История зарождения небоскребов
С началом бурного развития промышленности, концентрации населения в городах появилась необходимость возведения больших объемов многоэтажных и высотных зданий. Первым городом, в котором стали строиться высотные здания, был Чикаго, в конце XIX в. игравший заметную роль в развитии США.
В этом городе впервые стали возводиться здания в 12-16 этажей, что привело к трудностям при их эксплуатации. Во-первых, водяные насосы того времени могли подавать воду только на высоту 15 м, во-вторых, подъем выше 5-7 этажей также не способствовал возведению высоких зданий в 10-12 этажей, и только применение каркасной системы, изобретение безопасного лифта, разработка более мощных насосов создали возможность увеличивать высоту зданий до 100 и более метров.
Первые многоэтажные и высотные здания строились из кирпича, всю несостоятельность такого строительства показало возведение здания «Монаднок» в 1891 г. 16-этажное здание с несущими наружными и внутренними стенами имело толщину наружной стены 1,8 м (рисунок ниже), что не позволяло в силу конструктивных особенностей иметь помещения с большими площадями и большеразмерными витринными окнами.
Наружная стена здания «Монаднок» (Чикаго, США)
Одним из первых теоретиков высотного строительства был Луис Салливан, сформулировавший пять основных принципов возведения высотных зданий, которые используют все современные архитекторы. Первый – небоскребу необходим подземный этаж, в котором размещаются бойлерные, силовые установки и инженерное оборудование, обеспечивающее здание энергией и теплом. Второй – первый этаж должен быть отдан в распоряжение банков, магазинов и иным заведениям, которым необходимо большое пространство, много света, яркие витрины и легкий доступ с улицы. Третий – второй этаж должен иметь не меньше света и простора, чем первый, поскольку он легко достижим с помощью лестниц. Четвертый – между вторым и самым верхним этажом должны располагаться офисные помещения, которые могут ничем не отличаться друг от друга по планировке. Пятый – самый верхний этаж, так же как и подземный, должен быть техническим. В нем должны находиться система вентиляции и другое оборудование. Свои принципы Салливан совместно с Адлером подтвердил в проекте «Гаранти Траст билдинг» в Буффало (рисунок ниже), где магазины и банк разместились на первом и втором этажах, верхний этаж отведен для установки необходимого оборудования, а десять этажей между ними заняты офисными помещениями с одинаковым планировочным решением.
Здание «Гаранти Траст билдинг» (Буффало, США)
По мере развития проектирования и строительства высотных зданий их архитектура, конструкции и инженерное оборудование постоянно претерпевали изменения. Изобретения в области строительства, технологии, различные влияния, оказываемые законодательством, архитектурные теории и стили оставили свой след в высотном строительстве.
На основе опыта проектирования и строительства развития архитектурных стилей проведено деление этапов развития высотного строительства.
Чикагская школа (1890-1915)
В США была возведена первая серия высотных офисных блочных зданий, на основании которых Луис Салливан и Джон Велборн Рут провозгласили архитекгурный принцип «Форма определяется функцией». Новый стиль стал известен всему миру как стиль так называемой Чикагской школы, который положил начало современному направлению проектирования высотных зданий.
Вначале при строительстве многоэтажных зданий, по аналогии с фабриками Англии, были применены чугунные колонны по проекту инженера-архитектора Уильяма ле Барона Дженни – одного из основоположников Чикагской школы. В здании впервые был применен навесной фасад. Построенное в 1895 г. здание «Хоум Иншуренс билдинг» является типичным примером стиля Чикагской архитектурной школы, которое на многие десятилетия определило направление развития высотного строительства. У. Дженни был первым, кто сформулировал принцип разделения функции несущих конструкций и оболочки здания, предвосхищая систему навесной наружной стены. Чикагская школа, объединяя в своих работах в единое целое архитектуру и конструкции, конструкции и формы, впервые преодолела разрыв между ними.
Одним из первых высотных зданий с применением стальной каркаса стало 30-этажное здание «Парк Роу билдинг» (арх. Р. Робертсон, рисунок ниже), построенное в 1899 г. Хотя наружные стены были кирпичными, горизонтально разделенный поясками и балконами различной длины фасад завершался верхним декоративным поясом и двумя башнями.
Общий вид каркаса
Несмотря на прогрессивность конструктивных решений, архитектура здания не претерпела существенных изменений (рисунок ниже). В его объемно-пространственных решениях повторялись мотивы каменных строений – массивные нижние этажи, тяжелые горизонтальные поэтажные пояса.
Здание «Парк Роу билдинг» (Нью-Йорк, США)
а) б)
а – общий вид; б – башня здания
Применение металлического каркаса выдвинуло перед архитекторами новые тектонические задачи, заключающиеся в отказе от облицовки каркаса массивными каменными стенами и, напротив, в выявлении его на фасаде и заполнении пространств между каркасом остекленными поверхностями. Так, при проектировании восьмиэтажного магазина фирмы «Лейтер» фасад здания имел длину 120 м. Дженни применил крупные и простые пропорции, разбив фасад на секции. Каркас здания подчеркивал выразительность сооружения. Крупные остекленные поверхности были отделены друг от друга огнестойкими металлическими колоннами, разделяя фасад на крупные квадраты. Такое членение фасадов было присуще практически всем строящимся в то время зданиям, одним из таких примеров может служить здание «Маргиэтте билдинг», построенное в 1895 г. В этом же году было возведено 14-этажное здание «Релайнс билдинг» (рисунок ниже). Характерными особенностями возведенного здания были: стальной каркас так называемой чикагской структуры и значительные площади окон. Здание благодаря широким эркерным окнам и горизонтальным пояскам, приобрело стройность и легкость. Большие эркерные окна, не открывающиеся в центральной части, выступали вперед, обеспечивая необходимый световой фронт. Для проветривания служили расположенные по разным сторонам эркера узкие окна. Само здание было разделено на два функциональных объема – первые два этажа с большими окнами-витринами универмага облицованы темным камнем, почти без украшений, а фасад верхних 12 этажей офисов был разработан в необычной для того времени открытой и прозрачной манере. Это здание стало предшественником небоскребов из стекла и стали, пропагандируемых в 20-40-е гг. XX столетия всемирно известным архитектором Мис ван дер Роэ.
Общий вид здания "Релайнс билдинг" (Чикаго, США)
Одним из первых жилых зданий с применением в структуре стального каркаса стало 87-метровое «Флэтайрон билдинг» (рисунок ниже), построенное в 1902 г. в Нью- Йорке, которое по высоте более чем в два раза превышало окружающую застройку. Спроектированное Д. Бернемом и Д.Э. Рутом треугольное по форме высотное здание прекрасно разместилось на перекрестке улиц Манхэттена. Оно повторяет классические каноны трехчастного деления – первые три этажа основания с большими пролетами выложены из массивного тесаного камня, средняя часть, придающая зданию стройность и легкость, облицована светлым камнем, а верхняя часть – пентхаус – украшена аркадами и резным карнизом.
Общий вид здания «Флэтайрон билдинг» (Нью-Йорк, США)
В первых высотных зданиях «Хоум Иншуренс билдинг», «Масоник темпл», «Флэтайрон билдинг» и других использование легких каркасных конструкций в силу инерционности мышления никак не сказалось на их архитектурной выразительности, внешне они отражали модные в то время стили: романский, викторианский, французского или классического Возрождения. Горизонтальные структуры кирпичей и фасадов из натурального камня придавали зданию тяжеловесность и громоздкость. Тем не менее развитие технологии производства легких и мощных каркасных конструкций вскоре значительно изменило классический внешний вид высотных архитектурных объектов.
Период эклектики
Период эклектики – неоготика, арт-деко, «свадебный пирог». Построенные в этот период высотные здания во многом повторяют стили различных сооружений. В 1908 г. архитектор Эрнст Флэг спроектировал башню для уже существующего 14-этажного «Сингер тауэр». Форма башен имитирует угловые башни парижского Лувра, а построенный в 1909 г. «Метрополитен Лайф тауэр» (арх. Ле Бран) явно напоминает башню в Венеции на площади Св. Марка. В этот период произошел переход от высоких офисных блоков к офисным башням.
Попытки разнообразить архитектуру высотных зданий выливаются в эклектику, когда разные стилевые направления присутствуют в одном здании одновременно. Неоготику и романский стиль, неоклассику и ренессансное Возрождение архитекторы пытались использовать для связи нового со старым. Наиболее яркими представителями неоготического стиля стали высотные здания «Вулворт билдинг», (1913 г., арх. Г. Гилберт), «Враглей билдинг» (1921 г., арх. Г. Андерсон и др.), «Трибьюн тауэр» (1925 г., арх. Р. Худ, Дж. Хоуэлс), в которых легкие, вздымающиеся к небу вертикальные элементы и готические башенки визуально подчеркивали высотность зданий.
В 1922 г., в период проведения международного архитектурного конкурса за право проектировать здание газеты «Чикаго Трибьюн тауэр» (рисунок ниже), были сформулированы новые архитектурные идеи.
Здание «Чикаго Трибьюн тауэр» (Чикаго, США)
Это и продемонстрировали на практике архитекторы, построив в начале 1930 г. два всемирно известных небоскреба: «Крайслер билдинг» и «Эмпайр Стейт билдинг» (арх. Уильям ван Аллен) построен в театральном стиле арт-деко (рисунок ниже). 77-этажное здание «Крайслер билдинг» стало первым зданием, ставшим выше Эйфелевой башни, и представляет собой переходный тип от уступчатого здания к башне.
Здание «Крайслер билдинг» (Нью-Йорк, США)
Нижняя часть имеет сложный П-образный план, а верхняя часть приобретает характер башни. Стремление архитектора обогатить ритмику фасада комбинацией вертикальных и горизонтальных элементов привело к компоновке различных по стилю деталей. Завершение здания напоминает стилизованные автомобильные обода колес, что придает зданию символический образ фирмы «Крайслер». Вскоре первенство по высоте переходит к «Эмпайр Стейт билдинг» (арх. Шреве, Лэм и Хармон) с мачтой для дирижаблей, которая бы сломалась при первом же причаливании воздушного судна. Тем не менее это был первый случай, когда идею футуристов о том, что небоскребы будут доступны с воздуха, действительно попытались претворить в жизнь. 381-метровое здание «Эмпайр Стейт билдинг» более 40 лет (с 1931 по 1972 г.) оставалось самым высоким в мире.
В 1972 г. пальма первенства перешла к зданию «Сирс тауэр» высотой 442 м, построенному в Чикаго.
Международный стиль
В период между войной и экономическим кризисом в стиле модерн были возведены два здания: «PSFS билдинг» в Филадельфии (1932 г., арх. Ноу и Лескейз) и «RCA билдинг» Рокфеллер центра (1940 г., арх. Худ и Фулоу, Хофмейстер, Корбет, Харрисон и Мак Мюррей). «PSFS билдинг» в Филадельфии с его плоскими крышами, выразительными вертикальными линиями и ассиметричными подсекциями ознаменовало наступление нового этапа развития стиля – это была одна из первых попыток применить принципы интернационального (международного) стиля к строительству американских небоскребов. Здание было единственным высотным зданием, учавствовавшим в 1932 г. выставке «Современная архитектура» – международной выставке в Музее современного искусства в Нью-Йорке, организованной Филипом Джонсоном и Генри-Расселом Хичкоком. В сопутствующей публикации «Международный стиль» впервые в литературе и в истории архитектуры отражен триумф небоскребов.
Начиная с 1919 г. Мис ван дер Роэ начал активно заниматься исследованиями проблем современной архитектурной формы. В основу изучения архитектурных форм Мис положил три важнейшие на его взгляд проблемы формирующие архитектуру зданий: горизон тальное членение здания как выражение его внутренней структуры расчленение объема здания по функциональному признаку, а также использование складчатых или гладких поверхностей остекления как элементов архитектуры.
Если Ле Корбюзье за основу плана принимал геометрической формы здания и подчинял ей функциональное решение, то Мис ван дер Роэ, наоборот, при разработке внешнего облика здания исходил из взаимного расположения отдельных его частей в зависимости о их назначения. Начиная с 40-х гг. XX столетия Мис ван дер Роэ стал инициатором строительства нового поколения высотных зданий, так называемого «международного стиля». Он сумел объединить архитектурную и конструктивную форму, максимально упрощая структуру функционального пространства. Характерным примером могут служить высотные 82-метровые жилые дома «Лэйк Шор Драйв» (рисунок ниже), построенные в 1951 г. в Чикаго. Между 1948 и 1969 гг. Мис ван дер Роэ спроектировал четырнадцать высотных зданий в Чикаго. В основе всех их лежала простая кубическая форма. «Сигрем билдинг», построенное в 1958 г., спроектированное совместно с Филиппом Джонсоном, стало прототипом современного офисного здания. Это здание явилось новацией в градостроительном отношении. Впервые был применен прием в застройке, когда здание сдвигалось вглубь, перед его входом образовывалась просторная площадь. Такой прием застройки повлек за собой принятие новых градостроительных законодательных актов 1961 г., которые регламентировали организацию общественных зон. Офисные высотки в стиле Мис ван дер Роэ стали одними из самых распространенных, которье возводились по всему миру. Тем не менее копии не всегда соответствовали по качеству оригиналу, и востребованность таких небоскребов в мире постепенно снизилась. После широкого распространения такого приема акценты здания переместились с верхней части на его основание, где располагались зоны публичного пользования. Начался бум строительства зданий с площадью перед ними, так называемых плаза. Вследствие чего при строительстве нескольких зданий рядом друг с другом пропадала линия улицы, создавая непрерывную площадь, что заставило архитекторов отойти от такого решения во всех высотных зданиях и применять этот прием дисперсно.
Здание «Лэйк Шор Драйв» (Чикаго, США)
В подражание Мис ван дер Роэ по всему миру были построены высотные здания в международном стиле. В России – здание института «Гидропроект» (арх. Г. Яковлев, рисунок ниже), в Бельгии – это здание «Тур Мартини», в Швеции – здание фирмы «САС» и много других.
Здание института «Гидропроект» (Москва, Россия)
Модернизм (постмодернизм, футуризм)
До середины 60-х гг. в мировой архитектуре превалировал стиль модерн, давший миру большое количество великолепных зданий. Однако уже во второй половине 60-х гг. возникли новые теоретические и практические подходы, что способствовало отходу от архитектурных принципов модернизма. Это, в свою очередь, повлияло и на высотное строительство. Публикации Р. Вентури и Д.С. Браун определили направление постмодернизма. Внешний вид зданий значительно усложнился. Первым значительным зданием эпохи постмодернизма стало AT&T Headquarter по проекту Филипа Джонсона (1984 г.), работавшего с Мис ван дер Роэ над проектом «Сигрем билдинг».
Основная идея его здания заключалась в демонстративном возвращении к историческим корням архитектуры небоскребов. Вместо стеклянных навесных стен опять был применен тяжелый каменный фасад, в котором смешались различные архитектурные стили и вновь появилась структура из трех частей, декларируемых Салливаном (база, ствол, капитель). Быстрое развитие рынка таких зданий происходило совместно с массовым производством большого числа архитектурных форм и деталей. В архитектуре зданий постмодернизма была использована одна схема – исторический тип башни, заканчивающейся верхушкой в форме пирамиды. В 1985 г. Цезарь Пелли построил World Financial Center в Нью-Йорке, повторив свой проект в «Кенери Верф тауэр» в Лондоне в 1991 г.
В 90-х гг. прошлого столетия продолжились поиски альтернативы прямоугольным кубическим зданиям международного стиля, которые зачастую не вписывались в существующую структурную застройку. Четкие формы этого стиля стали заменяться на более пластические, скульптурные. Объемно-пространственное решение рассматривалось не только как чисто функциональное, но и как архитектоническое выражение здания.
В Европе высотные здания вначале строились не для решения каких-то конкретных практических потребностей, а скорее как дань техническому прогрессу и как выражение силы общества, одним из таких зданий стало офисное здание «Тур ди Миди» в Бельгии (рисунок ниже).
Здание «Тур ди Миди» (Брюссель, Бельгия)
В исторически сложившихся европейских городах со средневековыми центрами, доминирующими историческими зданиями требовался новый подход к высотному строительству. Модель концентрированного размещения высотных зданий в центре города, как это было принято в американских городах, не могла быть использована в Европе. В различных европейских странах этот подход был сформулирован по-своему. Французские архитекторы Огюст Перре и Ле Корбюзье были главными разработчиками концепции возведения высотных зданий для создания совершенно новых городских пейзажей. Концентрируя высотные здания в жилых районах, они пытались выровнять сжатый план и освободить больше места для света и воздуха. Их высотки, спроектированные как элементы перспективного городского развития, достигали 200-метровой высоты и располагались на значительном расстоянии друг от друга, оставляя территорию для транспортных развязок и зеленых зон.
Высотные здания в Западной и Восточной Европе служили символами государственной и экономической силы. Если в Западной Европе пошли по пути копирования американских небоскребов, то в Восточной Европе выработался собственный стиль, выражающий идеологические позиции социализма.
Первые высотные здания, возведенные в Советском Союзе, по своей архитектурной выразительности и художественной композиции во многом повторяют черты русской архитектуры и, в частности, Московского Кремля (шатровые окончания, шпили, башенки и другие элементы). Одним из примеров может служить здание МГУ на Воробьевых горах. Работы, проводимые в послевоенные годы по восстановлению и реконструкции городов, поиск новых городских моделей застройки привели к необходимости возведения высотных зданий и комплексов в мегаполисах. Такие здания в застройке крупных городов служили для выделения центра или становились доминантами на пересечениях основных городских транспортных магистралей. В отличие от американских моделей, где было принято концентрированное размещение высотных зданий, в Европе высотные застройки располагались в специально отведенных зонах вне границы городов, например район Дефанс под Парижем, или путем дисперсного размещения в структуре городских районов. Только во Франкфурте-на-Майне (Германия) высотное строительство велось в самом центре города. Это было обусловлено несколькими причинами – значительным разрушением города после Второй мировой войны, желанием привлечь финансовые структуры и значительным их давлением по размещению банковских офисных и других финансовых организаций в одном месте. Стереотипные модернистские формы сменились разнообразными вариациями постмодернизма. Одним из таких зданий стало «Андромеда тауэр» в Вене (рисунок ниже). Построенное в 1998 г. 113-метровое 29-этажное здание имеет остекленный фасад с поясными ограждениями, а выступающие объемы придают зданию динамический эффект.
Здание «Андромеда тауэр» (Вена, Австрия)
Желание создать интересные объемно-пространственные формы и попытка гуманизации жилых районов привели к возникновению новых типов высотных зданий. Высочайшие спаренные башни «Петронас тауэр» (рисунок ниже) в Куала-Лумпуре (Малайзия) высотой 452 м, возведенные в 1998 г. по проекту ассоциации Ц. Пелли, отразили национальные архитектурные черты традиционных зданий Юго-Восточной Азии – минаретов и пагод, а железобетонная конструкция позволила сделать башни в духе постмодернизма – пластичными и многогранными.
Башни «Петронас тауэр» (Куала-Лумпур, Малайзия)
Структурный экспрессионизм
Поиски новых формообразующих возможностей в проектировании и строительстве, стремление отойти от простых геометрических объемно-пространственных решений привели к повышению выразительности разных по назначению зданий. Определение стиля «структурный экспрессионизм» выявилось из так называемого технического модернизма, когда структурные элементы высотного здания показываются снаружи, на фасаде здания. При этом здания структурного экспрессионизма имеют различные объемно-пространственные решения.
Футуристическую архитектурную форму имеет Банк Китая (рисунок ниже), расположенный в Гонконге и построенный по проекту И. Пея в 1990 г. Полигональная объемно-пространственная структура здания высотой 367 м напоминает черты национальной китайской архитектуры – уменьшающийся уступами вверх объем по форме напоминает стебель бамбука, а диагональные конструкции, выставленные наружу, подчеркивают элегантность объема.
Здание Банка Китая (Гонконг)
Необычной объемно-пространственной формой в виде паруса (рисунок ниже) отличается единственный в мире семизвездочный отель «Бурдж аль-Араб» (арх. Д. Спирз) высотой 321 м, построенный в 1999 г. в Дубае (Объединенные Арабские Эмираты).
Гостиница «Бурдж аль-Араб» (Дубай, ОАЭ)
В стиле структурного экспрессионизма возведено в 1986 г. здание «Ллойд билдинг» в Лондоне (компания Р. Роджерс). Выходящие на фасад конструктивные элементы – стойки и горизонтальные пояса – размещены вокруг здания, на фасад же выходят вентиляционные трубы, подчеркивая высотность и придавая изящество всему объемно-пространственному решению здания, а нарочито выставленные лестницы придают ему скульптурность (рисунок ниже).
Здание «Ллойд билдинг»: а – общий вид; б – ночное освещение здания
а) б)
Биоэкологический стиль (1990 г. и далее)
Зарождающийся с 1990 г. биоэкологический стиль, включающий не только архитектурно-конструктивные новации, но и в большей степени достижения в области инженерии, используемый для создания интеллектуальных самодостаточных и саморегулирующихся зданий. Биологический стиль – это не только использование ресурсов, но и новый подход к архитектуре высотных зданий – естественная вентиляция и естественное освещение, применение интеллектуальных систем управления зданием, а также регулирующих фасадных систем, возобновляемых систем энергии (солнечные батареи, ветряные двигатели и т.п.), современный вертикальный транспорт и т.д.
Рассмотренные этапы развития показывают пройденный путь, дают возможность оценить его и определить направления дальнейшего развития высотного строительства.