Historia wieżowców
Historia wieżowców to historia ludzkich ambicji oraz rozwoju nowoczesnych technik i materiałów budowlanych. Już w starożytności powstawały wysokie budynki, jak na przykład słynna wieża Babel utożsamiana przez badaczy z zigguratem Etemenaki w Babilonie (601 p.n.e., około 90 metrów wysokości), jednakże wznoszenie wieżowców czyli wysokich wielokondygnacyjnych budynków przeznaczonych do przebywania w nim ludzi, stało się możliwe dopiero pod koniec XIX wieku wraz z opracowaniem konstrukcji opartej o stalowe ramy nośne (tzw. szkielet chicagowski) oraz z wynalezieniem windy osobowej zabezpieczonej przed zerwaniem liny (Elisha Otis, 1853) i wydajnych pomp wodnych. Ważną rolę w powstaniu wieżowców odegrał, i odgrywa nadal, czynnik ekonomiczny. W związku z procesem industrializacji zaczęła wzrastać liczba mieszkańców miast, a wraz z nią zaczęły rosnąć ceny gruntów w centrach. Dlatego też starano się wykorzystać jak najekonomiczniej powierzchnię działki zabudowując ją w górę.
Miejscem narodzin pierwszych wieżowców było Chicago. Odbudowa miasta po wielkim pożarze w 1871 roku stała się okazją do wprowadzenia nowych rozwiązań urbanistycznych i zaprojektowania nowoczesnych, monumentalnych budynków. Za pierwszy na świecie wieżowiec uważa się ukończony w 1885 roku Home Insurance Building. Jego wysokość nie była imponująca, miał początkowo tylko 10 pięter, potem podwyższono go o jeszcze dwie kondygnacje, ale jego twórca, William Le Baron Jenney zastosował w nim rozwiązanie konstrukcyjne, które otworzyło możliwości do wznoszenia coraz to wyższych budynków. W przypadku tradycyjnej konstrukcji murowanej im wyższy budynek tym grubsze muszą być ściany fundamentowe. Jest to kosztowne i ogranicza przestrzeń wewnętrzną. Opracowana przez Jenneya stalowa rama nośna umożliwiała przenoszenie obciążeń pionowych bez strat powierzchni, równocześnie zapewniając odpowiednia sztywność budynku. Po wzniesieniu Home Insurance Building wkrótce zaczęły powstawać kolejne, coraz wyższe wieżowce nie tylko w Chicago, ale też Nowym Jorku, m.in. Flatiron (Nowy Jork, 1902, 91 m) i Singer Building (Nowy Jork, 1908, 185 m), Metropolitan Live Tower (Nowy Jork, 1909, 213 m). Swoją formą często nawiązywały do stylów historycznych np. do gotyku (Woolworth Building w Nowym Jorku, Chicago Tribune Tower w Chicago).
Złota era wieżowców przypadła na lata 30. XX wieku. Wzniesione w stylu Art Deco Chrysler Building (1930) i Empire State Building (1931) do dziś budzą podziw nie tylko swoją niebotyczną wysokością (318,9 m i 443,2 m), ale i eleganckim wystrojem wnętrz. Przy wznoszeniu tej ostatniej budowli zastosowano mieszaną technikę, łącząc stalową ramę, przenoszącą obciążenia pionowe, ze sztywnym stalowym trzonem pośrodku budynku przenoszącym obciążenia wiatrem. Ponadto zbiorniki na wodę, które we wcześniejszych wieżowcach umieszczano na dachu, w przypadku Empire State Building usytuowano w środkowej części budynku, co miało ułatwić pracę straży pożarnej w przypadku pożaru.
W latach 1930-1939 powstało ze środków finansowych rodziny Rockefellerów Rockefeller Center w Nowym Jorku – wielki kompleks złożony z 14 wieżowców. Do dziś jest to największe prywatne przedsięwzięcie tego typu na świecie. Jednym z ciekawszych budynków całego kompleksu jest wieżowiec 30 Rockefeller Plaza. W czasie II wojny światowej mieściła się w nim siedziba brytyjskiej Secret Intelligence Service oraz British Security Coordination, a także biuro amerykańskie organizacji, stanowiącej zalążek przyszłej CIA. Po drugiej wojnie światowej Centrum Rockefellera wzbogaciło się o kolejne 4 wieżowce, w tym jeden należący do słynnej wytwórni filmowej 21st Century Fox.
Przełomowe znaczenie dla dalszego rozwoju wieżowców miała działalność pochodzącego z Bangladeszu architekta i konstruktora Fazlura Khana. Opracował on w latach 60. XX wieku konstrukcję powłokową, nazywaną też systemem rury nośnej, stosowaną dziś w większości współczesnych wieżowców. W systemie powłokowym główną rolę konstrukcyjną pełni powłoka zewnętrzna – siatka słupów rozmieszczona po obwodzie budynku, a nie jak wcześniej, w jego wnętrzu. To ona nadaje budynkowi odpowiednią sztywność. Podobno Khan wpadł na to rozwiązanie obserwując łodygę bambusa – wewnątrz pustą, więc lekką, ale bardzo wytrzymałą dzięki twardym ściankom zewnętrznym. Stosowanie konstrukcji powłokowej pozwala nie tylko budować jeszcze wyższe wieżowce, ale też swobodniej projektować układ pomieszczeń w ich wnętrzach. Przykładami zastosowania konstrukcji powłokowej są m.in. John Hancock Center (Chicago, 1969, proj. Fazlur Khan, wys. 457,2 metra), wieże World Trade Center (Nowy Jork, 1973-2001, proj. Minoru Yamasaki, wys. 417 i 415 metrów), 30 St Mary Axe (Londyn, 2004 proj. Norman Foster, wys. 180 metrów). Fazlur Khan opracował też koncepcję megastruktur tworzonych z wiązki powłok. Zastosował ją przy budowie Sears Tower w Chicago (1973). Konstrukcję tego budynku tworzą wiązki stalowych cylindrów o różnej wysokości, powiązanych ze sobą niczym patyczki w jedną grubszą kolumnę.
Niezwykle ciekawym pod względem konstrukcyjnym jest wieżowiec Taipei 101 na Tajwanie (2004, proj. C.Y.Lee & Partners, wys. 509,2 metra). Ponieważ został wzniesiony na terenie częstego występowania trzęsień ziemi i huraganów, musiał otrzymać szereg zabezpieczeń przed tymi zagrożeniami. Jednym z nich jest dynamiczny eliminator drgań mający formę zawieszonej między 88 a 92 piętrem wielkiej kuli, która odpowiednio odchylając się przekształca energię kinetyczną z kołysania budynku na cieplną.
We współczesnych wieżowcach stosuje się wiele nowoczesnych technologii począwszy od super szybkich wind po komputerowe sterowanie wszystkimi systemami w budynku, nawet robotami myjącymi elewacje (np. Burdż Chalifa w Dubaju (2010, proj. Adrian Smith, Skidmore, Owings and Merrill LLP (SOM), wys. 829 metrów).
Wielkim wyzwaniem przed jakim stają obecnie projektanci: architekci, konstruktorzy, inżynierowie jest szukanie nowych rozwiązań przyjaznych środowisku. Jednym z pierwszych ekologicznych wieżowców jest 30 St Mary Axe w Londynie, zaprojektowany przez Normana Fostera. Zastosowanie aerodynamicznych form pozwala w maksymalny sposób wykorzystać światło słoneczne, zaś przemyślany system szczelin w elewacji sprawia, że budynek jest w naturalny sposób wentylowany, co ogranicza znacząco zużycie energii elektrycznej. Jeszcze nowocześniejsze rozwiązania pro ekologiczne zastosowano w Shanghai Tower w Szanghaju (2015, proj. Gensler, wys.: 632 metry): system zbierania deszczówki wykorzystywanej następnie m.in. w toaletach, turbiny wiatrowe do produkcji energii elektrycznej.
O krok dalej chcą pójść projektanci wieżowca Mandragore, który ma stanąć w Nowym Jorku. Dzięki zastosowaniu ścian fotowoltaicznych, turbin wiatrowych, wymienników ciepła ziemia-powietrze oraz gigantycznych paneli roślinnych i zasadzeniu na tarasach budynku 1600 drzew budynek ma pochłaniać więcej dwutlenku węgla, niż sam produkuje. Ma on być prawdziwymi płucami miasta, które chce w 2050 roku osiągnąć neutralność pod względem produkcji dwutlenku węgla.
Do ciekawych pomysłów (na razie tylko na etapie koncepcji), należy też projekt Urban Transcuder – wieżowca zasilanego energią przetwarzaną z hałasu opracowany w 2009 roku przez Ryana Browne, Bena Scholtena i Nathanaela Dunna.
Agnieszka Gola
Ilustracje w galerii:
06. The Home Insurance Building, Chicago
https://en.wikipedia.org/wiki/Home_Insurance_Building#/media/File:Home_Insurance_Building.JPG
05. Flatiron Building, Nowy Jork
https://en.wikipedia.org/wiki/Early_skyscrapers#/media/File:Detroit_Photographic_Company_(0645).jpg;
11. Panorama Nowego Jorku z wieżowcem Chrysler Building, fot. 1932
Chrysler Building Midtown Manhattan New York City 1932 - Chrysler Building – Wikipedia
4. Empire State Buildig, Nowy Jork
https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Black_and_white_photographs_of_the_Empire_State_Building?uselang=de#/media/File:NARA_Empire_State_Building.jpg
5. John Hancock Center, Chicago
https://en.wikipedia.org/wiki/John_Hancock_Center#/media/File:John_Hancock_Center_2.jpg
6. 30 St Mary Axe, Londyn
https://en.wikipedia.org/wiki/30_St_Mary_Axe#/media/File:30_St_Mary_Axe_from_Leadenhall_Street.jpg
7. Wieżowiec Mandragore (wizualizacja)
https://wiezowce.pl/news/projekt-pluc-nowego-jorku-niezwykly-wiezowiec-mandragore/
Powrót do Wydarzenia 2022
