Ученые и инженеры постоянно вводят какие-нибудь новшества и пытаются создать еще более прочный и долговечный бетон, чем у нас есть сейчас. Одним из недавних изобретений стал «самовосстанавливающийся» бетон, в котором содержатся крошечные капсулы лактата кальция. Их примешивают к жидкому бетону, и у них есть свой любопытный секрет. Внутри капсул находится особый тип бактерий (в природе он встречается в озерах вблизи вулканов с высоким содержанием щелочи), которые могут жить без кислорода и пищи по 50 лет. Бетон перемешивают с этими капсулами, и он затвердевает. Если в материале образуются трещины и в них попадает вода, то вода активирует капсулы и освобождает бактерии. Так как беглецы привыкли жить в щелочной среде, они не умирают, когда попадают в бетон, где также высокое содержание щелочи. Вместо этого они питаются размоченными капсулами, и таким образом из кальция в сочетании с кислородом и углекислым газом они производят кальцит, то есть чистую известь. Кальцит заполняет трещины в бетоне, и постройка самовосстанавливается.
Но есть и другие проблемы. Пять процентов углекислого газа, производимого человеческой цивилизацией, приходится на производство бетона. Сам бетон в небольших количествах не особо вредит окружающей среде, но мы используем его в таких огромных количествах, что выбросов становится все больше и больше. Некоторая часть углекислого газа образуется при обжиге извести, а остальной выделяется при реакции гидратации. Количество цемента в смеси можно сократить, если заменить какую-то его часть подходящими материалами из отходов промышленного производства – например, «молотым гранулированным доменным шлаком», который образуется при производстве стали. Использование этих отходов не влияет на прочность бетона, зато экономит тонны углерода. Их можно применять не во всех видах строительства, потому что ингредиенты меняют состав и свойства смеси. Из-за них бетон может дольше застывать или стать более липким, а значит, из него труднее будет построить многоэтажное здание, не говоря уже о небоскребе.
Расположение стальных балок и бетонных полов в офисном здании
«Мой» небоскреб – «Осколок» – построен из бетона и стали очень хитрым способом и удовлетворяет всем требованиям как офисных, так и жилых помещений. Обычно в офисных зданиях мы стремимся создавать в основном большие пространства с как можно меньшим числом колонн. Выбор часто падает на сталь, потому что она хорошо себя ведет как при сжатии, так и при растяжении, а это значит, что стальные балки могут быть гораздо длиннее при той же глубине. Кроме того, по сравнению с жилыми домами, офисам нужно больше кондиционеров, воздуховодов, водопроводных труб и проводов. I-образная форма стальных балок и частые зазоры между соседними балками позволяют многое из этого спрятать от глаз. Стальные конструкции легче, чем аналогичные бетонные, поэтому и фундамент им требуется поменьше.
С другой стороны, в жилых домах и отелях этажи делятся на квартиры и номера, так что открытые пространства не так уж нужны. В стенах можно прятать бетонные колонны, которые поддерживают бетонные плиты. Бетонные перекрытия тоньше стальных, так что в бетонном здании поместится больше этажей при той же высоте. В этих зданиях меньше проводов и труб, и их можно крепить к перекрытиям снизу. Кроме того, бетон лучше поглощает звук, так что между этажами меньше слышимость – в офисах, где вы, надеюсь, не ночуете, это не так важно.
Устройство бетонных полов в жилом здании
Так как в «Осколке» на нижних этажах располагаются офисы, а на верхних – отель и квартиры, в разных местах мы использовали различные материалы. Нижние этажи состоят из стальных колонн и балок, благодаря чему в офисах удалось создать большие открытые пространства. Верхние этажи построены из бетона для меньшей слышимости и большего комфорта. Выбор нужного материала для каждой цели кажется очевидным, но на самом деле такое решение довольно необычно, и реализовано оно всего в нескольких зданиях во всем мире. Одна из возможных причин в том, что использовать во всем здании один и тот же материал легче с логистической точки зрения (и, возможно, дешевле), но я бы возразила, что в долгосрочной перспективе мы только выигрываем и к тому же используем меньше материала. Еще одной причиной может быть то, что таких многофункциональных зданий вообще не так уж и много, как зданий только с одной функцией. Но, так как многофункциональных зданий становится все больше и больше, я ожидаю, что метод проектирования с использованием различных материалов для разных помещений будет востребован.
Эффективное использование имеющихся материалов – это и есть хорошая инженерия. Бетон часто представляется нам старомодным из-за своего древнего происхождения, но он по-прежнему является неотъемлемой частью будущего. Ученые и инженеры разрабатывают новые сверхпрочные смеси и пытаются сделать бетон более экологичным. Возможно, когда-нибудь мы придумаем новый материал, который полностью вытеснит бетон. А пока города растут с бешеной скоростью, пытаясь удовлетворить требованиям мирового роста населения. Так что бетонные здания еще долго будут украшать наш горизонт. А это значит, я еще долго буду ходить и гладить бетон.
Глава 7. Небо
За годы работы у меня было много разных проектов, от пешеходного моста в Ньюкасле и бетонных жилых домов в Лондоне до реставрации кирпичного здания вокзала Кристал Пэлас. Но именно небоскребы стали своего рода моей специализацией – что забавно, потому что сама я боюсь высоты.
Не поймите меня неправильно: меня не сковывает жуткий страх, и я не выпучиваю глаза, как Джеймс Стюарт в начале фильма «Головокружение». Я не исхожу соплями, когда смотрю вниз с большой высоты, даже если у меня подкашиваются колени. Но это, несомненно, иногда приводит к неловким моментам на работе. Обычно на работе я сижу в безопасности за своим письменным столом в офисе (на спокойной высоте девятого этажа). Но иногда мне приходится надеть классический для моей профессии наряд: строительную каску, светоотражающий жилет, сапоги со стальными мысами, – и залезть на здание, которое я проектирую.
Так что со смешанным чувством волнения и тревоги в мае 2012 года я вышла на станции Лондон-Бридж, повернула направо и пошла по улице по направлению к ярко-синей фанерной двери в заборе, окружающем стройку, мимо которой тысячи людей каждый день проходят по дороге на работу, не обращая на нее никакого внимания. Раньше эта дверь служила входом в «Осколок» и была совсем не похожа на блестящий парадный вход из стекла и стали, который встречает посетителей сегодня.
Пройдя сквозь фанерный портал, я попала в лабиринт из пластиковых ограждений, которые провели меня к зданию, и немного волновалась, что я заблужусь, потому что лабиринт был устроен уже не так, как в прошлый раз, когда я там была. Наконец я неуверенно ступила на подъемник, напоминающий клетку, который был слегка наклонен в ту же сторону, что и стена башни. Он задрожал и заскрипел, а потом рванул наверх, а я приклеила взгляд к стене и не осмеливалась смотреть вниз. (Было классно осознавать, что лифт в «Осколке» стал первым наклонным подъемником в башне, но комфортнее мне от этого не становилось.) Когда лифт наконец остановился, я оказалась примерно посередине высоты здания. Там было тихо и безлюдно, и каркас пока был на виду: стальные колонны ржавого цвета возвышались над крепким пятнисто-серым бетонным полом. Борясь с искушением его погладить, я постаралась представить, как будет выглядеть это место, когда в нем будет много людей, мебели и всяких событий. Но тогда там было совершенно тихо.
