A mai felhőkarcolók már rég átlépték a 800 méteres határt: a dubaji Burdzs Khalifa (828 méter) és a Szaúd-Arábiában épülő Jeddah Tower (1008 méter) is bizonyítja, hogy az ember képes egyre magasabbra „mászni”. De vajon van-e határ?
A tudósok és mérnökök vitatkoznak azon, hogy milyen magas lehet egy épület, mielőtt a fizika és a technológia törvényei azt mondják: „állj!”.
Az első felhőkarcoló – a 10 emeletes, 54,9 méter magas Home Insurance Building – 1885-ben épült Chicagóban. Az acélváz és a biztonságos liftek tették lehetővé a városok vertikális növekedését. 1931-re az Empire State Building elérte a 443 métert. Ma a technológia lehetővé teszi, hogy háromszor magasabbra építsünk, de minden új méter tucatnyi probléma megoldását igényli: az anyagok szilárdságától a több ezer lakos logisztikájáig.
A felhőkarcolókban a fő terhelés a vázra nehezedik. A modern acél- és betonötvözetek óriási nyomást bírnak el, de az épület tömege arányosan nő a magasságával. Például a Burdzs Khalifa 500 000 tonnát nyom. Ha megdupláznánk a magasságát, az alsó emeleteket abszurd méretekre kellene szélesíteni, hogy elbírják a terhelést.
A tudósok a szénszálas műanyagokkal és a nanocsövekkel kísérleteznek – ezek erősebbek az acélnál és könnyebbek. Az ilyen anyagok ipari méretű előállítása azonban egyelőre túl drága.
A felhőkarcoló akár 10 megapascal nyomást is gyakorolhat a talajra – ez olyan, mintha három Eiffel-torony nehezedne egy teniszpálya méretű területre. Dubajban a Burdzs Khalifa alapja 50 méter mélyen van, és 192 cölöp erősíti. Egy 2-3 km magas épülethez vagy tökéletesen stabil talajra lenne szükség, mint például egy gránitlap, vagy alapvetően új terheléselosztási módszerekre, például külső támaszokkal ellátott hibrid szerkezetekre.
500 méteres magasságban a szélsebesség eléri a 45 m/s-ot. A rezgések kilengethetik az épületet és tönkretehetik a szerkezetét. A tajvani Taipei 101 felhőkarcolóban egy 660 tonnás lengéscsillapító inga van beépítve, amely ellensúlyozza a rezgéseket. A kilométeres tornyokhoz a mérnökök szenzorokkal és automatikus kiegyensúlyozással ellátott dinamikus rendszereket javasolnak. De minél magasabb az épület, annál erősebbek a rezonancia jelenségek – egy apró számítási hiba pedig katasztrófát okozhat.
A Burdzs Khalifában a liftek 10 m/s sebességgel emelkednek, de az 1 km-nél magasabb épületekhez ez nem elég. Az acélkábelek már 1,5 km-en elszakadnak a saját súlyuk alatt. Alternatív megoldás a szénszálas kábelek vagy a mágneses liftek kábelek nélkül, mint a mágnesvasutakban. Ilyen technológiák léteznek, de bevezetésük az építkezés költségeit a sokszorosára növelné.
A cikk még nem ért véget, folytatás a következő oldalon:
Kövesd új Facebook oldalunkat és értesülj további érdekes cikkekről:
