10.09.2021 Металлургия

«Ферро-Строй»: С чего все начиналось – 5 старейших стальных строений в мире

Ровно сто лет назад, в начале 1920-х, в строительстве началась эпоха небоскребов. Их ключевым элементом была сталь – без неё быстро и экономично строить масштабные здания было бы невозможно, и сегодня 52% мирового производства этого материала поступают именно в здания и инфраструктуру. По этому случаю эксперты «Ферро-Строй» напоминают, с чего началась «стальная революция» в строительстве и какими были первые строения из металла.

До середины XIX века сталь была дорогим и редким материалом, поэтому дома из нее не строили. C конца XVIII века этот металл получали из железа, которое в свою очередь вырабатывали из чугуна методом пудлингования, фактически ручным и трудозатратным. Все поменялось в 1856 году, когда англичанин Генри Бессемер предложил новую технологию. В конвертер заливался расплавленный чугун, который продувался воздухом или чистым кислородом. Газ окислял и удалял входящие в состав чугуна примеси, превращая его в сталь. Этот метод получил название по имени создателя – бессемеровский. В отличие от пудлингования, он давал гораздо больше качественной стали, которую начали применять в строительстве.

1. Бруклинский мост (Нью-Йорк) и Форт-Бридж (Эдинбург)
Несмотря на изобретение нового метода производства стали, кованное железо и чугун доминировали в строительстве до конца XIX века. Первые крупные строения из стали появились только в 1880-е гг., то есть больше, чем через 20 лет после открытия бессемеровской стали.
Одним из них стал Бруклинский мост в Нью-Йорке, который возвели в 1883 году по проекту архитектора Джона Августа Рёблинга. Опоры моста построили из камня, но ключевая роль отводилась стали – именно из нее были сшиты тросы, которые удерживают основное полотно моста и два береговых пролета. Каждый трос состоит из 19 жил, а они в свою очередь – из 278 проволок. Чтобы подтвердить прочность моста, один из главных инженеров по строительству прошел по первому из 500-метровых тросов, натянутом через опоры. После ввода в эксплуатацию Бруклинский мост в Нью-Йорке еще 20 лет оставался самым протяженным (486 метров) подвесным мостом в мире и первым по объему использованной стали.
В 1890 году рекорд был побит архитекторами Бенджамином Бейкером и Джоном Фаулеро. Они построили самый протяженный консольный мост из стали в Шотландии. Каждый пролет такого моста имеет только одну точку опоры. Форт-Бридж состоит из трех сбалансированных консолей, соединенных стропильными пролетами. Мосты такой конструкции строили и раньше, но из железа. Сооружение длиной в полторы мили стало на 30 лет самым длинным мостом в мире.

2. Хоум-иншурэнс-билдинг (Чикаго)
В период строительства первых стальных мостов металл стали активно применять при возведении зданий в Нью-Йорке и Чикаго. Стальной каркас позволял освободить максимальное полезное пространство внутри здания, что было очень важно, когда американские компании строили штаб-квартиры, рассчитанные на тысячи рабочих мест.
Первое такое строение из бессемеровской стали начали строить в 1883 году в Чикаго по проекту архитектора Уильяма Леброна Дженни. Впервые в истории здание опиралось на металлический каркас из стали, чугунных опор и кованных балок. Причем несущими элементами были внешние стены, что позволило облегчить здание в три раза и допустить свободную планировку во внутренних помещениях. В 1885 году десятиэтажный офис высотой 42 метра ввели в эксплуатацию. Спустя шесть лет были надстроены еще два этажа, и его суммарная высота достигла 55 метров. В то время Хоум-иншурэнс-билдинг называли небоскребом.
К сожалению, до наших дней здание не сохранилось – в 1931 году его снесли по коммерческим соображениям. Тем не менее в вестибюле построенного на его месте Field Building прежние владельцы повесили памятную табличку, которая гласит, что здесь находилось «первое высотное здание на основе конструкционного метода, известного как каркасное строительство, которое оказало первостепенное влияние на продвижение этого метода и стало истинным "отцом” небоскребов».

3. Здание газеты Le Parisien Libéré (Париж)
На рубеже XIX-XX веков архитекторов, применяющих сталь, заботил вопрос: нужно ли прятать металлическую конструкцию за фасад из обычных строительных материалов и внутреннюю отделку или же металл может сам по себе быть эстетичным и художественным. Создатели Хоум-иншурэнс-билдинг в Чикаго пошли по первому пути, а более творческий подход решили применить французы.
В 1905 году Жорж Шеданн спроектировал металлокаркасное офисное здание для газеты Le Parisien Libéré на улице Реомюр в Париже. Его стальная рама не была закрыта фасадной отделкой. Напротив, здание было обращено к улице фасадом из клепаной и оцинкованной стали и колоннами из гофрированного стального листа. Впоследствии декоративные элементы из стали превратились в один из главных атрибутов архитектуры в стиле ар-нуво. Опыт французов сыграл важную роль в контексте развития стального строительства, потому что архитекторам и инженерам впервые пришлось решать задачи, связанные с созданием фасада из стали, крепления оконных стекол к металлическим рамам, разработкой дизайнерских решений.

4. Магазин Selfridges (Лондон)
Другой проблемой первых архитекторов стальных зданий были устаревшие строительные нормы и правила. Так, в Лондоне было запрещено строительство металлокаркасных зданий, балки которых соединялись клепкой. Точнее строительные власти требовали возвести дополнительные опоры по традиционным технологиям (к примеру, каменные колонны).
Изменения в эти правила привнесли американцы. Владелец торговой сети из США Гарри Селфридж заказал строительство большого магазина в Лондоне у чикагского архитектора Дэниела Бернхэма, который практиковал возведение стальных каркасов в США. Селфридж хотел, чтобы его магазин построили быстро, внутреннее пространство было максимально открытым, а внешнее остекление – максимально обширным. Чтобы достичь этих целей, нужно было строить каркасное здание из стали, но строительные нормы препятствовали этому. Тогда архитектор сослался на опыт строительства аналогичных складов в порте Лондона и представил 13-страничный иллюстрированный проект каркасного здания, дополнительно усиленного свайным фундаментом, каменными колоннами и дополнительными стенами. Проект был утвержден, а спустя год после ввода магазина в эксплуатацию (в 1908 году) под влиянием успеха Сэлфриджа и Бернхама в Лондоне приняли новый акт о стальном строительстве. Лишние несущие конструкции в магазине были демонтированы.

5. Эмпайр-стейт-билдинг (Нью-Йорк)
Первоначально стальной каркас применяли во многом как традиционную деревянную раму, хотя и с гораздо более прочными отдельными элементами. Позже структурный потенциал податливой природы стали был полностью оценен, когда разработали новые методы соединения стальных элементов каркаса, а именно сварка и применение заклепок. Стальной каркас здания превратился в чрезвычайно прочную, устойчивую и органичную конструкцию, что открывало возможность возводить здания практически неограниченной высоты. Именно поэтому в 1920-1930-е гг. началось активное возведение небоскребов. Самым высоким из старейших до сегодняшнего дня остается Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке. Этот небоскреб был построен всего за шесть месяцев. Для этого понадобились 50 тыс. тонн стали. Одновременно в Нью-Йорке строили еще два небоскреба – Крайслер-билдинг и здание на Уолл-стрит 40, но Эмпайр-стейт-билдинг обошел их в высоту и до ввода в эксплуатацию башен Всемирного торгового центра оставался самым высоким. Сейчас небоскребу 90 лет.

«Технология строительства на металлокаркасе фактически открыла путь развитию современной архитектуры, – считает Григорий Ваулин, генеральный директор ГК «Ферро-Строй». – Масштабные торговые комплексы, высотные офисные здания, большие многоквартирные жилые дома – все эти строения были бы невозможны, если бы мы опирались на старые технологии. Высокая скорость строительства и гибкость архитектурных и инженерных решений позволяет снизить себестоимость возведения здания практически любого типа по сравнению с монолитными и кирпичными домами».