Egyptin pyramidit olivat aikansa pilvenpiirtäjiä - ja ovat seisoneet 5000 vuotta. Voivatko nykyaikaiset pilvenpiirtäjät toistaa tällaisen saavutuksen? Ensimmäiset halkeamat ilmestyivät huhtikuussa. 29. kesäkuuta 1995 mennessä laaja halkeamien verkosto oli levinnyt Soulin yhden vilkkaimman tavaratalon viidennen kerroksen kattoon. Muutamaa tuntia myöhemmin katolta tuli äänekäs otsatukka. Halkeamat kasvoivat.
Kokoukseen kutsuttiin hätäneuvoston kokous, mutta puheenjohtaja kieltäytyi ehdottomasti evakuoimasta vedoten menetettyihin voittoihin. Sitten hän lähti rakennuksesta.
Klo viisi illalla viidennen kerroksen katto alkoi murenea. Ostokset jatkuivat normaalisti, kunnes hälytys soi melkein tuntia myöhemmin. Mutta se oli liian myöhäistä. Ensin katto romahti ja sitten rakennuksen päätukipilarit nostettiin esiin, minkä seurauksena koko rakennuksen eteläinen siipi romahti kellariin. 1500 ihmistä oli loukussa - mukaan lukien puheenjohtajan tytärpuoli - ja 502 ei koskaan päässyt ulos siitä.
Samsungin tavaratalon romahtaminen on esimerkki siitä, kuinka hauraat modernit rakenteet voivat olla. Jopa uusimpien materiaalien, laitteiden ja kehittyneen fysiikan ymmärtämisen ansiosta, tämä rakennus ei kestänyt viittä vuotta, puhumattakaan 5000.
Samaan aikaan Egyptin pyramidit kokosivat joukkoja katsojia monien vuosituhansien ajan. Maanjäristykset, eroosio, vandalismi - pyramidit ovat selvinneet jopa sivilisaation romahduksesta ja Saharan muuttumisesta rehevältä laitumelta nykypäivän valtavaan autiomaaseen.
Gisan suuri pyramidi - rakennettu vuonna 2540 eKr. - on vertaansa vailla materiaaleissa, suunnittelussa ja suunnittelussa sekä rakennusten edessä että niiden jälkeen. Muinaiskreikkalaiset turistit kävelivät tuhansia kilometrejä katsomaan sen lohkoja, kiillotettu pisteeseen, jossa heidän käskettiin hehkua; matkustajien nimet löytyvät veistettyinä pyramidin seiniin tänäkin päivänä.
Cleopatra asui lähempänä nykypäivän korkeinta rakennusta - Burj Khalifa - kuin tätä monumentaalista hautaa. Kun viimeiset mammutit kuolivat, hän oli jo 1000 vuotta vanha.
Mainosvideo:
Gizan pyramidi oli aikansa pilvenpiirtäjä, joka ylitti kaikki rakennukset maailmassa, kunnes lopulta, noin 700 vuotta sitten, Lincolnin katedraali rakennettiin. "Muinaiset egyptiläiset loivat - vihaan sitä sanoa - kuolleiden laukaisualustan matkustaakseen aurinkoon ja tähtiin", sanoo Donald Redford, joka on tutkinut pyramideja neljäkymmentä vuotta.
Nopeasti eteenpäin vuoteen 2016, jolloin olemme jo peittäneet taivaan pilvenpiirtäjillä, kellotornilla ja 20 tarina-robotilla, ja aiomme rakentaa rakennuksen puolitoista kilometriä korkeaan. Vaikka ei vielä tiedä, voidaanko sitä rakentaa ollenkaan. Olemme siirtymässä pilvenpiirtäjien aikakauteen, kun yhä useammat ihmiset matkustavat kylistä tungosta kaupunkeihin.
Näiden rakennusten on kestettävä valtavia voimia pysyäkseen pystyssä, mukaan lukien jatkuvat salamanisku ja tuulet, jotka puhaltavat nopeudella 150 km / h - puhumattakaan painovoiman jatkuvasta vaikutuksesta. Joillakin alueilla voimakkaita maanjäristyksiä voidaan lisätä tähän luetteloon. Mikä on pyramidien salaisuus? Voivatko modernit pilvenpiirtäjät selviytyä niistä?
Itse asiassa pyramidien vaikuttava ikä ei ole sattumaa. Muinaiset egyptiläiset uskoivat kuoleman jälkeisen elämän olevan iankaikkista ja ponnistelivat myös pitääkseen haudat hyvin. Pyramidien suunnittelu muuttui tuhansien vuosien ajan, kun niiden rakentajat kokeilivat materiaaleja ja arkkitehtuuria tavoitteidensa mukaisiksi.
"He sanoivat aina, että se on rakennus" iankaikkisuudelle "," ikuisesti ja ikuisesti "- nämä lauseet olivat jatkuvasti heidän sanastossaan", sanoo Redford, joka työskentelee tällä hetkellä Penn State Universityssä. He olivat niin varmoja kyvyistään, että”miljoonia ja miljoonia vuosia” sisällytettiin monien pyramidien nimiin.
Kaikista yrityksistä ja liioitteluista huolimatta egyptiläiset eivät tienneet tarkalleen mitä he tekevät, ja tämä oli enemmän heidän etunsa kuin haittansa. Fysiikan lakien ymmärtämisen aukkojen täyttämiseksi ensimmäiset pyramidit rakennettiin ottaen huomioon kaikki mahdolliset linnoitukset. He tiesivät pilareista, mutta eivät tienneet pystyvänsä tukemaan kattoa. Siksi lisäsi seiniä joka tapauksessa.
Toinen selitys on sen valtava koko. Ota Suuri Pyramidi, joka on enemmän ihmisen luomaa vuoria kuin rakennus, joka koostuu lähes kuudesta miljoonasta tonnista kiinteää kiveä. Viisi tuhatta vuotta on hölynpölyä, kun otetaan huomioon, että pyramidipelien muodostava kalkkikivi on ollut maassa noin 50 miljoonaa vuotta.
Moderni pilvenpiirtäjä on vertailun vuoksi tehokkaasti kevyt ja älykäs. Burjin rakentamiseen kului vain 110 000 tonnia betonia ja 39 000 tonnia terästä, joka on kuusi kertaa suuren pyramidin korkeus.”He suunnittelivat ikuisesti kestäviä rakennuksia - eivät nykyään ole etusijalla. Suunnittelemme käytännön rakennuksia asumiseen”, kertoo Lontoon Shard-rakennuksessa työskentelevä rakennusinsinööri Roma Agrawal.
Kuten ensimmäiset pyramidit, myös pilvenpiirtäjien varhaisin sukupolvi voi olla luotettavin. Kun B-52-kone kaatui Empire State Buildingiin vuonna 1945, rakennus avattiin uudelleen pari päivää myöhemmin. "1900-luvun alkupuolella kaikki laskettiin käsin, joten insinöörit lisäsivät ylimääräistä terästä joka tapauksessa", Agrawal sanoo. Vaikka Empire State Building on puolet Burjista suurempi, se painaa kaksi kolmasosaa enemmän.
Kaikkien tavanomaisten riskien lisäksi pilvissä oleva rakennus kantaa omaa painoaan. Selviytyäkseen vuoteen 7000 jKr. - eli elää niin kauan kuin pyramidit - pilvenpiirtäjien on taisteltava sadetta, tuulta ja ukkosta tuhansien vuosien ajan.
"Tuuli on erityinen ongelma korkeissa rakennuksissa", sanoo Burjin suunnittelija Bill Baker. Kun tuuli ryntää virtaviivaisen esineen, kuten puun tai lamppupostin, ohi, se pyörii yhdeksi järjestetyksi puuteksi, joka kulkee esineen ympäri ensin vasemmalle, sitten takaisin oikealle, sitten taas vasemmalle ja tuulen suunnan muutoksen vuoksi esine heilahtelee. Kovassa tuulessa Burj voi heilautua jopa puolitoista metriin kumpaankin suuntaan.
Vika on, mitä korkeampi, sitä nopeampi tuuli. Insinöörit suunnittelevat epäsäännöllisen muotoisia rakennuksia, jotka estävät tuulta ja tuhoavat sen organisaation, jotta pilvenpiirtäjät eivät putoa - ja yläpuolella asuvat ihmiset päästävät eroon merisairaudesta. Arkkitehtuurin kannalta rakennus voi vaikuttaa hieman liian hienolta, mutta Burjin ja Shardin erottuvat sahaiset profiilit ovat enemmän turvallisuuden kuin kauneuden kannalta.
Jopa hurrikaani ei ravista heitä. "Jos se on normaali rakennus, sen on kyettävä kestämään hirmumyrsky, jota tapahtuu kerran 700 vuodessa", Baker sanoo. Tärkeät rakennukset, kuten Burj Khalifa, kykenevät selviytymään tapahtumista, joita esiintyy useiden vuosituhansien välein.
Ja siellä on myös salama. Yhdistyneet arabiemiirikunnat, joissa Burj sijaitsee, kokee noin 10 ukkosta vuodessa. Yksi miljardien volttien salamaisku voi olla yhtä vahva kuin ydinreaktori. "Olin Dubaissa ukkosmyrskyn aikana ja Burj on kuin koko kaupungin salaman sauva - salama iskee siihen minuutin välein", Baker sanoo.
Onneksi ratkaisu löytyy. Rakentamisen aikana rakennuksen teräskuori on sidottu toisiinsa - jokainen terästanko, jokainen ikkunakehys - suoraan pohjaan. Ja se toimii jättiläismäisenä Faraday-häkkinä, suojakotelona, joka on samanlainen kuin mikroaaltouunien metalliverkko ja joka pitää sisällön turvallisena rajoittamalla sitä sähköltä. "Olen puhunut työryhmille erityisen voimakkaan ukonilman jälkeen eikä he ole nähneet mitään vahinkoa", Baker sanoo.
Jopa maanjäristysten aikana pilvenpiirtäjät kestävät erittäin hyvin. Mitä nopeammin hän pelkää, sitä parempi. Kyse on sellaisesta asiasta kuin resonanssi. Jos maa tärisee taajuudella, joka vastaa rakennuksen heilahtelun nopeutta, se heilahtaa nopeammin ja nopeammin, kunnes se mahdollisesti romahtaa. "Kapeiden rakennusten vie kauemmaksi eteenpäin ja eteenpäin - 11 sekuntia Burjille - joten ne liikkuvat, mutta eivät romahta", Baker sanoo.
Mutta se ei ole täysin luotettava: aivan kuten rikkomme paperiliittimiä taivuttamalla ja taipumalla niitä toistuvasti, jos terästä häiritään liian usein, se räjähtää.
Paljon vaarallisempi on vesi.
1930-luvulla 96 maailman 100 korkeimmasta rakennuksesta tehtiin teräksestä. Nykyään suurin osa kaupunkitaloista on rakennettu teräsraudoitetusta betonista (teräsbetonista), jossa yhdistyvät metallin vetolujuus (kyky vastustaa venytystä) ja kiven puristuslujuus (kyky vastustaa murskausta).
Kun se säilytetään kuivassa paikassa, teräsbetoni on uskomaton materiaali, joka voi kestää ikuisesti. Mutta alueilla, joilla on korkea sedimentti, vedessä olevat heikot hapot reagoivat hitaasti sementin kalkkikiveen ja suorittavat sen - teräksen ruostumat ja reiät ilmestyvät rakennukseen.
"Se, että pyramidit ovat kuivassa ympäristössä, on uskomattoman tärkeää", sanoo Philadelphian Drexel-yliopiston materiaalitutkija Michelle Barsum. Jopa aurinkokuivatussa Saharassa, ensimmäiset pyramidit putosivat veden tuhojen alla.
Monien vuosien ajan uskottiin, että egyptiläiset lopulta tajusivat sen ja oppivat leikkaamaan lohkot tiukemmin, mutta kuinka tarkalleen pysytti salaisuutena. Sitten, 2000-luvun alkupuolella, joku sai lopulta idean tutkia kiviä korkean resoluution mikroskoopilla. Se oli Michel Barsum, ja hän huomasi, että nämä kivet eivät olleet luonnollisia kalkkikivejä, vaan olivat valettuja sementin varhaisesta muodosta.
Keramiikan asiantuntijana - Barsum ei ollut koskaan tutkinut pyramidia - hän ei voinut vastustaa houkuttelevaa mahdollisuutta saada selvä tietää. Syvällä muinaisten lohkojen sisällä hän löysi kaunopohjaisia vihjeitä: mikroskooppisia leviä, piimat, joiden kova kuori oli osittain ravinut alkalisella sementillä. "Noin 90% pyramidista on veistettyä kiviä, loput valettu", Barsum sanoo.
Egyptiläiset valmistivat kivinsä neljästä pääkomponentista: kalkkikivestä, kalkista, vedestä ja mudasta. Ne reagoivat toistensa kanssa muodostaen kemiallisen liiman. Tärkeintä on, että liiman vanhentuessa se palaa komponenttien alkuperäiseen tilaansa muuttaen sementin takaisin kiviksi. "Se tuoksuu ja näyttää luonnolliselta kalkkikiveltä", Barsum sanoo.
Mutta jos pilvenpiirtäjän pääbetonikuori on suhteellisen vahva, siinä olevien ikkunoiden kohtalo on vähemmän avoin. Lasi painaa kuin graniitti ja siinä on alumiinin jäykkyyttä; kuutiosenttimetrin murskaaminen vie 10 tonnia painetta. Jopa meri vie 50 vuotta jauhatusta, jotta lasi muuttuu värillisiksi sileiksi kiviksi rannalla. Ja silti lasi ei ole täydellinen. Se voi halkeilla itsestään. Kukaan ei tiedä miksi.
Jopa kaksinkertaisella lasikerroksella, ellei sitä ylläpidetä, suurin osa ikkunoista ei kestä kauan. "Ympäristö ei vaikuta lasiin erityisesti, mutta tuulen värähtelyjen, ukkosmyrskyjen ja muiden vaikutusten takia se lopulta hajoaa", sanoo Leedsin yliopiston materiaalitutkija Konstantinos Tsavdaridis.
Viimeinkin, laskeeko lasi lopulta kehyksen pohjaan? Tämä ajatus perustuu siihen tosiseikkaan, että keskiaikaiset ikkunat olivat yleensä pohjassa paksumpia ja että lasi on itse asiassa erittäin viskoosi neste: ja satojen vuosien ajan lasi voi valua rungon pohjaan.
Vuonna 1998 fyysikkojen ryhmä kiisti voimakkaasti tämän suositun idean, joka laski, että "huomattavasti kauempana kuin maailmankaikkeuden ikä" kestää aika, jotta lasissa tapahtuu huomattavia muutoksia huoneenlämpötilassa. Muinaisen lasin epätasainen paksuus oli täysin satunnainen - jopa lasin valmistaminen pari sataa vuotta sitten ei ollut niin helppoa.
Joten voivatko nykyaikaiset pilvenpiirtäjät saada aika pelkäämään heitä?
Bill Bakerin mielestä se on.”Rakennusmateriaalit ovat nykyään melko hyviä. Lukuun ottamatta niitä hetkiä, jolloin ne epäonnistuvat, ja jos niitä tuetaan."
Agrawal on samaa mieltä. "Jos pidät heistä huolta, miksi ei."
Konstantinosin mukaan betonirakenteet kestävät pidempään, koska teräsbetoniin muodostuva ruoste tappaa hänet. Mutta Redford epäilee rakennusidemme kestävän tarpeeksi kauan. Loppujen lopuksi nämä ovat toiminnallisia rakenteita, jotka yksinkertaisesti tekevät työnsä. Heitä on helpompaa heittää. Suurin osa pilvenpiirtäjistä puretaan ennen putoamista. Loppujen lopuksi suuri pyramidi ei ollut ainoa mahtava rakennus 4500 vuotta sitten.
Niin sanotun labyrintin sanotaan olleen vielä epätavallisempi.”Kun kreikkalainen historioitsija Herodotus näki hänet, hän huokaisi. Hän ei pystynyt kuvaamaan rakennukseen menneiden suurimpien lohkojen kokoa ja painoa”, Redford sanoo. Et löydä sellaista rakennusta tänään. Labyrintti ryöstettiin, ja sen tiiliä käytettiin muiden rakennusten rakentamiseen. Jos kävelet vanhan Kairon kaduilla ja tutkit vanhojen rakennusten perustaa, toisinaan voit löytää hieroglifisiä kirjoituksia samasta rakennuksesta.
Jos emme tuhoa pilvenpiirtäjiä, esimerkiksi New Yorkissa, ja ne eivät pudota, niin nykyisen 7000 rakennusnopeuden mukaan 10 000 rakennusta on yli 160 metriä korkea. Ehkä meillä on jotain, josta olla ylpeä. Miksi olemme pahempia kuin muinaiset egyptiläiset?
ILYA KHEL