Egyptské pyramidy byly mrakodrapy své doby - a stály po dobu 5 000 let. Budou moderní mrakodrapy takový výkon opakovat? První trhliny se objevily v dubnu. 29. června 1995 se po stropě pátého patra jednoho z nejrušnějších obchodních domů v Soulu rozšířila velká síť trhlin. O několik hodin později vyšly ze střechy hlasité rány. Trhliny rostly.
Bylo svoláno mimořádné zasedání rady, ale předseda rozhodně odmítl evakuovat a citoval ztracené zisky. Potom opustil budovu.
V pět večer se začal rozpadat strop pátého patra. Nakupování pokračovalo obvyklým způsobem, dokud se alarm neozval téměř o hodinu později. Bylo však příliš pozdě. Nejprve se střecha zhroutila a poté se sborily hlavní nosné sloupy budovy, čímž se celé jižní křídlo budovy zhroutilo do suterénu. Bylo uvězněno 1 500 lidí - včetně nevlastní dcery předsedy - a 502 se z toho nikdy nedostalo.
Kolaps obchodního domu Samsung je příkladem toho, jak křehké moderní struktury mohou být. I s nejnovějšími materiály, vybavením a pokročilým pochopením fyziky tato budova netrvala pět let, natož 5000.
Egyptské pyramidy mezitím shromáždily davy diváků po mnoho tisíciletí. Zemětřesení, eroze, vandalismus - pyramidy přežily i kolaps civilizace a transformace Sahary z svěží pastviny na dnešní rozlehlou poušť.
Velká pyramida v Gíze - postavená v roce 2540 před naším letopočtem - je nepřekonatelná v materiálech, designu a inženýrství, a to jak před budovami, tak po nich. Starověcí řeckí turisté prošli tisíce kilometrů, aby se podívali na své bloky, leštěné do bodu, kdy jim bylo řečeno, že září; jména cestujících jsou vytesána do zdí pyramidy dodnes.
Kleopatra žila blíže k nejvyšší budově na světě - Burj Khalifa - než k této monumentální hrobce. Když vyhynuly poslední mamuty, měla už 1000 let.
Propagační video:
Pyramida v Gíze byla mrakodrapem své doby, předčila jakoukoli budovu na světě, až asi před 700 lety byla postavena katedrála v Lincolnu. "Starověcí Egypťané vytvořili - nerad to říkám - odpalovací rampu pro mrtvé, kteří cestují ke slunci a hvězdám," říká Donald Redford, který studoval pyramidy čtyřicet let.
Rychle vpřed do roku 2016, kde jsme již oblohu pokryli mrakodrapy, věžemi s hodinami a 20-ti příběhovými roboty a plánujeme postavit budovu vysokou jeden a půl kilometru. I když zatím není známo, zda se dá vůbec postavit. Vstupujeme do éry mrakodrapů, protože stále více lidí cestuje z vesnic do přeplněných měst.
Tyto budovy musí odolat obrovským silám, aby zůstaly ve vzpřímené poloze, včetně neustálých úderů blesku a větru foukajících rychlostí 150 km / h - nemluvě o konstantním účinku gravitace. V některých oblastech lze do tohoto seznamu přidat silná zemětřesení. Jaké je tajemství pyramid? Dokážou je moderní mrakodrapy přežít?
Impozantní věk pyramid není vlastně náhoda. Staří Egypťané věřili, že život po smrti bude věčný, a vynaložili velké úsilí, aby si dobře udrželi své hrobky. Design pyramid se měnil tisíce let, když jejich stavitelé experimentovali s materiály a architekturou, aby vyhovovali jejich ambicím.
„Vždycky říkali, že se jedná o budovu„ na věčnost “,„ na věky věků “- tyto věty byly neustále ve slovní zásobě,“říká Redford, v současné době na Penn State University. Byli si tak jistí svými schopnostmi, že „milióny a miliony let“byly zahrnuty do názvů mnoha pyramid.
I přes všechny své pokusy a přehánění Egypťané nevěděli přesně, co dělají, a to byla jejich výhoda více než nevýhoda. Aby se vyplnily mezery v porozumění fyzikálním zákonům, byly postaveny první pyramidy s ohledem na všechna možná opevnění. Věděli o sloupech, ale nevěděli, že dokážou podepřít střechu. Proto byly další zdi přidány jen pro případ.
Dalším vysvětlením je jeho obrovská velikost. Vezměte Velkou pyramidu, která je spíše horou vytvořenou člověkem, než budovu vyrobenou z téměř šesti milionů tun pevného kamene. Pět tisíc let je nesmysl, vezmeme-li v úvahu, že vápenec, který tvoří pyramidové bloky, byl v zemi zhruba 50 milionů let.
Moderní mrakodrapy jsou ve srovnání efektivně lehké a chytré. Stavba Burj, což je šestinásobek výšky Velké pyramidy, vyžadovala jen 110 000 tun betonu a 39 000 tun oceli. "Navrhli budovy, které budou trvat věčně - dnes není prioritou." Navrhujeme praktické budovy, v nichž bude bydlet, “říká Roma Agrawal, stavební inženýr pracující v budově Shard v Londýně.
Stejně jako první pyramidy může být nejspolehlivější nejstarší generace mrakodrapů. Když v roce 1945 narazilo letadlo B-52 do Empire State Building, budova byla o několik dní později znovu otevřena. "Na začátku 20. století bylo všechno počítáno ručně, takže inženýři přidali další ocel jen pro případ," říká Agrawal. Ačkoli Empire State Building má poloviční velikost jako Burj, váží o dvě třetiny více.
Kromě všech obvyklých rizik má budova v oblacích svou vlastní váhu. Aby mrakodrapy přežily až do roku 7 000 nl - tedy žijí tak dlouho, jak žily pyramidy - musí bojovat s deštěm, větrem a bouřkami po tisíce let.
"Vítr je zvláštním problémem vysokých budov," říká Bill Baker, projektant společnosti Burj. Když vítr spěchá kolem usměrněného objektu, jako je strom nebo kandelábr, víří se do jednoho organizovaného nárazu, který jde kolem objektu nejprve doleva, pak zpět doprava, pak znovu doleva a objekt se otáčí v důsledku změny směrů větru. Při silném větru se Burj může v každém směru otáčet až jeden a půl metru.
Problém je, čím vyšší, tím rychlejší je vítr. Aby nedocházelo k pádu mrakodrapů - a výše uvedeným lidem, aby se zbavili mořských chorob - navrhují inženýři budovy nepravidelného tvaru, které brání větru a zničí jeho organizaci. Z architektonického hlediska se budova může zdát příliš fantazijní, ale výrazné zoubkované profily Burj a Shard jsou spíše pro bezpečnost než pro krásu.
Ani hurikán je nebude třást. "Jde-li o normální budovu, musí být schopna odolat hurikánu, který se stane jednou za 700 let," říká Baker. Důležité budovy, jako je Burj Khalifa, se budou moci vypořádat s událostmi, ke kterým dojde jednou za několik tisíciletí.
A je tu také blesk. Spojené arabské emiráty, kde se nachází Burj, zažívají ročně asi 10 bouřek. Jediný úder blesku miliard voltů může být stejně silný jako jaderný reaktor. "Byl jsem v Dubaji během bouřky a Burj je jako blesk pro celé město - blesk zasáhne každou minutu," říká Baker.
Naštěstí existuje řešení. Během výstavby je ocelová skořepina budovy svázána k sobě - každá ocelová tyč, každý okenní rám - přímo dolů k základně. Funguje to jako obří Faradayova klec, ochranné pouzdro podobné drátěnému pletivu v mikrovlnných troubách, které udržuje obsah v bezpečí tím, že je omezuje od elektřiny. "Mluvil jsem s posádkami po obzvláště silné bouřce a oni neviděli žádné škody," říká Baker.
I během zemětřesení se mrakodrapy drží velmi dobře. Čím rychleji zbaběle, tím lépe. Je to všechno o takové věci, jako je rezonance. Pokud se země třese s frekvencí, která odpovídá rychlosti kolísání budovy, bude se houpat rychleji a rychleji, dokud se nezhroutí. "Úzké budovy budou trvat déle, než se budou pohybovat tam a zpět - 11 sekund pro Burj - takže se budou pohybovat, ale ne se zhroutí," říká Baker.
Není to však zcela bezproblémové: stejně jako rozbijeme kancelářské sponky, opakovaně je ohýbáme a rozbíjíme, pokud je ocel příliš často narušena, praskne.
Mnohem nebezpečnější je voda.
Ve 30. letech bylo 96 ze 100 nejvyšších budov na světě vyrobeno z oceli. Dnes je většina městských budov postavena z železobetonu (železobetonu), který kombinuje pevnost v tahu (schopnost odolávat napínání) kovu a pevnost v tlaku (schopnost odolávat drcení) kamene.
Při skladování na suchém místě je železobeton úžasným materiálem, který vydrží navždy. V oblastech s vysokou hladinou sedimentu však slabé kyseliny ve vodě pomalu reagují s vápencem v cementu a provádějí jej - v budově se objevují ocelové rzi a díry.
"To, že pyramidy jsou v suchém prostředí, je neuvěřitelně důležité," říká Michelle Barsum, vědkyně z materiálů na Drexel University ve Filadelfii. Dokonce i na slunci sušeném na Sahaře spadly první pyramidy pod vodu.
Po mnoho let se věřilo, že to Egypťané nakonec zjistili a naučili se, jak blokovat bloky s pevnějším střihem, ale jak přesně zůstalo tajemstvím. Poté, na začátku roku 2000, někdo konečně dostal nápad studovat skály pod mikroskopem s vysokým rozlišením. Byl to Michel Barsum a on si všiml, že tyto skály nebyly přirozeným vápencem, ale spíše byly formovány z rané formy cementu.
Jako odborník na keramiku - Barsum nikdy studoval pyramidy - nemohl odolat lákavé vyhlídce na to, aby to bylo jisté. Hluboko uvnitř starobylých bloků našel výmluvné stopy: mikroskopické řasy, rozsivky, jejichž tvrdá skořápka byla částečně narušena alkalickým cementem. "Asi 90% pyramidy je vyrobeno z vyřezávaného kamene, zbytek je obsazen," říká Barsum.
Egypťané vyráběli své kameny ze čtyř hlavních složek: vápence, vápna, vody a bláta. Reagují spolu navzájem a vytvářejí chemické lepidlo. A co je nejdůležitější, jak lepidlo stárne, vrací se do svého původního stavu složek a přeměňuje cement zpět na kámen. "Voní to a vypadá jako přírodní vápenec," říká Barsum.
Pokud je však hlavní betonová skořepina mrakodrapu poměrně silná, je osud oken v ní méně průhledný. Sklo váží jako žula a má tuhost hliníku; rozdrcení kubického centimetru bude vyžadovat 10 tun tlaku. Dokonce i moře zabere 50 let broušení, než se sklo změní na barevné hladké oblázky na pláži. A přesto sklo není dokonalé. Může spontánně prasknout. Nikdo neví proč.
I s dvojitou vrstvou skla, pokud nebude udržována, nebude většina oken trvat dlouho. „Sklo není nijak zvlášť ovlivněno životním prostředím, ale kvůli vibracím větru, bouřkám a dalším vlivům se nakonec rozbije,“říká Konstantinos Tsavdaridis, vědec o materiálu na University of Leeds.
Nakonec sklo nakonec vytéká do spodní části rámu? Tato myšlenka je založena na skutečnosti, že středověká okna byla obvykle tlustší na dně a že sklo je ve skutečnosti extrémně viskózní kapalina: a po stovky let může sklo odtékat do dna rámu.
V roce 1998 byla tato populární myšlenka důrazně vyvrácena skupinou fyziků, kteří počítali, že bude trvat „mnohem déle, než je věk vesmíru“, než dojde k jakékoli výrazné změně ve skle při pokojové teplotě. Nerovnoměrná tloušťka starověkého skla byla zcela náhodná - takže ani sklenice před pár sty lety nebyla tak snadná.
Takže mohou moderní mrakodrapy přimět čas, aby se jich bál?
Bill Baker si myslí, že je. "Stavební materiály jsou v dnešní době docela dobré." S výjimkou těch okamžiků, kdy selhají a jsou-li podporovány. “
Agrawal souhlasí. "Pokud se o ně postaráš, tak proč ne."
Podle Konstantinos, betonové konstrukce vydrží déle, protože rez, který se tvoří v železobetonu, ho zabije. Ale Redford pochybuje, že naše budovy vydrží dost dlouho. Koneckonců, jedná se o funkční struktury, které jednoduše vykonávají svou práci. Bude snazší je házet. Většina mrakodrapů bude zbořena dříve, než padnou. Velká pyramida nakonec nebyla jedinou úžasnou budovou před 4 500 lety.
Takzvaný labyrint byl údajně ještě neobvyklejší. "Když ho řecký historik Herodotus viděl, zalapal po dechu." Nedokázal popsat velikost a hmotnost největších bloků, které šly do budovy, “říká Redford. Takovou budovu dnes nenajdete. Bludiště bylo vypleněné a jeho cihly byly použity k výstavbě dalších budov. Pokud jdete po ulicích starého Káhiry a studujete základy starých budov, někdy najdete hieroglyfické nápisy z té samé budovy.
Pokud například nebudeme bourat mrakodrapy například v New Yorku a nespadnou, bude při současné rychlosti výstavby o 7000 existovat 10 000 budov nad výškou 160 metrů. Možná budeme mít na co hrdí. Proč jsme horší než starověcí Egypťané?
ILYA KHEL