Hogyan épülnek a felhőkarcolók?

Ma 800 méter felett jár a legmagasabb felhőkarcoló. A kezdet ennél sokkal szerényebb volt, az első, már felhőkarcolónak nevezett magasházak a 90 métert sem érték el. A felhőkarcoló jellegzetesen XX-XXI. századi „termék”. Mi kellett ahhoz, hogy e tornyok felépülhessenek, hogyan épül egy ilyen égbe nyúló épület?

A felhőkarcolók valahol külön világok. Nem véletlen, hogy a katasztrófafilmek és az akciófilmek is szeretik helyszínnek választani ezen építményeket, hiszen az akár száznál több emelet magas épületek nagyon sok mindenben különböznek az átlagos épületektől.

Mindemellett jelképek, ugyanúgy, ahogy régen a piramisok vagy a templomok magasba törő tornyai.

Nagyon sok nagyváros elképzelhetetlen lenne a tornyok nélkül, azok is, ahol nem a helyhiány szorította rá az építőket a magas épületek felhúzására. Igaz, a kezdetekben még ez játszott szerepet, de utána a reprezentáció fontosabb lett.

Mi kellett ahhoz, hogy felhőkarcolók épüljenek?

A legelső kérdés az, miért vannak és hogyan alakultak ki? A klasszikus felhőkarcoló egy költséghatékony megoldás akkor, ha kicsi telekre kell nagy hasznos alapterületű épületet felhúzni.

Bár már a reneszánsz Itáliában, például Bolognában vagy Luccában is építettek sokemeletes, magas tornyokat a városokban, azok jelentős része vagy védelmi, vagy reprezentatív célokat szolgált. A modern felhőkarcolóknál ez a védelmi funkció már nem játszik, de kétségtelen, hogy reprezentatív szerepük megmaradt.

A felhőkarcolók építéséhez a technikának fel kellett nőnie, hiszen számos technikai újításnak kellett elterjednie, hogy meg lehessen építeni egy ilyen épületet. Egyrészt a legtöbb felhőkarcoló váza acél, azaz az acélszerkezet építésnek kellett olyanná válnia, hogy egy magas épületet elbíró szerkezetet lehessen az acélgerendákból összerakni. Az acél azért elengedhetetlen, mert különben a magas épületek alsó szintje szinte tömör lenne, ugyanis a hagyományos falazásnál minél magasabb egy épület, annál vastagabb falai lesznek az alsó szinteken, ami igazán magas épületnél már nem kivitelezhető. Egy acélvázas épületnél ez viszont nem jelentkezik, hiszen a terhet ez a váz – mint a gerinces állatoknál a csontváz – tartja, a külső fal valójában nem hord terhet, az lehet könnyű anyag, például hatalmas üveglapok, ami a belső terek megvilágítását is megoldja.

Ugyancsak fontos eleme a magas épületeknek a vasbeton. A vas jól bírja a húzást, a beton a nyomást, együtt, azaz a betonba vasat helyezve olyan anyagot kapunk, amely a húzást és a nyomást kitűnően kezeli, ezért ideális építőanyag. A modern felhőkarcolók magja, a födém, az alap, és nagyon sok más szerkezete vasbeton.

Legalább ennyire fontos, hogy az embereknek és a víznek is fel kell jutnia valahogy a magasba, hiszen 15-20 emeletet senki sem lépcsőzik szívesen, és a magasban szeretne vízhez is jutni. Azaz a modern, megbízható (azaz leszakadás ellen védett, biztonsági felszerelésekkel ellátott) lifteket is ki kellett fejleszteni, illetve olyan vízszivattyúkat, amelyek a magas épületekbe is feljuttatják a vizet.

Persze szükség volt még például olyan betonpumpára, amely fel tudja juttatni a betont a magasba vagy olyan darukra, amelyeket a már elkészült acélvázhoz rögzítenek, és egyre feljebb viszik azokat.

Ezek az innovációk a XIX. század utolsó évtizedére értek be, ezért a klasszikus felhőkarcolók a XX. század elején kezdtek megjelenni. Az első ilyen elvek szerint épített épület a New Yorkban álló Flatiron Building vagy közkeletű nevén vasaló ház. A háromszög alakú telekre ugyanis magas házat hagyományos technikával nem lehetett volna építeni, mert akkor az alsó szint nagy része fal lett volna, ezért Daniel Burnham a 21 emeletesre tervezett (később 22 emeletesre magasított) épülete acélvázzal készült, így tudott közel 90 méteres magasságot elérni.

Az első aranykora a felhőkarcolóknak

A felhőkarcoló az USA-ban, elsősorban New Yorkban és Chicagóban jelent meg, utóbbi városban az azt elpusztító 1871-es tűzvész utáni újjáépítésnél vált ideálissá, ugyanis a rendelkezésre álló szűkebb városmagot jobban kihasználta ez a magas épület-típus, ezért e gyorsan növekvő város élen járt a felhőkarcolók építésében.

Az 1900-as évek elején az amerikai vállalatok körében nemcsak a jobb telek-kihasználás, hanem a PR is fontos oka volt az egyre magasabb épületek emelésének. Ekkor készültek azok a filmfelvételek, ahol magasan, a csupasz vasgerendákon sétálgatnak a munkások, emelik be a szerkezetre szerelt daruval az acélgerendákat, és szegecselik össze. Ezzel a módszerrel, akár hetente egy emeletet is tudtak haladni, ahogy kész volt az acélváz egy emeleten, jöhettek a függönyfalak, azaz a felhőkarcolók gyorsan és látványosan épültek.

Az amerikai nagyvállalatok sorra emelték az egyre magasabb tornyaikat. Az első, amely meghaladta az Eiffel torony méretét a Chrysler tornya volt, ez a New Yorkban álló épület ráadásul pont egy nappal a nagy gazdasági válság kitörése után készült el, és természetesen, ha rövid ideig is, de a világ legmagasabb épülete lett. Nem sokkal később készült el szintén New Yorkban az Empire State Building, 1931-ben, az első épület, amely 100 emeletnél is magasabb (102) volt. Ráadásul ezen épület 40 évig tartotta a csúcsot, hiszen 1971-ig, a World Trade Center tornyainak befejezéséig ez volt a legmagasabb felhőkarcoló a világon. (A csúcsa azért is különleges, mert eredetileg léghajókikötőnek szánták.) Címlapképünkön is egy New York-i látkép látható az Empire State Buildinggel. (Fotó: Palugyai István)

A II. világháború után a felhőkarcolók másutt is megjelentek, nemcsak azért, mert kevés volt a hely, mint például Tokióban vagy Hong Kongban, hanem a gazdasági fejlődés és a technikai fejlettség szinonimái voltak.

Ugyan a felhőkarcoló leginkább sokáig az USA-hoz volt köthető, a magas épületek iránti lázból Kelet-Európa sem maradhatott ki, igaz kissé más logikával, mert Nyugaton a vállalati fejlődés, az egyre koncentráltabb irodai munka igényelte a tornyokat, Kelet-Európában az államszocializmus reprezentációja. Moszkvában áll a Lomonoszov egyetem szocialista realista tornya, amelynek másolata Lengyelországban található, ahol ez a Technika Háza, benne a lengyel technikai múzeummal. Prágában pedig egy szálloda épülete kapott ilyen külsőt.

Azaz ezen jellegzetes, városképet meghatározó tornyokban nem vállalati irodák és/vagy lakások kaptak helyet. (Ma már Moszkvában vagy Varsóban is emelkednek modern felhőkarcolók, a legmagasabb európai felhőkarcoló Moszkvában áll, a 462 méteres Lahta Centr.)

A felhőkarcolók építése

A felhőkarcoló építése sem mindennapi történet, hiszen mélyre kell alapozni. A szerkezetet nem lehet hagyományos daruval építeni, a darukat általában maga az épület tartja, és ahogy a ház nő, a darukat is egyre feljebb emelik. A vasbeton magnál olyan csúszó zsaluzatot alkalmaznak, amelyet szintén szintenként fel-fel emelnek, és a zsaluzatot a már kész épületrészek tartják meg. Az építés ezért egyfajta logisztikai csúcs alkotás. A Petronas tornyoknál a két ikertorony egyikét egy japán, a másikat egy dél-koreai cég építette, és természetesen a két csapat versenyzett. A tét az volt, ki építheti meg a két tornyot összekötő hidat a magasban. A versenyt Dél-Korea nyerte.

Ahol a terület földrengés veszélyes, ott különleges megoldásokat is kell alkalmazni, például Tajvanban, a Taipei 101 felhőkarcolóban egy több emelet magas, 600 tonnás inga található, ez segít földrengés esetén, hogy az épület stabil maradjon.

Azonban a felhőkarcolóknál számos más dologra is figyelni kell. A világ jelenleg legmagasabb épülete a Burdzs Kalifa – amely 828 méter magas – a szennyvizet nem lehet hagyományos gravitációs módon elvezetni, hiszen a hatalmas magasság miatt ez gondokat okozna. A gondosan megtervezett csatornán levezetett szenny kezelése is nehézkes, mert az épület nincs rákötve a városi csatornahálózatra, a szennyvizet kamionokkal kell elszállítani.

Olyasmire is figyelni kell, hogy a felhőkarcoló mire vet árnyékot, vagy mire irányítja a napfényt, Londonban épült olyan ház, amely homorú felülettel rendelkezett, és a napsugarat egy szomszédos utca adott pontjára koncentrálta, amely ott komolyabb károkat okot.

Egy ekkora építmény a szeleket is befolyásolja, ez már a Flatron Biuildingnál, 1902-ben is megmutatkozott, volt egy olyan pont az utcán, ahol az épület által befolyásolt szél általában felkapta a járókelő hölgyek szoknyáját.

Mindemellett nem mellesleg ott van a biztonság kérdése. Hiába épülnek ezek a felhőkarcolók gyors és nagy befogadású liftekkel, katasztrófa idején nem lehet használni azokat. Arról, mennyire fontos a jó menekülési rendszer, szomorú tanulsággal szolgált a 2001. szeptember 11-i merénylet, amikor is a New York látképét addig meghatározó tornyok, a World Trade center ikertornyai áldozatul estek a terrortámadásoknak. Pont e miatt a támadás miatt megváltoztak a modern felhőkarcolók előírásai. Ma már szélesebb lépcsőket építenek, a lépcsőházban ráadásul kis túlnyomás van, hogy a füst ne tudjon bejutni tűz esetén. Ezen felül ma már vannak olyan liftek, amelyek katasztrófahelyzetben is használhatók, sőt sok helyen csak a tűzoltók által használható lifteket is beépítenek. Változtak a felhasznált anyagok is, mind azt a célt szolgálja, hogy a felhőkarcolók ne váljanak pokoli tornyokká.

A mai rekorderek

Az 1970-es évek nagy felhőkarcoló építési láza után (ekkor épült meg a már említett World Trade Center a chicagói Sears, a Willlis Tower – amely 20 évig volt rekorder, és stabilitását az adta, hogy tulajdonképpen 9 szorosan egymás mellé épített, de eltérő magasságú toronyból áll –, de a párizsi felhőkarcolók is) ismét komoly verseny van a felhőkarcolók magassága terén, és e „versenybe” bekapcsolódott Ázsia is.

Az építési lázra jellemző, hogy a már említett Taipei 101 – amelyben a hatalmas inga is található – 2004-ben a maga 508 méteres, akkor lenyűgöző magasságával a világ legmagasabb épülete volt, ma pedig már lassan az első 10 között sincs, most épp a tizedik.

Kína, Japán, Tajvan számos hatalmas felhőkarcolónak ad helyet, ahogy az indonéziai Kuala Lumpur meghatározó eleme a Petronas ikertornyai, a két tornyot összekötő látványos híddal. Mégis ma a legmagasabb épület nem itt, hanem Dubaiban található, a már említett Burdzs Kalifa.

Azonban vélhetően nem sokáig lesz ez a 828 méteres monstrum a világ legmagasabb épülete, a következő álomhatár, amit a mérnökök megcéloztak, az az 1 kilométeres magasság lesz, sőt Szádú-Arábiában már 2 kilométeres épületről is beszélnek, a költségeket 5 milliárd dollárra tették.

Csak reprezentáció?

Az USA sok városában és másutt is nem feltétlenül van szükség felhőkarcolóra, hisz talán lehetne építeni elég irodát és lakást alacsonyabb épületekben is. Azonban a felhőkarcoló egy szimbólum, a hatalom, a pénz, a technikai fejlettség koncentrációjának szimbóluma, amely sokszor nem is veszi figyelembe a helyi igényeket és lehetőségeket. A leginkább ilyen, tisztán reprezentációs céllal épült, és tulajdonképp teljesen felesleges, csak hatalmi okból épült torony talán Észak-Korea fővárosának Phenjannak a hatalmas felhőkarcolója, a teljesen üresen álló, soha be nem fejezett Rjugjong Hotel.

Az első tíz legmagasabb felhőkarcoló 2024-ben:

1. Burj Khalifa, Dubai, Egyesült Arab Emirátusok, 828 méter, 163 emelet
2. Shanghai Tower, Sanghaj, Kína, 632 méter, 128 emelet
3. Abraj Al Bat Towers, Mekka, Szaúdi Arábia, 601 méter, 95 emelet
4. Ping An Finance Center, Sencsen, Kína, 599 méter, 115 emelet
5. Lotte World Tower, Szöul, Dél-Korea, 555 méter, 123 emelet
6. One World Trade Center, New York, 541 méter, 104 emelet
7. Tianjin CTF Finance Centre, Tiencsin, Kína, 530 méter, 98 emelet
8. Tianjin Chow Tai Fook Binhai Center, Tiencsin, Kína, 530 méter, 96 emelet
9. Citic Tower, Peking, Kína, 528 méter, 109 emelet
10. Taipei 101, Taipei, Tajvan, 508 méter, 101 emelet