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.
1956'da Mimar Frank Lloyd Wright 1,6 km yüksekliğinde bir gökdelen önerdi. Dünyanın en uzun binası olacaktı, oldukça uzun -- Eyfel Kulesi'nin 5 katı kadar. Ama birçok eleştirmen, insanların asansör için saatlerce beklemesi gerektiğini veya daha da kötüsü kulenin kendi ağırlığı altında yıkılacağını söyleyerek mimarla alay ettiler. Çoğu mühendis aynı fikirdeydi ve önerinin tanıtımına rağmen dev kule hiçbir zaman inşa edilmedi.
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.
Ama günümüzde, çok daha büyük binalar dünyanın her yerinde dikiliyorlar. Şirketler, Eyfel Kulesi'nin üç katı olan Suudi Arabistan'daki Kraliyet Kulesi gibi bir kilometre yüksekliğinden daha uzun gökdelenler bile planlıyorlar. Yakında, Wright'ın 1,6 km yüksekliğindeki mucizesi gerçek olabilir.
So what exactly was stopping us from building these megastructures 70 years ago, and how do we build something a mile high today?
70 yıl önce bizi bu dev yapıları inşa etmekten alıkoyan tam olarak neydi ve bugün nasıl olur da 1,6 km yüksekliğinde bir şey inşa ediyoruz?
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.
Herhangi bir inşaat projesinde yapının her katı üzerindeki katları destekleyebilecek güçte olmalıdır. Daha yüksek inşa ettikçe üst katların aşağıdakilere yerçekimi baskısı daha fazla olacaktır. Bu ilke, eski mimarların daha hafif üst katları destekleyen geniş temelli piramitleri tercih etmelerine yol açarak binalarımızın şeklini etkiledi. Ama bu çözüm tam olarak şehre uymuyor-- o kadar yükseklikteki bir bina hemen hemen 2,4 km genişliğinde olurdu ki bu binayı şehir merkezine sığdırmak zor olurdu.
Fortunately, strong materials like concrete can avoid this impractical shape. 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!
Neyse ki, beton gibi güçlü materyaller bu uygulanamaz şekli önleyebilir. Modern beton karışımları, güç için çelik liflerle ve çatlatmayı önlemek için su azaltıcı polimelerle güçlendirilmektedir. Dünyanın en yüksek kulesi Dubai'nin Burj Khalifa'sı metrekare başına 8000 tonluk baskıya dayanabilir ki bu 1200'ü aşkın Afrika filin ağırlığına denktir.
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.
Tabii, bina kendini destekliyorsa bile temelden hâlâ bir desteğe ihtiyaç duyar. Temelsiz bu ağırlıktaki binalar batabilir, çökebilir ya da eğilebilir. Hemen hemen yarım milyon ton ağırlığındaki binayı batmaktan önlemek için 192 beton ve kazık denen çelik destekler 50 metre derinliğe gömülüyor. Kazıklar ve temel arasındaki sürtünme bu oldukça büyük yapıyı ayakta tutuyor.
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.
Binayı aşağı çeken yer çekimini yenmenin yanında bir gökdelen aynı zamanda yanlardan iten esen rüzgârın üstesinden gelmesi gerekir. Normal günlerde rüzgâr yüksek bir binaya bowling topu esintisi ağırlığındaki metrekare başına 7 kilogramlık baskı uygulayabilir. Çin'in şık Şanghay Kulesi gibi havanın sürtünme etkisini azaltan biçimde yapılar tasarlamak bu baskıyı dörtte bir azaltabilir. Binanın içinde veya dışındaki rüzgârı önleyici iskeletler Seul'un Lotte Kulesi'ndeki gibi geri kalan rüzgâr baskısını azaltabilir.
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.
Ama bütün bu önlemlerden sonra bile bir kasırga sırasında bir metre yüksekliğinden daha yüksekteki üst katlarda kendinizi öne ve arkaya sallanırken bulabilirsiniz. Rüzgârın üst katları sallamasını önlemek için birçok gökdelen yüzlerce ton ağırlığındaki "ayarlı kütle sönümleyici" denilen bir denge ağırlığı kullanmaktadır. Taipei 101, örneğin, 87. katın üzerine devasa bir küre sallandırdı. Rüzgâr binayı salladığında bu küre binanın kinetik enerjisini emerek harekete geçiyor. Hareketleri binanınkini takip ettiğinden küre ve bina arasındaki hidrolik silindirler kinetik enerjiyi ısıya çeviriyor ve sallanan yapıyı dengeliyor.
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.
Bütün bu teknolojilerle birlikte dev yapılarımız ayakta ve sabit durabilir. Ama bu büyüklükteki binaları hızlıca gezinmek başlı başına bir mücadele. Wright'ın zamanında en hızlı asansörler sadece saatte 22 km hızda hareket ediyordu. Neyse ki, günümüz asansörleri saatte 70 km hızda hareket ederek çok daha hızlıdırlar, gelecekte sürtünmesiz magnetik raylar kullanma ihtimaliyle birlikte daha yüksek hıza bile çıkılabilir. Trafik yönetimi algoritmaları, yolcuları ve boş asansörleri olmaları geren yere götürmek için mesafeye göre binen kişileri gruplandırır.
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.
Wright 1,6 kilometre yüksekliğindeki kulesini önerdiğinden beri gökdelenler uzun bir yol aldılar. Bir zamanlar imkânsız kabul edilen fikirler mimari fırsatlar hâline geldi. Günümüzde bir binanın bir 1,6 kilometre daha yükselmesi belki de an meselesidir.