Nowoczesny kształt fasady i jej architektura uzależnione zostały od szkieletu konstrukcyjnego. Pozwoliło to na standaryzacje elementów architektonicznych. Było to znakomite rozwiązanie nie tylko pod względem estetyki, ale też funkcjonalności. Pozwalało na lepsze oświetlenie wnętrz budynków stojących przy wąskich ulicach, w cieniu równie wysokich sąsiadów.
W Nowym Jorku konstrukcję często ukrywano za kamiennymi
elewacjami, wzbogaconymi detalem architektonicznym.
Budynki miały najczęściej niezwykle dekoracyjny, neogotycki kostium architektoniczny.
Taki właśnie był Woolworth Building, zaprojektowany przez Cassa Gilberta. Jego budowę ukończono w 1913 r.
Przez 17 lat gmach był najwyższym budynkiem na świecie.
Stalowy szkielet konstrukcyjny schowany został za całą masą gotyckich detali architektonicznych.
Granitowe ściany ogromnego holu ozdobiono ornamentem wykonanym z brązu i nakryto sklepieniem o skomplikowanej,szklanej mozaice.
Po 1918 r. w miastach amerykańskich problem dostępności światła dziennego rozwiązywano między innymi w ten sposób,że ostatnie kondygnacje wieżowców tarasowo zwężały się ku górze.
W latach dwudziestych w wieżowcach mieszkalnych na ostatnich kondygnacjach urządzano duże tarasy z ogrodami
lub miniplacami do gier sportowych. Cena mieszkań była tym wyższa, im wyższy był budynek.
Innym dość niecodziennym rozwiązaniem było na przykład doprowadzanie światła do wieżowca z góry.
Problemem konstrukcyjnym były fundamenty wieżowców. W Chicago, gdzie występuje wysoki poziom wód podskórnych,
dokonywano licznych eksperymentów. Przeprowadzano tu próbne wiercenia, mające określić charakter gruntów.
Po wypompowaniu wody wybierano miękką glinę, zaś powstałe otwory wypełniano betonem.
Po raz pierwszy ta metoda została zastosowana w Tacoma Building w latach 1886-1888. Kilkadziesiąt lat później,
na początku lat dwudziestych prezes Ligi Architektów Amerykańskich Harry W. Corbett tłumaczył w jednych wywiadów:
"Fundamenty 20-piętrowego budynku w Nowym Jorku nie są większe niż w budynku 2- lub 3-piętrowym,
gdyż nasze miasto jest wybudowane na skale. Stawiamy przeto podwaliny,
które cementujemy w skale i wtedy możemy śmiało budować do dowolnej wysokości.
Oczywiście, zyskujemy w ten sposób na fundamentach. Tam zaś, gdzie grunt nie jest skalisty, jak to jest w Chicago,
budujemy sztuczną skałę. "Tworzymy z cementu okręt, który zamiast pływać w wodzie, jest pogrążony w glinie."
Eksploatacja wieżowców nie byłaby możliwa bez wind. W halu nowojorskiego Woolworth Building zamiast wielkich schodów
umieszczono pośrodku ponad dwadzieścia wind, choć jazda nimi na 50 piętro trwała bardzo długo.
Pierwszą windę osobową zaprezentował Elisch Graves Ottis na wystawie w Nowym Jorku w 1853 r.
Kilkadziesiąt lat później, w 1889 r. skonstruowano windę elektryczną.
Wyższy biurowiec mieści więcej osób (mieszkańców, pracowników), co wiąże się z wydłużeniem czasu oczekiwania na windę.
Wydaje się, że prostym rozwiązaniem byłoby zwiększenie ilości wind. Jednak nie zawsze rezultat tego musi być korzystny.
Zwiększając liczbę wind automatycznie zmniejszamy powierzchnię użytkową wysokościowca i nie spełnia on już swoich funkcji.
Szyby wind najczęściej grupowane są parami- jedna obsługuje niższe piętra, druga wyższe.
Wszystko dlatego, ponieważ zdarzało się, że potężny podmuch wiatru wpadał do wnętrza budynku,
pędził w górę szybami wind i wyrządzał znaczne zniszczenia.
Nowoczesne konstrukcje i standaryzacja wielu elementów pozwalały na szybką budowę wieżowców.
Tempo ich powstawania przyprawiało ówczesnych Europejczyków o zawrót głowy.
"Ruch budowlany jest tak szybki - pisał w 1926 r. Jan K. Strzelecki,
że w krótkim czasie zmieniają się całe dzielnice.
Wielcy potentaci finansowi biorą w tym ruchu najwyższy udział.
Burzenie całych kwartałów starych kamienic trwa szybciej niż rozbiórka cerkwi na Placu Saskim w Warszawie.
Na ich miejscu powstają z iście amerykańską szybkością nowe wieżowce." Prace budowlane prowadziły wyspecjalizowane firmy.
Organizacja pracy umożliwiała w odpowiednim momencie dowóz materiałów na budowę.
Na większa skalę niż w we Francji, Anglii czy Niemczech wykorzystywano także nowoczesne maszyny i technologie.
Kilkunastokondygnacyjne budynki mieszkalne wznoszono już w starożytnym Rzymie.
Generalnie jednak rzecz biorąc, pochodzące z dawnych wieków wysokie budowle bardzo rzadko służyły do mieszkania.
Fakt, że dawne „budownictwo mieszkaniowe” nader rzadko przekraczało wysokość kilkunastu metrów,
wynikał z dwóch zasadniczych przyczyn. Pierwszą z nich była mała wytrzymałość tradycyjnych materiałów budowlanych,
tj. kamienia i cegły na obciążenia – co powodowało,
że wznoszone z takich materiałów wysokie budynki były bardzo materiałochłonne.
Drugą natomiast była nie tyle ograniczona wytrzymałość budulca,
co raczej ograniczona wytrzymałość ludzi: chętnych do wspinania się wyżej,
niż na – powiedzmy - trzecie czy czwarte piętro, nigdy nie znajdzie się wielu
Jakkolwiek konstrukcje takie rozpowszechniły się w drugiej połowie XIX w.
kiedy to wynaleziono metody szybkiego wytopu stali ( w piecach martenowskich i konwertorach),
Konstrukcje żeliwne – mocne, ale nieodporne na ogień
Pięćdziesiąt lat później konstrukcje z żeliwa były powszechnie stosowane w nowojorskich domach handlowych.
Jednak żeliwo, a później również stal, miały jedną zasadniczą wadę: w wysokiej temperaturze szybko traciły wytrzymałość,
tak że wzniesiony z takich materiałów budynek mógł się łatwo zawalić w przypadku pożaru.
Problem ten został przezwyciężony poprzez wprowadzenie żaroodpornych elementów ceramicznych,którymi obudowywano elementy konstrukcyjne.
Najpierw w Chicago
Miastem najbardziej kojarzonym z „drapaczami chmur” jest, oczywiście, Nowy Jork.
Ale pionierem w stawianiu wysokich budynków było Chicago. Pożar, który w 1871 r.
strawił większą część tego miasta, umożliwił rozpoczęcie jego totalnej przebudowy architektonicznej.
Czynnikiem pobudzającym do wznoszenia bardzo wysokich budowli był wynikający z rozwoju tej metropolii
jako ważnego ośrodka przemysłu zbożowego i mięsnego ogromny wzrost zapotrzebowania na pomieszczenia biurowe.
Pierwszy o konstrukcji stalowej
Właśnie w Chicago powstał budynek uchodzący za pierwszy współczesny wieżowiec.
Jest wzniesiony w latach 1884 – 1885 pod kierunkiem Williama J.
Jenneya budynek firmy ubezpieczeniowej Home Insurance,
który znajduje się na rogu South LaSalle Street i West Adams Street. Jak na „drapacz chmur”
nie jest on jakiś specjalnie imponujący – ma on zaledwie 12 kondygnacji i liczy sobie 55 metrów wysokości.
Jednak z historycznego punktu widzenia jego wzniesienie było wydarzeniem wielkiej wagi.
Home Insurance Building jest bowiem pierwszym na świecie budynkiem, którego całą konstrukcję nośną tworzy stalowy
szkielet.
Murowane ściany zewnętrzne pełnią w nim wyłącznie rolę osłony przed czynnikami atmosferycznymi.
Dlaczego Nowy Jork?
Niedługo po wzniesieniu „Home Insurance Building” powstały w Chicago jeszcze wyższe budowle.
Jednak stolicą „drapaczy chmur” stał się Nowy Jork. Jak do tego doszło?
Otóż, stało się tak dlatego, że władze miejskie Chicago… po prostu nie chciały widzieć
w swym mieście bardzo wysokich budowli. W jakiś czas po oddaniu do użytku pierwszych wysokościowców Rada Miejska Chicago
ustaliła, że maksymalna wysokość wznoszonych w tym mieście budynków nie może przekraczać 80 m.
później wysokość ta została ograniczona do 60 metrów.
Inżynierem, który wpadł na genialny pomysł „szkieletów „był Amerykanin William LeBaron Janney.
Miał za zadanie zaprojektować nowoczesny biurowiec dla przedsiębiorstwa ubezpieczeniowego Home Insurance Company.
Legenda mówi, że pewnego dnia Jenney źle się poczuł i wcześniej wrócił z pracy.
Chciał usiąść w swoim ulubionym fotelu, lecz leżał na nim wielki stary album fotograficzny.
Pani Janney weszła do pokoju i położyła owy album na druciana klatkę dla papugi.
Janney siedząc w fotelu zauważył wielka księgę leżącą na lichej klatce.
Skoro klatka z cienkiego drutu utrzymała taki ciężar to..... i w ten sposób wpadł na pomysł konstrukcji szkieletowej.
Cały budynek ważył zaledwie 1/3 masy jaką by osiągnął taki sam budynek wykonany z cegieł.
Dodatkowym plusem takiej koncepcji była możliwość zastosowania dużych okien bez osłabienia całej konstrukcji.
Budynek był wznoszony znacznie szybciej niż tradycyjna konstrukcja a do jego budowy potrzebne było znacznie mniej
materiału, ze względu na cieniutkie ściany z cegły. Gdy budynek osiągnął 10 pięter i ponad 20 m dała o sobie znać zasada,
że ludzka niewiedza rodzi nieuzasadniony lęk. Władze miasta pod naciskiem społeczeństw nakazały przerwanie budowy.
Wydelegowani eksperci mieli sprawdzić czy ten nowy wymysł Janney'a runie na ulice. Na szczęście obawy okazały się bezpodstawne.
Jednym z czynników ograniczających wysokość biurowca jest struktura gruntu.
Przykładowo Londyn leży na miękkich glinach, które nie utrzymałyby budynku wyższego niż 60 pięter
w przeciwieństwie do Manhattanu, który został zbudowany na litej granitowej skale.
Każdy projektowany wieżowiec musi wytrzymać najgorsze warunki przewidziane na danym terenie.
Gdy silny wiatr uderza w wysokościowiec to bardzo duża siła działa na fundamenty.
W przybliżeniu jest ona proporcjonalna do kwadratu wysokości budynku.
W przypadku huraganu może ona wynieść nawet 15 tyś. ton.
Działający wiatr wprawia także całą konstrukcje w niebezpieczne drgania, które mogą doprowadzić do poważnych uszkodzeń
wysokościowca. Dlatego dużą wagę przykłada się do wytrzymałości fundamentów.
Konstruktorzy przyjmują "z zapasem" siłę, której działanie ma wytrzymać wieżowiec, aby się nadmiernie nie wychylał.
Podmuchy wiatru można amortyzować na przykład wodą. Na szczycie umieszcza się coś w rodzaju basenu.
Gdy wysokościowiec się wychyla woda wywiera nacisk w przeciwnym kierunku.
Bezwładność wody przeciwstawia się sile wiatru i stabilizuje budynek.
Jako stabilizatorów używa się także bloków betonowych lub ciężarów z ołowiu.
Wieżowcom zagrażały także trzęsienia ziemi, przesuwające się fale powodowały zachwianie budynku.Konstruktorzy zrozumieli, że najlepszym wyjściem byłby budynek kołyszący się razem z drgającą ziemią.Aby konstrukcja pochłaniała przynajmniej część niszczącej energii powinna pochylać się zgodnie z falą.Zastosowano tzw. rozwiązanie bierne, które polegało na tym, że między podłożem a fundamentem wieżowca układano
na zmianę warstwy stalowych płyt i gumy, co pomagało absorbować energię wywołaną trzęsieniem ziemi.
Zajęto się także problemem pojawienia się luźnego,
mokrego gruntu pod wysokościowcem podczas trzęsienia ziemi.
Jednym z rozwiązań jest wykonanie budynku na żelbetowych palach,
które przenoszą ciężar budynku przez osłabiony grunt na grunt nośny, na większej głębokości.
Najczęściej stawia się wieżowce, które mają konstrukcję trzonową.
Wewnątrz budynku znajduje się trzon z żelazobetonu (odporny na płomienie), zadaniem,
którego jest podtrzymywanie kolejnych pięter budynku. Jednym z rodzajów konstrukcji trzonowej jest
"tube within a tube", gdzie elewacja pełni rolę drugiego, zewnętrznego trzonu.
Im wyższy wieżowiec, tym większa powinna być podstawa,
dlatego niektóre drapacze chmur są szersze na dole i zwężają się ku górze.
Przed rozpoczęciem budowy wszystko jest sprawdzane w symulacjach komputerowych.
Jeśli to konieczne konstrukcja budynku jest modyfikowana. Następne testy przeprowadzane są na modelach,
które są wykonane w odpowiedniej skali.
Dzięki temu można wyeliminować błędy konstrukcyjne przed wzniesieniem wieżowca.
* aby przekonać się o stalowej konstrukcji wieżowca wystarczy przyłożyc do budynku monete ,a ta jak magnes przylgnie do ściany
* kiedyś najdrozsze apartamenty znajdowały się na najnizszych pietrach wiezowcow z tego względu ,ze nie trzeba było wspinac się wyżej Dopiero pozniej „odkryto” piekno rezydencji na wyzszych pietrach z mozliwościa podziwiania panoramy miasta i pieknych widoków. W obecnych czasach to właśnie na najwyższych kondygnacjach mieszczą się najdroższe apartamenty.
M.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz