Історія сталевих хмарочосів
Вперше слово «хмарочос» (калька з англійської skyscraper) у звичному для нас сенсі з'явилося в американському архітектурному журналі влітку 1883 року. До моменту, коли в Чикаго почало розвиватися багатоповерхове будівництво, під словом skyscraper мали на увазі різновид вітрила, фасон капелюхів, довгоногих коней та дуже високих людей.
Щодо хмарочосів у розумінні висотних будівель, то їх поява стала можлива завдяки відкриттю бесемерівського процесу виготовлення сталі, який став революційним проривом у металургії кінця XIX століття.
До винаходу нового методу виробництва сталь головним чином використовувалась для виготовлення предметів побуту - різноманітних інструментів або кухонного приладдя. Поворотним моментом для сера Генрі Бессемера стала бесіда з Наполеоном III. Останньому знадобилося багато дешевої сталі для рушниць і гармат. У черговий раз двигуном науково-технічного прогресу стали інтереси військово-промислового комплексу, і в 1856 році Бессемер запатентував перший недорогий метод промислового виробництва сталі з чавуну. Ноу-хау Бессемера дозволило знизити вартість сталі з 40 до 6 - 7 фунтів стерлінгів за тонну, істотно скоротивши час на її виробництво, та, відповідно, збільшивши об'єми.
На щастя, дешева сталь знайшла своє призначення не тільки під час виготовлення артилерійських знарядь, але і в мирному багатоповерховому будівництві. До Бессемера архітектори намагалися збільшити поверховість будівель за рахунок потовщення цегляних стін на нижніх поверхах. Виходило погано. Після початку масового виробництва недорогої сталі містобудівники змогли реалізувати ідею будівництва хмарочосів використовуючи сталеві каркаси.
У 1864 році цей метод уже випробували в Ліверпулі під час зведення офісної будівлі Oriel Chambers. Його характерною особливістю був металевий каркас із скляною стіною, яка спирається на нього. У наші дні Oriel Chambers вважається одним із найбільш видатних витворів архітектури того часу. Але наприкінці XIX століття дизайн будівлі сприйняли неоднозначно. Наприклад, найстаріше ділове видання Великобританії Building назвало його «сміховинним».
Утім, ліверпульський сталевий будинок був всього лише п'ятиповерхівкою. Тому першим хмарочосом у світі вважається Хоум-іншуренс-білдінг (Home Insurance Building), побудований у 1885 році в Чикаго за проєктом архітектора Вільяма Ле Барон Дженні. Десятиповерховій будівлі заввишки 42 метри, де розташувалася компанія зі страхування житла, надавала стійкість революційна конструкція із сталевих вертикальних колон та горизонтальних балок.
На сталевий каркас немов фіранки були "повішені" легкі кам'яні стіни (нарощувати товщину стін для надання багатоповерхівці додаткової стійкості більше не було потреби). Також завдяки сталевій основі десятиповерховій споруді не загрожувало "скластися" під власною вагою. Крім того, приміщення в будинках із таким типом каркасу були світлішими - сталь давала можливість значно збільшити кількість вікон.
Під час зведення «первістка» нового покоління сталевих хмарочосів були задані стандарти і для інших будівельних інновацій (ліфтового обладнання, конструкції дахів, сантехнічних систем та ін.). Будівля Хоум-Іншуранс-білдінг проіснувала до 1931 року. Пізніше на її місці виріс інший хмарочос – 45-поверхова будівля банку LaSalle.
Будинок-праска Флетайрон-білдінг (Flatiron Building, 1902 рік) ось уже більше ста років є знаковою архітектурною деталлю нью-йоркського Манхеттена і одним із символів «Великого яблука». Звели цей незвичайний 22 поверховий офіс надзвичайно швидко - всього за рік. Сталевий каркас для хмарочоса був зведений American Bridge Company, яка спеціалізується на мостобудуванні. На будівельний майданчик доставлялися вже частково зібрані конструкції зі сталі, тому швидкість зведення «Праски» була для тих часів приголомшливою - на один поверх йшло не більше тижня.
Спочатку незвичайна трикутна форма будівлі сприймалася публікою неоднозначно. Висловлювалися побоювання, що такий дивний будинок, та ще й побудований на досить вітряному місці, незабаром впаде. Місцеві букмекерські контори навіть приймали ставки на те, як далеко розлетяться уламки, коли "Праска" впаде. Однак, згідно з розрахунками архітекторів, сталевий каркас дозволяв будівлі витримати силу вітру в чотири рази більше від тих, що спостерігаються.
Крім незграбного дизайну офісному центру були притаманні й інші особливості. Наприклад, була відсутня система кондиціювання, кімнати химерної форми утворювали лабіринти, за якими «гуляли» постійні протяги, були передбачені всього одні сходи ... Проте, в 2010-х оцінна вартість Флетайрон-білдінг склала $ 190 млн.
Яскраві хмарочоси сучасності
Ще один найвідоміший сталевий хмарочос - будівля Емпайр-стейт-білдінг (Empire State Building, 1931 рік) - також розташований на Манхеттені. Ця будівля, яка уособлює Нью-Йорк, з часом стала значною частиною американської культури і способу життя. «Доктор Хто», «Несплячі в Сіетлі», «День незалежності», «Кінг Конг» і ще приблизно двісті п'ятдесят різноманітних шоу - всюди фігурує знаменитий 102-поверховий велетень заввишки 443 м.
Майже сорок років, аж до відкриття Всесвітнього торгового центру, Емпайр-стейт-білдінг вважався найвищим будинком у світі. Після терористичної атаки на вежі-близнюки, Емпайр Стейт Білдінг повернув собі статус найвищого будинку в Нью-Йорку (який належав хмарочосу до 2012 року), але світове лідерство він втратив назавжди.
Конструкційна сталь для культового хмарочоса була виплавлена заздалегідь в очікуванні перегляду нью-йоркських будівельних нормативів, що регулюють безпеку нових висоток. Завдяки проведеним попереднім роботам перший сталевий каркас Емпайр-стейт-білдінг був встановлений через лічені дні після підписання мером «Великого яблука» відповідної документації. За перші десять днів будівля "підросла" на 14 поверхів. Виробництво понад 50 тис. тонн сталі, випущеної під цей проєкт, називають одним із найбільших замовлень для металургів того часу. Процес будівництва хмарочоса викликав захоплення у сучасників - було зроблено безліч фотографій кожного етапу того будівництва, опубліковані десятки статей і есе. «Як маленькі павучки, вони старанно працювали та пряли свою сталеву тканину в небесах», - писав журнал New York.
Сталева конструкція Емпайр-стейт-білдінг, якій притаманні всі риси популярного в той час стилю ар-деко, була зібрана лише через півроку після початку будівництва. У першому камені, закладеному в основу будівлі, був залишений випуск щоденної газети відповідної дати, кілька купюр і монет, що ходили на той момент у США, а також фотографії будівельників, яких публіка зустрічала як справжніх героїв.
Зараз чиказький 108-поверховий хмарочос Вілліс-тауер (The Willis Tower) вважається найвищою у світі будівлею зі сталевих конструкцій (у будівництві вищих споруд використовувалися бетон або композити). Споруда заввишки 527 м, включаючи шпиль. Вважається, що джерелом натхнення для архітектора Вілліс-тауер Брюса Грема стала пачка цигарок. Конструкція хмарочоса являє собою композицію з дев'яти сталевих зварних труб, розташованих у вигляді квадрата 3 Х 3. Площа кожної труби 23 Х 23 метри. Це незвичайне рішення використовувалося у будівництва Вілліс-тауер вперше. Особливістю новаторського дизайну є те, що за необхідності висоту хмарочоса можна істотно наростити.
Будівля комерційного банку Міньшен у китайському місті Ухань (Minsheng Bank Building) є найвищою спорудою материкового Китаю, повністю побудованою зі сталі (без використання залізобетонного каркасу). Вага сталевої конструкції Minsheng Bank Building становить 24 тисячі тонн, висота 68-ми поверхової будівлі - 325 метрів. Будівля офіційно введена в експлуатацію у 2019 році. Відповідно до законів КНР при будівництві хмарочосів на кожні 100 метрів висоти необхідно «закладати» поверх аварійного сховища. Така зона повинна бути обладнана протипожежною системою, незалежною вентиляційною системою, освітленням і таке інше та використовуватися для перебування людей під час евакуації при пожежі. У Minsheng Bank Building передбачено 4 поверхи для евакуації. Крім того, для збільшення вогнестійкості сталевої конструкції кожен поверх підтримується сталевими циліндрами, заповненими бетоном. При цьому зовнішні сталеві поверхні пофарбовані вогнетривким покриттям. Забудовник гарантує, що в разі великої пожежі сталева конструкція не розплавиться навіть протягом трьох годин інтенсивного горіння.
Ще один сталевий гігант - незвичайний хмарочос Чхенкхон-сентер (Cheung Kong Center, Гонконг). Для його будівництва було потрібно 23,4 тисячі тонн сталі. Ця офісна 68-поверхова будівля, що відкрила свої двері для орендарів і відвідувачів у 1999 році, заввишки 283 метри. Зовнішні стіни Чхенкхон-сентер зроблені зі скла, а на поверхах немає ніяких додаткових колон, тому з будь-якої точки всередині приміщення можна побачити повну панораму міста. Самі ж скляні поверхні вікон насичені оптоволокном, за допомогою якого будівля освітлюється в нічний час. Незвичайне освітлення, мабуть, єдина яскрава зовнішня риса цієї споруди. Щодо решти Cheung Kong Center виглядає підкреслено стримано. Справа в тому, що дизайн офісного центру був розроблений відповідно до принципів фен-шуй: архітектурне рішення покликане нівелювати негативну енергетику від сусідніх хмарочосів. Схід, як то кажуть, справа тонка.
Споруди зі сталевими перекриттями, вертикальними і боковими структурними елементами зі сталі зараз будують досить рідко. Нині більшість хмарочосів зводиться з використанням різного роду композитів, залізобетону або сполученням сталевих і бетонних технологій. Проте, виняткова міцність сталевого каркаса створила особливий впізнаваний архітектурний стиль, приклади якого ще довго будуть тішити око вдячних поціновувачів сталевого мистецтва.