагерь ГУЛАГа. По Москве ходили слухи о нечеловеческих условиях труда зеков. Но это было не совсем так. В нечеловеческих условиях трудились и заключенные, и обычные строители. Все без касок, без страховки.


Высотные здание на Котельнической набережной

В 1953 году Вячеслав Олтаржевский издал книгу «Строительство высотных зданий в Москве«, где подробно описаны все сталинские высотки и проанализированы их конструктивные особенности. В СССР это книга никому не понадобилась. Необходимость Советскому Союзу доказывать свою мощь отпала после разработки атомной бомбы и запуска человека в космос. СССР остановился. Америка тем временем продолжала строить небоскребы.

Источники
  • https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D0%B1%D0%BE%D1%81%D0%BA%D1%80%D1%91%D0%B1
  • https://wikipedia.tel/%D0%9D%D0%B5%D0%B1%D0%BE%D1%81%D0%BA%D1%80%D1%91%D0%B1
  • http://history-doc.ru/kak-stroili-pervye-neboskreby/
  • https://habr.com/ru/post/402433/
  • https://arch-proect.com/vusotnoe-stroitelystvo.php
  • https://www.novina24.ru/pervye-neboskreby-znamenitye-vysotki-i-ih-sozdateli/
  • https://my-travel-diary.by/pervye-v-mire-neboskreby.html

[collapse]

Adblock
detector