In 1956, architect Frank Lloyd Wright proposed a mile-high skyscraper. It was going to be the world’s tallest building, by a lot — five times as high as the Eiffel Tower. But many critics laughed at the architect, arguing that people would have to wait hours for an elevator, or worse, that the tower would collapse under its own weight. Most engineers agreed, and despite the publicity around the proposal, the titanic tower was never built.
În 1956, arhitectul Frank Lloyd Wright a propus un zgârie-nori de un kilometru și jumătate. Urma să fie cea mai înaltă clădire din lume, cu mult... de cinci ori mai înaltă decât Turnul Eiffel. Dar mulți critici l-au ironizat pe arhitect, spunând că oamenii vor trebui să aștepte cu orele pentru un lift, sau mai rău, că turnul se va prăbuși sub propria greutate. Majoritatea inginerilor erau de acord, și în ciuda publicității din jurul ideii, turnul titanic nu a fost construit niciodată.
But today, bigger and bigger buildings are going up around the world. Firms are even planning skyscrapers more than a kilometer tall, like the Jeddah Tower in Saudi Arabia, three times the size of the Eiffel Tower. Very soon, Wright’s mile-high miracle may be a reality.
Dar astăzi, se construiesc clădiri din ce în ce mai înalte în jurul lumii. Firmele plănuiesc chiar zgârie-nori mai înalți de un kilometru, precum Turnul Jeddah din Arabia Saudită, care e de trei ori mai mare decât Turnul Eiffel. Foarte curând, miracolul lui Wright de un kilometru și jumătate va putea deveni realitate.
So what exactly was stopping us from building these megastructures 70 years ago, and how do we build something a mile high today?
Deci, ce ne-a oprit mai exact acum 70 de ani să construim o asemenea megastructură, și cum am putea construi o clădire de un kilometru și jumătate astăzi?
In any construction project, each story of the structure needs to be able to support the stories on top of it. The higher we build, the higher the gravitational pressure from the upper stories on the lower ones. This principle has long dictated the shape of our buildings, leading ancient architects to favor pyramids with wide foundations that support lighter upper levels. But this solution doesn’t quite translate to a city skyline– a pyramid that tall would be roughly one-and-a-half miles wide, tough to squeeze into a city center.
În orice proiect de construcție, fiecare etaj trebuie să fie capabil să susțină etajele de deasupra. Cu cât construim mai mult, cu atât e mai mare presiunea gravitațională a etajelor superioare asupra celor inferioare. Acest principiu a dictat mult timp forma clădirilor noastre, făcându-i pe arhitecții antici să prefere piramidele cu fundații largi ce pot susține nivelurile superioare. Dar această soluție nu poate fi folosită în cazul zgârie-norilor, deoarece o astfel de piramidă va avea doi kilometri lățime,
Fortunately, strong materials like concrete can avoid this impractical shape.
și va fi greu de construit în centrul unui oraș.
And modern concrete blends are reinforced with steel-fibers for strength and water-reducing polymers to prevent cracking. The concrete in the world’s tallest tower, Dubai’s Burj Khalifa, can withstand about 8,000 tons of pressure per square meter– the weight of over 1,200 African elephants!
Din fericire, materialele puternice precum betonul pot ocoli această formă impractică. Iar amestecurile moderne de beton sunt întărite cu fibre de oțel și cu polimeri ce reduc cantitatea de apă necesară pentru a preveni crăpăturile. Betonul folosit pentru cea mai înaltă clădire din lume, Burj Khalifa din Dubai, poate susține o presiune de 8.000 de tone pe metru pătrat,
Of course, even if a building supports itself, it still needs support from the ground. Without a foundation, buildings this heavy would sink, fall, or lean over. To prevent the roughly half a million ton tower from sinking, 192 concrete and steel supports called piles were buried over 50 meters deep. The friction between the piles and the ground keeps this sizable structure standing.
adică greutatea a peste 1.200 de elefanți africani! Desigur, chiar dacă clădirea își poate susține greutatea, trebuie să aibă și o fundație puternică. Fără o fundație, astfel de clădire se pot scufunda, cădea sau înclina. Pentru a preveni scufundarea unui turn de aproape jumătate de milioane de tone, 192 de piloni din beton și oțel au fost îngropați la peste 50 de metri adâncime. Frecarea dintre piloni și pământ menține în picioare această structuri imensă.
Besides defeating gravity, which pushes the building down, a skyscraper also needs to overcome the blowing wind, which pushes from the side. On average days, wind can exert up to 17 pounds of force per square meter on a high-rise building– as heavy as a gust of bowling balls. Designing structures to be aerodynamic, like China’s sleek Shanghai Tower, can reduce that force by up to a quarter. And wind-bearing frames inside or outside the building can absorb the remaining wind force, such as in Seoul’s Lotte Tower.
Pe lângă gravitația ce trage clădirea în jos, un zgârie-nori trebuie să facă față și vântului puternic, ce suflă din lateral. Într-o zi normală, vântul poate exercita o forță de 8 kg per metru pătrat pe clădirile înalte, la fel de mult ca o rafală de mingi de bowling. Construind clădiri ce sunt aerodinamice, precum Turnul Shanghai din China, poate reduce această forță cu 25%. Iar cadrele pentru vânt din afara sau interiorul clădirii pot absorbi restul forței vântului, precum cele ale Turnului Lotte din Seul.
But even after all these measures, you could still find yourself swaying back and forth more than a meter on top floors during a hurricane. To prevent the wind from rocking tower tops, many skyscrapers employ a counterweight weighing hundreds of tons called a “tuned mass damper.” The Taipei 101, for instance, has suspended a giant metal orb above the 87th floor. When wind moves the building, this orb sways into action, absorbing the building’s kinetic energy. As its movements trail the tower’s, hydraulic cylinders between the ball and the building convert that kinetic energy into heat, and stabilize the swaying structure.
Dar chiar și după toate aceste lucruri, turnul se poate mișca în lateral cu mai mult de un metru în timpul unui uragan. Pentru a preveni ca vântul să destabilizeze etajele superioare, multe clădiri folosesc o contragreutate de sute de tone denumită „masă rezonantă sincronizată”. Taipei 101, de exemplu, are suspendată o sferă de metal gigantică deasupra etajului cu numărul 87. Când vântul mișcă clădirea, această sferă se balansează, absorbind energia cinetică a clădirii. Pe măsură ce mișcările ei stabilizează turnul, cilindrii hidraulici dintre sferă și clădire transformă această energie cinetică în căldură, și stabilizează balansul clădirii
With all these technologies in place, our mega-structures can stay standing and stable. But quickly traveling through buildings this large is a challenge in itself. In Wright’s age, the fastest elevators moved a mere 22 kilometers per hour. Thankfully, today’s elevators are much faster, traveling over 70 km per hour with future cabins potentially using frictionless magnetic rails for even higher speeds. And traffic management algorithms group riders by destination to get passengers and empty cabins where they need to be.
Folosind toate aceste tehnologii, mega-structurile noastre pot rămâne în picioare. Dar să traversezi repede astfel de clădiri e o provocare în sine. În epoca lui Wright, cele mai rapide lifturi se mișcau cu o viteză de 22 km pe oră. Din fericire, lifturile de astăzi sunt mult mai rapide, atingând viteze de peste 70 de km pe oră, viitoarele cabine putând folosi bare magnetice fără frecare pentru a obține viteze și mai mari. Iar algoritmii de management ai traficului pot grupa călătorii pe destinații pentru a duce pasagerii și cabinele goale unde e nevoie.
Skyscrapers have come a long way since Wright proposed his mile-high tower. What were once considered impossible ideas have become architectural opportunities. Today it may just be a matter of time until one building goes the extra mile.
Zgârie-norii au parcurs un drum lung de la propunerea lui Wright. Ce era considerat odată idei imposibile au devenit oportunități arhitecturale. Astăzi e o chestiune de timp până când o clădirea va depăși înălțimea de un kilometru și jumătate.