Egipatske piramide bile su neboderi svog vremena - i postojale su 5000 godina. Hoće li moderni neboderi moći ponoviti takav podvig? Prve pukotine pojavile su se u travnju. Do 29. lipnja 1995. godine, velika mreža pukotina proširila se preko stropa petog kata jedne od najprometnijih robnih kuća u Seulu. Nekoliko sati kasnije, s krova se začuo glasan prasak. Pukotine su rasle.
Sazvana je hitna sjednica vijeća, ali je predsjedateljica odlučno odbila evakuaciju, navodeći izgubljene profite. Zatim je napustio zgradu.
U pet navečer strop petog kata počeo se rušiti. Kupovina se nastavila kao i obično dok se alarm nije oglasio gotovo sat vremena kasnije. Ali bilo je prekasno. Prvo se srušio krov, a zatim su podignuti glavni potporni stubovi zgrade, zbog čega se cijelo južno krilo zgrade srušilo u podrum. 1.500 ljudi je bilo zarobljeno - uključujući i očuha predsjedavajućeg - a 502 nikada nisu izašli iz nje.
Propad Samsung robne kuće primjer je koliko krhke moderne strukture mogu biti. Čak i uz najnovije materijale, opremu i napredno razumijevanje fizike, ova zgrada nije trajala pet godina, a kamoli 5000.
U međuvremenu, egipatske piramide okupljale su mnoštvo gledatelja tisućljećima. Zemljotresi, erozije, vandalizam - piramide su preživjele čak i pad civilizacije i preobrazbu Sahare s bujnog pašnjaka u današnju ogromnu pustinju.
Velika piramida u Gizi - sagrađena 2540. godine prije Krista - nema premca u materijalima, dizajnu i inženjeringu, prije i poslije zgrada. Drevni grčki turisti pješačili su tisućama kilometara kako bi pogledali njegove blokove, polirani do točke gdje su opisali da sjaju; imena putnika mogu se isklesati u zidovima piramide do danas.
Kleopatra je živjela bliže najvišoj zgradi na svijetu danas - Burj Khalifa - nego ovoj monumentalnoj grobnici. Kad su posljednji mamuti izumrli, imala je već 1000 godina.
Promotivni video:
Piramida u Gizi bila je neboder svog vremena, nadmašivši sve zgrade na svijetu, sve dok napokon, prije oko 700 godina, nije sagrađena katedrala Lincoln. "Drevni Egipćani stvorili su - mrzim to reći - lansirnu podlogu za mrtve putovanje suncem i zvijezdama", kaže Donald Redford, koji je proučavao piramide četrdeset godina.
Brzo naprijed do 2016. godine, gdje smo već prekrili nebo neboderima, kulama s satima i 20-katnim robotima, te planiramo izgraditi zgradu visoku jedan i pol kilometara. Iako još nije poznato može li se uopće graditi. Ulazimo u eru nebodera dok sve više i više ljudi putuje iz sela u gradove prepune gradova.
Ove zgrade moraju izdržati ogromne sile kako bi ostale u uspravnom položaju, uključujući stalne udare munje i vjetrove koji pušu brzinom od 150 km / h - a da ne spominjemo stalni utjecaj gravitacije. U nekim područjima mogu se dodati snažni potresi na ovaj popis. U čemu je tajna piramida? Mogu li ih moderni neboderi preživjeti?
U stvari, impresivno doba piramida nije slučajnost. Stari Egipćani vjerovali su da će život nakon smrti biti vječan i ulagali su velike napore da i njihovi grobovi budu dobro. Dizajn piramida mijenjao se tisućama godina dok su njihovi graditelji eksperimentirali s materijalima i arhitekturom kako bi odgovarali njihovim ambicijama.
"Uvijek su govorili da je to zgrada 'za vječnost', 'zauvijek i zauvijek' - ove su fraze stalno bile u njihovom rječniku", kaže Redford, trenutno na Sveučilištu Penn State. Bili su toliko uvjereni u svoje sposobnosti da su „milijuni i milijuni godina“uvršteni u imena mnogih piramida.
Unatoč svim njihovim pokušajima i pretjerivanjima, Egipćani nisu točno znali što rade, i to im je bila više prednost nego nedostatak. Kako bi popunili praznine u razumijevanju zakona fizike, prve piramide izgrađene su uzimajući u obzir sve moguće utvrde. Znali su za stupove, ali nisu znali da mogu poduprijeti krov. Stoga su dodani dodatni zidovi za svaki slučaj.
Drugo objašnjenje je njegova ogromna veličina. Uzmi Veliku piramidu, koja je više planina koju je stvorio čovjek, a ne građevina izgrađena od gotovo šest milijuna tona čvrstih stijena. Pet tisuća godina je besmislica, s obzirom da je vapnenac koji čini blok piramida u tlu već 50 milijuna godina.
Suvremeni neboderi su, za usporedbu, učinkovito lagani i pametni. Za izgradnju Burja bilo je potrebno samo 110 000 tona betona i 39 000 tona čelika, što je šest puta više od visine Velike piramide. „Dizajnirali su zgrade koje će trajati vječno - danas nisu prioritet. Projektiramo praktične zgrade za život u njima, “kaže Roma Agrawal, građevinski inženjer koji je radio na zgradi Shard u Londonu.
Kao i prve piramide, najranije generacije nebodera mogu biti najpouzdanije. Kad se avion B-52 srušio na Empire State Building 1945. godine, zgrada je ponovno otvorena nekoliko dana kasnije. "U ranom 20. stoljeću sve se izračunalo ručno, pa su inženjeri dodali dodatni čelik za svaki slučaj", kaže Agrawal. Iako je Empire State Building upola manji od Burja, on teži dvije trećine više.
Uz sve uobičajene rizike, zgrada u oblacima nosi i svoju težinu. Kako bi preživjeli do 7000. godine nove ere - tj. Živjeli dok su živjele piramide - neboderi se tisućama godina moraju boriti protiv kiše, vjetra i grmljavina.
"Vjetar je poseban problem za visoke zgrade", kaže Bill Baker, Burjin inženjer dizajna. Kad vjetar projuri pored strujnog predmeta, poput stabla ili svjetiljke, on se okreće u jedan organizirani nalet koji ide oko objekta prvo lijevo, zatim natrag desno, pa opet lijevo, a zbog promjene smjera vjetra, objekt se njiše. Pri jakim vjetrovima Burj se može njihati do jednog i pol metra u svakom smjeru.
Problem je što veći, brži vjetar. Kako bi spriječili pad nebodera - a ljudi iznad da se riješe morske bolesti - inženjeri dizajniraju građevine nepravilnog oblika koje ometaju vjetar i uništavaju njegovu organizaciju. S arhitektonskog gledišta, građevina se može činiti malo previše maštovito, ali karakteristični nazubljeni profili Burja i Šarda više su radi sigurnosti nego ljepote.
Ni orkan ih neće potresati. "Ako je to normalna građevina, mora biti u stanju izdržati uragan koji se događa jednom u 700 godina", kaže Baker. Važne građevine poput Burj Khalife moći će se nositi s događajima koji se dešavaju jednom u nekoliko tisućljeća.
A tu je i munja. Ujedinjeni Arapski Emirati, gdje se nalazi Burj, doživljavaju oko 10 grmljavina godišnje. Jedan udar munje od milijarde volti može biti jak kao i nuklearni reaktor. "Bio sam u Dubaiju za vrijeme grmljavinske oluje i Burj je poput gromobrana za cijeli grad - munje ga udaraju svake minute", kaže Baker.
Srećom, postoji rješenje. Tijekom gradnje čelična je školjka zgrade povezana - svaka čelična šipka, svaki okvir prozora - sve do baze. A djeluje kao divovski kavez Faradaya, zaštitno kućište slično žičanoj mrežici na mikrovalnim pećnicama koje sadržaj čuva tako što ih ograničava od struje. "Razgovarao sam s radnim posadama nakon posebno snažne oluje i nisu vidjeli nikakvu štetu", kaže Baker.
Čak i tijekom zemljotresa, neboderi se vrlo dobro drže. Što brže kukavice, to bolje. Radi se o takvoj stvari kao što je rezonanca. Ako se tlo trese frekvencijom koja odgovara brzini zamaha zgrade, ljuljat će se sve brže i brže dok se ne sruši. "Uske zgrade će trebati duže da se pomiču naprijed-nazad - 11 sekundi za Burj - tako da će se oni kretati, ali ne i srušiti", kaže Baker.
Ali nije posve pouzdan: jednako kao što razbijamo kopče za papir, više puta ih savijajući i savijajući, ako čelik previše često uznemiravamo, puknut će.
Mnogo je opasnija voda.
U 1930-ima je od čelika napravljeno 96 od 100 najviših građevina na svijetu. Danas je većina urbanih zgrada sagrađena od čelika armiranog betona (armiranog betona) koji spaja vlačnu čvrstoću (sposobnost da se odupre rastezanju) metala i tlačnu čvrstoću (sposobnost da se odupre lomljenju) kamena.
Kada se čuva na suhom mjestu, armirani beton je nevjerojatan materijal koji može trajati vječno. Ali u područjima s visokom razinom sedimenta, slabe kiseline u vodi polako reagiraju s vapnencem u cementu i izvode ga - čelična hrđa i rupe pojavljuju se u zgradi.
"Da je piramida u suhom okruženju nevjerojatno je važna", kaže Michelle Barsum, znanstvenica za materijale sa Sveučilišta Drexel u Philadelphiji. Čak i u sušenoj osušenoj Sahari, prve su piramide pale pod pustoš vode.
Dugi niz godina vjerovalo se da su Egipćani na kraju to shvatili i naučili kako čvršće uklopiti blokove, ali kako je točno ostalo misterija. Tada je, početkom 2000-ih, konačno netko dobio ideju da proučava stijene pod mikroskopom visoke rezolucije. Bio je to Michel Barsum i primijetio je da ove stijene nisu prirodni vapnenac, već su oblikovane iz ranog oblika cementa.
Kao stručnjak za keramiku - Barsum nikad nije proučavao piramide - nije se mogao oduprijeti primamljivoj perspektivi da to sa sigurnošću sazna. Duboko u drevnim blokovima pronašao je elokventne tragove: mikroskopske alge, dijatomeje čija je tvrda školjka djelomično erodirana alkalnim cementom. "Oko 90% piramide izrađeno je od isklesanog kamena, ostatak je lijevan", kaže Barsum.
Egipćani su svoje kamenje izrađivali od četiri glavne komponente: vapnenca, vapna, vode i blata. Oni međusobno reagiraju tako da tvore kemijsko ljepilo. Ono što je najvažnije, kako se ljepilo stare, vraća se u prvobitno stanje komponenata, pretvarajući cement natrag u kamen. "Miriše i izgleda poput prirodnog krečnjaka", kaže Barsum.
Ali ako je glavna betonska školjka nebodera relativno jaka, sudbina prozora u njemu je manje prozirna. Staklo teži poput granita i ima krutost aluminija; trebat će 10 tona pritiska da sruši kubni centimetar. Čak će i moru trebati 50 godina mljevenja da staklo pretvori u obojene glatke šljunke na plaži. A ipak čaša nije savršena. Može puknuti spontano. Nitko ne zna zašto.
Čak i uz dvostruki sloj stakla, ako se ne održava, većina prozora neće dugo trajati. "Staklo ne utječe posebno na okoliš, ali zbog vibracija vjetra, grmljavinske oluje i drugih utjecaja, s vremenom se razbije", kaže Konstantinos Tsavdaridis, znanstvenik s materijala na Sveučilištu u Leedsu.
Konačno, hoće li se čaša na kraju isprazniti u dno okvira? Ta se ideja temelji na činjenici da su srednjovjekovni prozori obično na dnu deblji i da je staklo u stvari izuzetno viskozna tekućina: a tijekom stotina godina staklo se može slijevati u dno okvira.
1998. godine ovu je popularnu ideju energično odbacila grupa fizičara, koja je izračunala da će trebati vremena "puno dužeg nego što je doba svemira" da bi se vidljiva promjena stakla dogodila na sobnoj temperaturi. Nejednaka debljina antičkog stakla bila je posve slučajna - pravljenje stakla prije nekoliko stotina godina nije bilo tako jednostavno.
Mogu li moderni neboderi plašiti vremena za njih?
Bill Baker misli da jest. „Građevinski materijal je ovih dana prilično dobar. Osim onih trenutaka kad ne uspiju i ako ih podrže."
Agrawal pristaje. "Ako se ti brineš za njih, zašto ne."
Prema Konstantinosu, betonske konstrukcije trajat će dulje jer ga ubija hrđa koja se formira u armiranom betonu. Ali Redford sumnja da će naše zgrade trajati dovoljno dugo. Napokon, to su funkcionalne strukture koje jednostavno rade svoj posao. Bit će ih lakše baciti. Većina nebodera bit će srušena prije pada. Uostalom, Velika piramida nije bila jedina nevjerojatna građevina prije 4.500 godina.
Za takozvani Labirint kažu da je bio još neobičniji. „Kad ga je grčki povjesničar Herodot ugledao, uzdahnuo je. Nije mogao opisati veličinu i težinu najvećih blokova koji su ušli u zgradu “, kaže Redford. Nećete naći takvu zgradu danas. Lavirint je opljačkan, a njegove cigle korištene su za izgradnju drugih zgrada. Ako šetate ulicama starog Kaira i proučavate temelje starih zgrada, ponekad možete pronaći hijeroglifske natpise iz same građevine.
Ako ne rušimo nebodere, na primjer, u New Yorku, a oni ne padnu, tada će po trenutnoj stopi gradnje do 7000 postojati 10 000 zgrada visokih 160 metara. Možda ćemo imati na šta biti ponosni. Zašto smo gori od starih Egipćana?
ILYA KHEL