40 этажей без единой колонны внутри: как внешняя стальная сетка удержала лондонский «Огурец»

В 2004 году, когда жителям Лондона впервые открылся вид на 180-метровый гигант на улице Сент-Мэри Экс 30, прозванный в народе «Огурцом», инженерное сообщество затаило дыхание. Построить 40-этажную башню так, чтобы на офисных этажах не было ни одной громоздкой несущей колонны, казалось техническим безумием. Однако архитектор Норман Фостер доказал, что законы физики можно заставить работать по совершенно новым правилам. И дело тут вовсе не в эпатажном дизайне, а в математическом расчете, который изменил высотную архитектуру навсегда.

Каждый, кто хоть раз бывал в классическом офисном здании конца XX века, помнит эти бесконечные тусклые коридоры и массивные бетонные опоры, съедающие полезное пространство. Обычный небоскреб по сути представляет собой тяжелую коробку: она держится за счет толстого центрального ядра и десятков несущих столбцов на каждом уровне. Если их убрать, конструкция просто сложится под собственной тяжестью и напором ветра. Но что, если перенести всю силовую нагрузку на внешние стены?

Именно так и поступила команда Фостера, применив сетчатую оболочку, известную как «диагрид» (от английского diagrid — диагональная сетка). Вместо стандартного каркаса фасад небоскреба собрали из скрещивающихся стальных балок, образующих гигантскую систему из устойчивых треугольников. Треугольник — самая жесткая геометрическая фигура: он не деформируется под давлением, а равномерно распределяет вес по сторонам. В итоге нагрузка от верхних этажей и ветровых порывов не давит в одну точку, а «стекает» по диагоналям прямо в фундамент.

Каково это — работать в здании без единой внутренней стены

Отказ от внутренних опор дал феноменальный результат: каждый из 40 офисных этажей превратился в абсолютно свободную площадку. Архитекторы получили возможность планировать пространство как угодно — без оглядки на то, где стоит очередная двухметровая бетонная свая. Но главный сюрприз ждал внутри, когда в построенном здании провели первые измерения естественной освещенности.

Благодаря отсутствию внутренних перегородок и прозрачной сетке фасада, дневной свет проникает вглубь помещений на все 100%. Читателям хорошо знакома ситуация, когда даже в солнечный полдень в глубине офиса приходится включать лампы дневного света, от которых к вечеру устают глаза. В лондонском «Огурце» эта проблема исчезла: искусственное освещение здесь практически не требуется до самых сумерек. Но свет был только половиной инженерной победы.

Второй главной проблемой любых высоток всегда остается ветровая нагрузка. Обычные квадратные башни работают как гигантские парусные щиты: ветер ударяет в плоский фасад и со срывом уходит вниз, создавая у подножия здания мощнейшие завихрения, способные сбить человека с ног. Аэродинамическая форма яйца заставляет воздушные потоки плавно огибать башню, не создавая сквозняков на улице. Однако самое интересное происходит не снаружи, а внутри этой стеклянной кожи.

Как «Огурец» заставил экономить миллионы долларов на вентиляции

Норман Фостер спроектировал между этажами шесть спиралевидных шахт, которые действуют как легкие живого организма. За счет разницы давлений и естественного перепада температур внутри здания возникла постоянная циркуляция воздуха. Летом горячие массы вытягиваются наверх и уходят через клапаны, а зимой система задерживает солнечное тепло, обогревая помещения без лишних затрат.

Цифры оказались впечатляющими: башня потребляет вдвое меньше электроэнергии и тепла, чем любой другой офисный небоскреб аналогичного размера. Заказчики строительства подсчитали экономию за первые же годы и ахнули — счет шел на миллионы фунтов. И в этот момент выяснилась деталь, о которой архитекторы предпочитали молчать во время стройки.

Глядя на округлые изгибы «Огурца», логично предположить, что здание застеклено тысячами изогнутых панорамных стекол, стоящих астрономических денег. На самом же деле во всей 180-метровой башне есть всего одна изогнутая стеклянная деталь — купол на крыше. Все остальные тысячи фасадных панелей — абсолютно плоские треугольники. Точный расчет углов наклона позволил сэкономить десятки миллионов долларов, но во время рытья котлована строителей ждал ещё один непредсказуемый поворот.

На глубине нескольких метров археологи откопали сохранившийся скелет римской девушки, погребенной здесь более 1600 лет назад. Работы приостановили, а находку передали музею. Лишь в 2007 году, когда «Огурец» уже стал главной достопримечательностью лондонского Сити, останки девушки со всеми почестями перезахоронили прямо у подножия небоскреба.

Сегодня этот стеклянный гигант стоит как символ того, что сложнейшие инженерные задачи решаются не нагромождением бетона, а изяществом геометрии.