Волны гасят ветер

Вода спасает жителей небоскребов от морской болезни

При строительстве самого высокого здания Филадельфии строители решили устроить на крыше гигантский бассейн. Однако этот резервуар не будет использоваться ни для водоснабжения, ни для тушения пожаров. 1300 тонн воды на крыше нового небоскреба Comcast Center должны будут гасить порывы ветра. Как предполагают инженеры, две огромные U-образные цистерны предотвратят неприятное раскачивание здания, сообщает газета «Филадельфия Инквайер».

Собственно говоря, даже самые сильные шквалы 300-метровому небоскребу не угрожают: даже если ветер достигнет скорости 120 километров в час, здание может отклониться всего на 45 сантиметров. Стены от этого не треснут, небоскреб не обрушится, но те, кого такая погода застанет на верхних этажах, могут испытать легкий приступ морской болезни. Понятно, что у нормального человека вряд ли возникнет желание жить или работать при постоянной качке. Но уменьшить колебания не так-то просто: нужно либо укреплять корпус здания, либо придумывать систему компенсации колебаний. Как это на первый взгляд ни удивительно но обычная жидкость способна прекрасно справляться с качкой.

Вода в резервуаре выполняет роль специфического тормоза: когда корпус небоскреба от давления ветра пытается наклониться, вода остается на месте и просто приливает к одной из стенок бассейна. По расчетам Гая Фергюсона, возглавлявшего группу инженеров, проектировавших Comcast Center, этот компенсатор будет уменьшать колебания небоскреба примерно на треть.

Как отмечает газета, воду для защиты от ветра начали использовать еще в прошлом десятилетии. В качестве примера приводится 140-метровый One Wall Center в Ванкувере, признанный шесть лет назад небоскребом года. На его вершине находятся два аналогичных бассейна, занимающих четыре этажа. Есть и другие примеры подобных водных компенсаторов. В Сан-Франциско, к примеру, вскоре будет построена 200-метровая башня One Rincon с таким же гигантским резервуаром на самом верху. Но в данном случае проектировщиков беспокоит не только ветер: Сан-Франциско расположен в сейсмически активной зоне, и инженеры предполагают, что вода смягчит и возможные подземные толчки.

Компенсировать раскачивание гигантских башен можно не только с помощью воды. Подойдет любой «маятник» большого веса. Как отмечает «Филадельфия Инквайер», в самом высоком здании мира, тайваньском небоскребе «Тайбэй 101» высотой 516 метров используется стальной противовес циклопических размеров. Его вес составляет 730 тонн. Тайваньский маятник представляет собой конструкцию из 41 толстенного диска, которые подвешены на металлических тросах. Как и в случае Сан-Франциско, этот противовес должен уберечь небоскреб и от порывов ветра (разрушительные тайфуны на Тайване не редкость), и от землетрясений.

Впрочем, вода имеет перед сталью очевидное преимущество: она гораздо доступнее и дешевле металла. Инвесторы, хорошо обученные считать расходы, часто предпочитают построить на крыше сравнительно недорогой герметичный бак, а не вкладываться в затратные супермаятники. Тот же тайбэйский стальной компенсатор (кстати, крупнейший в мире) обошелся в 4 млн долл., тогда как при строительстве ванкуверского One Wall Center бассейн на крыше позволил сэкономить на строительной смете около 2 млн. При этом эффективность маятников обоих типов, по-видимому, вполне сопоставима: стальной гигант в «Тайбэй 101» во время шквалов уменьшает отклонения здания на 40%, эффективность филадельфийского бассейна практически такая же.

Кстати, весьма занятно, что резервуары на крыше известных высоток строили и раньше. Впрочем, до 90-х годов прошлого века их назначение было куда более утилитарным: такие бассейны являлись чаще всего простыми водонапорными башнями. Туда закачивалась вода, которая потом самотеком спускалась вниз по трубам. Иногда резервуар использовался и как источник воды для тушения пожаров. Сходная система, например, действовала в 159-метровом небоскребе Smith Tower, возведенном в Сиэтле в далеком 1914 году. Неизвестно, уменьшало ли это устройство колебания здания во время сильного ветра, но в 1990-х годах при очередном ремонте здания его все-таки разобрали.

Михаил МАНСКОЙ