НЕБОСКРЁБ

НЕБОСКРЁБ (бу­к­валь­ный пе­ре­вод на рус. яз. англ. тер­ми­на skyscraper), тип жи­ло­го, офис­но­го или мно­го­функ­цио­наль­но­го зда­ния, вер­ти­каль­ные гео­мет­рич. па­ра­мет­ры ко­то­ро­го мно­го­крат­но (от 1:6 и боль­ше) пре­вос­хо­дят го­ри­зон­таль­ные, а макс. вы­сот­ные от­мет­ки пре­вы­ша­ют зна­че­ние в 150 м (за­ру­беж­ная прак­ти­ка) или 120 м (рос. прак­ти­ка; ру­беж в 120 м со­от­вет­ст­ву­ет ниж­ней гра­ни­це об­лач­но­сти в сред­ней по­ло­се Рос­сии).

Н. от­но­сят­ся к са­мым слож­ным ти­пам ар­хит. со­ору­же­ний. Осн. при­чи­на – кри­тич. со­от­но­ше­ние вы­со­ты зда­ния и пло­ща­ди его ос­но­ва­ния, при­во­дя­щее к экс­тре­маль­но­му по­вы­ше­нию на­груз­ки на все его сис­те­мы: кон­ст­рук­тив­ные, инж. и пр. Зна­чит. вы­со­та Н. при­во­дит к мно­го­крат­но­му уве­ли­че­нию сте­пе­ни воз­дей­ст­вия на это со­ору­же­ние при­род­ных фак­то­ров: вет­ро­вой го­ри­зон­таль­ной на­груз­ки (до 20–25 м/с), из­ме­не­ния ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния (в ср. +12,5 гПа ка­ж­дые 100 м), пе­ре­па­дов темп-ры, сол­неч­ной ра­диа­ции, а так­же за­ви­си­мо­сти от гео­ло­гич. об­ста­нов­ки, вклю­чая ка­че­ст­во под­сти­лаю­щих грун­тов и сейс­мич. опас­ность ре­гио­на. Со­во­куп­ность этих фак­то­ров и на­гру­зок оп­ре­де­ля­ет важ­ней­шие тех­нич. и гео­мет­рич. па­ра­мет­ры Н. Кон­фи­гу­ра­ция Н. оп­ре­де­ля­ет ме­тод рас­пре­де­ле­ния на ос­но­ва­ние зда­ния вер­ти­каль­ной (сум­мар­ный вес со­ору­же­ния) и го­ри­зон­таль­ной (дав­ле­ние возд. по­то­ков) на­гру­зок. Наи­бо­лее ра­цио­наль­ным яв­ля­ет­ся круг­лое в пла­не зда­ние, а так­же фор­мы, про­из­вод­ные от кру­га: оваль­ные, в фор­ме лин­зы, ка­п­ли и др. Тра­диц. квад­рат­ная или пря­мо­уголь­ная кон­фи­гу­ра­ция пла­нов ны­не при­ме­ня­ет­ся для зда­ний не вы­ше 150–180 м из-за зна­чит. го­ри­зон­таль­ных на­гру­зок.

Небоскрёб «Бурдж Халифа» в Дубае. 2010. Архитектор Э. Смит и архитектурное бюро «Skidmore, Owings & Merrill».

По вер­ти­ка­ли наи­бо­лее ра­цио­наль­ной кон­фи­гу­ра­ци­ей Н. при­зна­на фор­ма, су­жаю­щая­ся плав­но или сту­пен­ча­то квер­ху. По­след­няя по­зво­ля­ет пе­ре­рас­пре­делять на­груз­ки на боль­шую пло­щадь опо­ры, что да­ёт воз­мож­ность дос­ти­гать ре­корд­ных вы­сот­ных от­ме­ток (напр., сту­пен­ча­тое зда­ние «Бурдж Ха­ли­фа» в Ду­бае выс. 828 м, 2010, арх. Э. Смит, ар­хит. бю­ро «Skidmore, Owings & Mer­rill» – ны­не са­мый вы­со­кий Н. в ми­ре). В по­след­нее вре­мя всё ча­ще раз­ра­ба­тыва­ют­ся Н., имею­щие спи­ра­ле­вид­ную фор­му, за счёт ко­то­рой про­ек­ти­ров­щи­ки до­би­ва­ют­ся кон­тро­ля над возд. по­то­ка­ми, оги­баю­щи­ми те­ло зда­ния (жи­лой Н. «По­во­ра­чи­ваю­щий­ся торс» в Маль­мё, 2005, арх. С. Ка­ла­тра­ва).

«Крайслер билдинг» в Нью-Йорке. 1928–30. Архитектор У. Ван Ален.

В за­ви­си­мо­сти от кон­фи­гу­ра­ции и вы­со­ты Н. вы­би­ра­ет­ся кон­ст­рук­тив­ная сис­те­ма зда­ния, обес­пе­чи­ваю­щая оп­ти­маль­ный ба­ланс ме­ж­ду жё­ст­ко­стью и гиб­костью кон­ст­рук­ций, не­об­хо­ди­мой для по­га­ше­ния сейс­мич. воз­дей­ст­вия. К при­ме­няв­шим­ся из­на­чаль­но кар­кас­ной, кар­кас­но-стволь­ной и бес­кар­кас­ной с па­рал­лель­ны­ми не­су­щи­ми сте­на­ми схе­мам (ис­поль­зу­ют­ся в зда­ни­ях до 150 м) ны­не до­ба­ви­лись про­стран­ст­вен­но-раз­ви­тые схе­мы, по­зво­ляю­щие стро­ить бо­лее вы­со­кие зда­ния: кар­кас­ная с диа­фраг­ма­ми жё­ст­ко­сти и рам­но-кар­кас­ная, бес­кар­кас­ная с пе­ре­крё­ст­но-не­су­щи­ми сте­на­ми, стволь­ная, ко­роб­ча­тая или обо­лоч­ко­вая, стволь­но-ко­роб­ча­тая («тру­ба в тру­бе» или «тру­ба в фер­ме»). Са­мы­ми рас­про­стра­нён­ны­ми сей­час яв­ля­ют­ся стволь­ные и кар­кас­но-стволь­ные схе­мы, обес­пе­чиваю­щие жё­ст­кость сис­те­мы и сво­бод­ную пла­ни­ров­ку. В ро­ли ство­ла или яд­ра жё­ст­ко­сти, как пра­ви­ло, вы­сту­па­ет ле­ст­нич­но-лиф­то­вый узел из мо­но­лит­но­го же­ле­зо­бе­то­на, за­ни­маю­щий до 20% пло­ща­ди эта­жа Н. Пре­дель­ное со­от­но­ше­ние диа­мет­ра яд­ра и его вы­со­ты (от 1:6 до 1:10) ог­ра­ни­чи­ва­ет га­ба­ри­ты та­ких Н. вы­со­той в 200 м. Бла­го­да­ря вклю­че­нию в кон­ст­рук­тив­ную сис­те­му зда­ния внеш­ней обо­лоч­ки в ви­де без­рас­кос­ной и рас­кос­ной ре­шёт­ки из ста­ли или же­ле­зо­бе­то­на (ко­роб­ча­тые или обо­лоч­ко­вые схе­мы) воз­мож­но воз­во­дить Н. вы­со­той до 400 м, а за счёт уве­ли­че­ния жё­ст­ко­сти на­руж­ной обо­лоч­ки при по­мо­щи диа­го­наль­ных свя­зей (стволь­но-ко­роб­ча­тые сис­те­мы «тру­ба в фер­ме») – св. 400 м.

Для экс­плуа­та­ции Н. ог­ром­ное зна­че­ние име­ет инж. ос­на­ще­ние зда­ния, вклю­чаю­щее бо­лее 30 сис­тем (кли­ма­ти­за­ции, му­со­ро- и ды­мо­уда­ле­ния, элек­тро­снаб­же­ния и др.), ко­то­рые де­лят­ся на отд. ком­плек­сы внут­ри бло­ка из не­сколь­ких эта­жей при по­мо­щи спец. тех­нич. уров­ней, так­же вы­пол­няю­щих роль про­тиво­по­жар­ных пре­град. Это по­зво­ля­ет кон­тро­ли­ро­вать ве­ли­чи­ны гид­ро­ста­тич. дав­ле­ния в ото­пит. при­бо­рах и тру­бах. Сис­те­мы во­до­снаб­же­ния обо­ру­ду­ют­ся до­пол­нит. на­со­са­ми при­мер­но ка­ж­дый 12-й этаж, удер­жи­ваю­щи­ми дав­ле­ние во­ды на верх­них уров­нях. Му­со­ро­про­во­ды де­ла­ют­ся со спец. пе­ре­мыч­ка­ми, пред­на­зна­чен­ны­ми для ком­пен­са­ции па­ре­ния лёг­ких от­хо­дов в шах­те за счёт возд. тя­ги и для тор­мо­же­ния тя­жё­ло­го му­со­ра, спо­соб­но­го при па­де­нии с боль­шой вы­со­ты раз­вить ог­ром­ную ско­рость. Сис­те­мы вен­ти­ля­ции вы­сот­но­го зда­ния так­же про­ек­ти­ру­ют­ся от­дель­но для ка­ж­до­го бло­ка. В свя­зи с не­воз­мож­но­стью уст­рой­ст­ва ес­те­ст­вен­ной вен­ти­ля­ции Н. ос­на­ща­ют­ся еди­ны­ми при­точ­но-вы­тяж­ны­ми сис­те­ма­ми и сис­те­ма­ми кон­ди­цио­ни­ро­ва­ния, а так­же аль­тер­на­тив­ны­ми при­точ­ны­ми уст­рой­ст­ва­ми в на­руж­ных сте­нах.

Со­во­куп­ность слож­ней­ших ар­хит., кон­ст­рук­тив­ных и инж. про­блем де­ла­ет Н. не толь­ко са­мы­ми слож­ны­ми, но и са­мы­ми до­ро­ги­ми со­ору­же­ния­ми, стои­мость строи­тель­ст­ва и экс­плуа­та­ции ко­то­рых не мо­жет оку­пить­ся да­же при са­мом бла­го­при­ят­ном ре­жи­ме. Это об­стоя­тель­ст­во ста­вит под со­мне­ние пер­спек­ти­вы мас­со­во­го воз­ве­де­ния Н., ко­то­рое по­рой рас­смат­ри­ва­ет­ся как обя­за­тель­ный эле­мент ур­ба­ни­стич. бу­ду­ще­го че­ло­ве­че­ст­ва, спо­соб­ст­вую­щий эф­фек­тив­но­му ис­поль­зо­ва­нию гор. тер­ри­то­рии, со­кра­ще­нию про­тя­жён­но­сти ком­му­ни­ка­ций, по­вы­ше­нию плот­но­сти жи­лищ­но­го фон­да. Ны­не Н. вы­пол­ня­ют пре­им. ре­пре­зен­та­тив­ную функ­цию для ком­мерч. ком­па­ний или го­су­дарств.

Об ис­то­рии воз­ник­но­ве­ния и раз­ви­тия ти­по­ло­гии Н., а так­же о по­жар­ной бе­з­опас­но­сти см. в ст. Вы­сот­ные зда­ния.