Egipčanske piramide so bile nebotičniki svojega časa - in obstajajo že 5000 let. Ali bodo sodobni nebotičniki lahko ponovili takšen podvig? Prve razpoke so se pojavile aprila. Do 29. junija 1995 se je čez strop petega nadstropja ene najbolj obremenjenih trgovin v Seulu razširila velika mreža razpok. Nekaj ur pozneje so se s strehe oglasili glasni udarci. Razpoke so rasle.
Sklicana je bila seja sveta, ki pa jo je predsednik zavrnil, ker je izgubil dobiček. Nato je zapustil stavbo.
Ob petih zvečer se je strop petega nadstropja začel rušiti. Nakupovanje se je nadaljevalo kot običajno, dokler se alarm skoraj ni pozneje oglasil. A bilo je prepozno. Najprej se je podrla streha, nato pa so bili postavljeni glavni nosilni stebri stavbe, zaradi česar se je celotno južno krilo zgradbe zrušilo v klet. 1500 ljudi je bilo ujetih - vključno s pastorko predsednika - in 502 jih ni nikoli ušlo.
Propad Samsung prodajalne je primer, kako lahko so sodobne strukture krhke. Tudi z najnovejšimi materiali, opremo in naprednim razumevanjem fizike ta zgradba ni zdržala pet let, kaj šele 5000.
Medtem so egipčanske piramide več tisočletja zbirale množice gledalcev. Potresi, erozija, vandalizem - piramide so preživele celo propad civilizacije in preobrazbo Sahare z bujnega pašnika v današnjo ogromno puščavo.
Velika piramida v Gizi - zgrajena leta 2540 pred našim štetjem - je brez materialov, oblikovanja in inženiringa pred stavbami in po njih neprekosljiva. Starogrški turisti so prehodili tisoče kilometrov, da bi si ogledali njegove bloke, polirani do točke, ko so jim opisali, da žarejo; imena popotnikov najdemo vklesane v stene piramide vse do danes.
Kleopatra je danes živela bližje najvišji zgradbi na svetu - Burj Khalifa - kot tej monumentalni grobnici. Ko so zadnji mamuti izumrli, je bila stara že 1000 let.
Promocijski video:
Piramida v Gizi je bila nebotičnik svojega časa, ki je presegel katero koli zgradbo na svetu, dokler končno pred približno 700 leti ni bila zgrajena stolnica Lincoln. "Stari Egipčani so ustvarili - sovražim, da to rečem - izstopno ploščico za mrtve, ki potujejo na sonce in zvezde," pravi Donald Redford, ki je piramide raziskoval štirideset let.
Hitro naprej v leto 2016, kjer smo nebo že prekrili nebotičniki, stolpi in 20-nadstropni roboti ter načrtujemo gradnjo stavbe, visoko in pol kilometra. Čeprav še ni znano, ali ga je sploh mogoče zgraditi. Vstopamo v dobo nebotičnikov, ko vse več ljudi potuje iz vasi v množica mest.
Te zgradbe morajo vzdržati ogromne sile, da ostanejo v pokonci, vključno s stalnimi udarci strele in sunki vetra s hitrostjo 150 km / h - da ne omenjam stalnega učinka gravitacije. Na nekaterih območjih se na ta seznam lahko dodajo močni potresi. Kaj je skrivnost piramid? Ali jih lahko preživijo sodobni nebotičniki?
Pravzaprav impresivna starost piramid ni naključje. Stari Egipčani so verjeli, da bo življenje po smrti večno, in zelo so se trudili, da bodo tudi njihove grobnice dobro ohranjene. Zasnova piramid se je spreminjala tisoče let, ko so njihovi gradbeniki eksperimentirali z materiali in arhitekturo, da bi ustrezali njihovim ambicijam.
"Vedno so govorili, da gre za zgradbo" za večnost "," za vedno in za vedno "- ti stavki so bili nenehno v njihovem besedišču," pravi Redford, trenutno na Penn State University. Bili so tako prepričani v svoje sposobnosti, da so bili "milijoni in milijoni let" vključeni v imena mnogih piramid.
Kljub vsem njihovim poskusom in pretiravanjem Egipčani niso natančno vedeli, kaj počnejo, in to je bila bolj njihova prednost kot pomanjkljivost. Za zapolnitev vrzeli v razumevanju zakonov fizike so bile prve piramide zgrajene ob upoštevanju vseh možnih utrdb. Vedeli so za stebre, a niso vedeli, da lahko streho podpirajo. Zato so dodali dodatne stene za vsak primer.
Druga razlaga je njegova ogromna velikost. Vzemite Veliko piramido, ki je bolj umetna gora kot zgradba iz skoraj šest milijonov ton trdne kamnine. Pet tisoč let je neumnost, če upoštevamo, da je apnenec, ki sestavlja piramidne bloke, že več kot 50 milijonov let v tleh.
Sodobni nebotičniki so za primerjavo učinkovito lahki in pametni. Za izgradnjo Burja je bilo potrebnih le 110.000 ton betona in 39.000 ton jekla, kar je šestkrat večja višina Velike piramide. »Zasnovali so zgradbe, ki bodo trajale večno - danes ni prednostna naloga. Projektiramo praktične zgradbe, v katerih bi lahko živeli, pravi Roma Agrawal, gradbeni inženir, ki dela na stavbi Shard v Londonu.
Tako kot prve piramide je tudi najsodobnejša generacija nebotičnikov morda najbolj zanesljiva. Ko je letalo B-52 leta 1945 padlo v Empire State Building, je bila stavba nekaj dni pozneje ponovno odprta. "V začetku 20. stoletja je bilo vse izračunano ročno, zato so inženirji dodali dodatno jeklo za vsak primer," pravi Agrawal. Čeprav je Empire State Building polovica velikosti Burja, tehta dve tretjini več.
Poleg vseh običajnih tveganj ima zgradba v oblakih tudi svojo težo. Da bi preživeli do leta 7000 AD - torej živeli tako dolgo, kot so živele piramide - se nebotičniki že tisoč let borijo z dežjem, vetrom in nevihtami.
"Veter predstavlja posebno težavo pri visokih stavbah," pravi Bill Baker, Burjin inženir oblikovanja. Ko veter rine mimo rahlega predmeta, kot je drevo ali svetilka, se zavihti v en organiziran sunek, ki gre okoli predmeta najprej v levo, nato nazaj v desno, nato spet v levo in predmet se zaradi spremembe smeri vetra zasuka. V močnem vetru lahko Burj niha do enega metra in pol v vsako smer.
Težava je višja, hitrejši veter. Da bi preprečili padce nebotičnikov - in ljudi zgoraj, da bi se znebili morske bolezni - inženirji načrtujejo stavbe nepravilnih oblik, ki ovirajo veter in uničujejo njegovo organizacijo. Z arhitekturnega vidika se stavba morda zdi nekoliko preveč oboževana, vendar sta značilna nazobčana profila Burj in Šarda bolj za varnost kot za lepoto.
Tudi orkan jih ne bo stresel. "Če gre za običajno zgradbo, mora biti zmožen prenesti orkan, ki se zgodi enkrat na 700 let," pravi Baker. Pomembne zgradbe, kot je Burj Khalifa, se bodo lahko spoprijele z dogodki, ki se zgodijo enkrat na več tisočletij.
In tudi strele. Združeni arabski emirati, kjer se nahaja Burj, na leto doživijo približno 10 neviht. Enkraten udarec strele v milijard voltov je lahko močan kot jedrski reaktor. "Bil sem v Dubaju med nevihto in Burj je kot strela za celotno mesto - strele streljajo vsako minuto," pravi Baker.
Na srečo obstaja rešitev. Med gradnjo je jeklena lupina stavbe povezana - vsaka jeklena palica, vsak okenski okvir - vse do osnove. Deluje kot velikanska kletka Faraday, zaščitni prostor, podoben žični mreži na mikrovalovnih pečicah, ki vsebino varuje tako, da jih omejuje pred električno energijo. "Govoril sem z delovnimi posadkami po posebno močni nevihti in niso videli nobene škode," pravi Baker.
Tudi med potresi se nebotičniki držijo izredno dobro. Hitreje kot straši, tem bolje. Gre za takšno stvar, kot je resonanca. Če se tla tresejo s frekvenco, ki ustreza hitrosti zasuka stavbe, bo nihala hitreje in hitreje, dokler se ne zruši. "Ozke zgradbe bodo potrebovale več časa, da se bodo vrtale naprej in nazaj - 11 sekund za Burj - da se bodo premaknile, ne pa strmoglavile," pravi Baker.
A ni povsem zanesljiv: tako kot jih večkrat lomimo papirne sponke, jih večkrat upognemo in odvijemo, če jeklo moti prepogosto, bo počilo.
Veliko bolj nevarna je voda.
V tridesetih letih je bilo 96 od 100 najvišjih zgradb na svetu izdelanih iz jekla. Danes je večina mestnih zgradb zgrajena iz jeklenega armiranega betona (armiranega betona), ki združuje natezno trdnost (zmožnost upora proti raztezanju) kovine in tlačno trdnost (zmožnost upora proti drobljenju) kamna.
Ko je shranjen na suhem mestu, je armiran beton neverjeten material, ki lahko traja večno. Toda na območjih z visoko stopnjo sedimenta šibke kisline v vodi počasi reagirajo z apnencem v cementu in ga izpeljejo - v zgradbi se pojavijo jeklene rje in luknje.
"To, da so piramide v suhem okolju, je izjemno pomembno," pravi Michelle Barsum, znanstvenica za materiale z univerze Drexel v Filadelfiji. Tudi v sončni posušeni Sahari so prve piramide padle pod pustoši vode.
Dolga leta je veljalo, da so ga Egipčani sčasoma dognali in se naučili, kako s tesnejšim prileganjem rezati bloke, a kako natančno je ostalo skrivnost. Potem je v začetku 2000-ih nekdo končno dobil idejo, da bi preučeval kamnine pod mikroskopom z visoko ločljivostjo. To je bil Michel Barsum in opazil je, da te kamnine niso naravni apnenec, temveč so bile oblikovane iz zgodnje oblike cementa.
Kot strokovnjak za keramiko - Barsum še nikoli ni študiral piramid - se ni mogel upreti mamljivi možnosti, da bi se zagotovo našel. Globoko v starodavnih blokih je našel zgovorne namige: mikroskopske alge, diatome, katerih trdo lupino je delno zmotil alkalni cement. "Približno 90% piramide je izdelano iz vklesanega kamna, ostalo pa je vlivano," pravi Barsum.
Egipčani so svoje kamenje izdelali iz štirih glavnih sestavnih delov: apnenca, apna, vode in blata. Med seboj reagirajo in tvorijo kemično lepilo. Najpomembneje je, da se s staranjem lepila vrne v prvotno stanje sestavnih delov in pretvori cement nazaj v kamen. "Diši in izgleda kot naravni apnenec," pravi Barsum.
Če pa je glavna betonska lupina nebotičnika razmeroma močna, je usoda oken v njej manj pregledna. Steklo tehta kot granit in ima togost aluminija; za drobljenje kubičnega centimetra bo potrebnih 10 ton pritiska. Celo morje bo potrebovalo 50 let mletja, da bo steklo spremenilo v barvne gladke kamenčke na plaži. In vendar kozarec ni popoln. Lahko se pokvari spontano. Nihče ne ve, zakaj.
Tudi z dvojno plastjo stekla, če je ne vzdržujemo, večina oken ne bo zdržala dolgo. "Na steklo okolje ne vpliva posebej, vendar se zaradi vibracij vetra, neviht in drugih vplivov sčasoma zlomi," pravi Konstantinos Tsavdaridis, znanstvenik iz materialov z univerze v Leedsu.
Končno se bo kozarec sčasoma odtekel v dno okvirja? Ta ideja temelji na dejstvu, da so bila srednjeveška okna na dnu običajno debelejša in da je steklo pravzaprav izjemno viskozna tekočina: in več kot sto let lahko steklo odteka v dno okvirja.
Leta 1998 je to priljubljeno idejo odločno zanikala skupina fizikov, ki je izračunala, da bo potreben čas "veliko dlje kot starost vesolja", da se pri sobni temperaturi pojavijo opazne spremembe stekla. Neenakomerna debelina starodavnega stekla je bila povsem naključna - izdelava celo stekla pred nekaj sto leti ni bila tako enostavna.
Ali se lahko sodobni nebotičniki čas bojijo?
Bill Baker misli, da je. »Gradbeni materiali so v današnjem času precej dobri. Razen tistih trenutkov, ko ne uspejo in če jih podpirajo."
Agrawal se strinja. "Če poskrbite zanje, zakaj ne."
Po besedah Konstantinosa bodo betonske konstrukcije trajale dlje, saj ga rja, ki se tvori iz armiranega betona, ubije. Toda Redford dvomi, da bodo naše stavbe trajale dovolj dolgo. Navsezadnje so to funkcionalne strukture, ki preprosto opravljajo svoje delo. Lažje jih bo metati. Večino nebotičnikov bodo porušili, preden padejo. Navsezadnje Velika piramida pred 4500 leti ni bila edina neverjetna zgradba.
Tako imenovani Labirint naj bi bil še bolj nenavaden. „Ko ga je zagledal grški zgodovinar Herodot, je zavzdihnil. Ni mogel opisati velikosti in teže največjih blokov, ki so šli v stavbo, pravi Redford. Danes takšne stavbe ne boste našli. Labirint je bil oropan, njegove opeke pa so bile uporabljene za gradnjo drugih zgradb. Če se sprehajate po ulicah starega Kaira in preučujete temelje starih zgradb, včasih najdete hieroglifske napise iz same stavbe.
Če na primer v New Yorku ne porušimo nebotičnikov in ne padejo, bo po sedanji stopnji gradnje do 7000 10.000 stavb, visokih 160 metrov. Morda bomo imeli na kaj ponosni. Zakaj smo slabši od starih Egipčanov?
ILYA KHEL