Mile-High Skyscraper. Είναι πλέον εφικτό?

O Wright γνώριζε ότι τα κατασκευαστικά υλικά που διέθετε εκείνη τη στιγμή ήταν ανεπαρκή για να πραγματοποιήσει το όραμά του. Αυτό είναι απολύτως εφικτό σήμερα σύμφωνα με τον Joseph Colaco, πρόεδρο του CBM Engineers του Hiouston.

Σκίτσα του Frank Lloyd Wright για το Mile High Skyscraper.

   Τι έχει ο Colaco και οι σύγχρονοί του που ο Wright δεν είχε; Καταρχήν, πολύ καλύτερο τσιμέντο. Το ισχυρότερο τσιμέντο που ήταν διαθέσιμο τη δεκαετία του ’50 μπορούσε να αντέξει σε πίεση της τάξης των 21 megapascals, θέτοντας το ανώτατο ύψος μιας τσιμεντένιας κατασκευής σε 20 περίπου ορόφους. Κάποιες από τις σημερινές ψηλές τσιμεντένιες κατασκευές, όπως o 88 ορόφων (420 μέτρων) Jim Mao Tower στη Shanghai, έχουν χτιστεί με σκυρόδεμα που διαθέτει αντοχή πίεσης μεγαλύτερη των 130 megapascals. Οι τοίχοι τους και οι εσωτερικοί σκελετοί τους δεν χρειάζεται πια να είναι ογκώδεις για να συγκρατήσουν τα ισχυρά φορτία – ελαττώνοντας έτσι το κατασκευαστικό κόστος και ελευθερώνοντας εσωτερικούς χώρους.

Πανοραμική άποψη του πύργου Jin Mao στη Σαγκάη.

   Σύμφωνα με τον John Fernandez(1), καθηγητή του προγράμματος κτιριακής τεχνολογίας του MIT μερικά πρόσθετα όπως ατσαλένιες ίνες πάχους μιας τρίχας αυξάνουν την αντοχή και την ακαμψία του τσιμέντου, ενώ παράλληλα διεξάγονται έρευνες σε έξυπνες ίνες και ανθρακικές nanotubes, οι οποίες όταν προστεθούν στο τσιμέντο θα αυξάνουν την αντοχή του πάνω από τα 200ΜPa. Η δουλειά του Fernandez στις έξυπνες ίνες συμβάλλει επίσης στην πρόοδο του λεγόμενου υψηλής απόδοσης τσιμέντου, το οποίο είναι ισχυρό αλλά διακρίνεται κυρίως για άλλα χαρακτηριστικά του όπως η αντοχή σε φωτιά και κατεδάφιση, απόσβεση πλάτους ταλάντωσης και ακαμψία.

Το ‘ύψος’ της τεχνολογίας (bryan christie design).

   Εξίσου σημαντική είναι και η ξαφνική μεταλλαγή στην τεχνολογία ανελκυστήρων. Η εφεύρεση του ανελκυστήρα που χρησιμοποίησε πρώτος ο Elisha Otis στη Νέα Υόρκη το 1857 έκανε δυνατή την ύπαρξη των πολυώροφων κτιρίων. Με τον ανελκυστήρα έγινε δυνατή η εύκολη πρόσβαση και στους ψηλότερους ορόφους, δίνοντας έτσι οικονομική αξία σε αυτούς και πολύ μεγαλύτερο συνολικό κέρδος από ένα πολυώροφο κτίριο(2).
Μια πρόσφατη πρόοδος είναι ένα σύστημα ανελκυστήρων - Miconic 10 - από το Schindler Management of Ebikon στην Ελβετία(3), το οποίο χρησιμοποιεί έναν (traffic management) αλγόριθμο ο οποίος υπολογίζει τον τρόπο χρήσης σε διαφορετικές ώρες της μέρας. Βελτιστοποιεί την επιτάχυνση και την απότομη πτώση ομαδοποιώντας τους επιβάτες ανάλογα με τον όροφο που επιλέγουν. Αυτή η τεχνική ελαχιστοποιεί τον αριθμό των στάσεων και προλαμβάνει τον συνωστισμό. Σε κτίρια όπως το 1900ων δωματίων ξενοδοχείο New York Marquis στην Times Square, έχει μειώσει το χρόνο μεταφοράς κατά 30%.

Άποψη του ανελκυστήρα του ξενοδοχείου New York Marquis στην Times Square.

Για την Kone Corporation, μια Φιλανδικής καταγωγής εταιρεία κατασκευής ανελκυστήρων, το λιγότερο είναι περισσότερο (less is more). O MonoSpace(4) ανελκυστήρας της, ο οποίος παρουσιάστηκε το 1996, εξαφάνισε τα μεγάλα δωμάτια των μηχανών στη βάση του φρεατίου, διανέμοντας τις κύριες μηχανές και τα καλώδια στα περιμετρικά shafts. Ο ανελκυστήρας MaxiSpace της Kone - με χαρακτηριστικό το μέγεθός του PowerDisc που ήταν όσο ένα κουτί πίτσας χωρίς να συνδέει με γρανάζια την ηλεκτρική ανυψωτική μηχανή - έκανε τα μεγάλα, ογκώδη βάρη ισοστάθμισης περιττά. Ο Heikki Leppanen, διοικητικός αντιπρόεδρος της Kone, λέει ότι οι νέες καμπίνες επιβατών εγκατεστημένες σε υπάρχοντα ανυψωτικά μπορούν να είναι 30% φαρδύτερες από αυτές που αντικαθιστούν.

Μηχανικό σύστημα του ανελκυστήρα MonoSpace της Kone Corporation.

      Η εταιρία Otis Elevator Co του Farmington, προσπαθεί να παρακάμψει  κυριολεκτικά την υπάρχουσα τεχνολογία ανελκυστήρων με ένα σύστημα που αποκαλείται Odyssey και επιτρέπει πολλαπλά κουτιά ανελκυστήρων να κινούνται με το ίδιο shaft(5). Ο Rick Barker, ένας ειδικός σύμβουλος ανελκυστήρων της Barker Mohandas του Bristol, ο οποίος ηγήθηκε του project Odyssey όταν ήταν στο Otis, εξηγεί ότι οι καμπίνες του ανελκυστήρα τοποθετούνται σε μεταλλικούς σκελετούς που ανυψώνονται και κατεβαίνουν μέσα στην συσκευή ανύψωσης. Όταν μία καμπίνα λαμβάνει το σήμα να αλλάξει γραμμή, μία μικρή γραμμική την ωθεί καταμήκος μιας πλατφόρμας, επιτρέποντάς της να κυλάει έξω από τον σκελετό και να εισέρχεται σε έναν δεύτερο σκελετό.

   Ένας υπερ-ουρανοξύστης δεν πρέπει μόνο να είναι αποτελεσματικός στον τρόπο με τον οποίο μεταφέρει τον κόσμο στο εσωτερικό του, αλλά πρέπει επίσης να είναι περισσότερο αποτελεσματικός ενεργειακά από τις υπάρχουσες κατασκευές, οι οποίες όλες μαζί ήδη καταναλώνουν περίπου το 1/3 της παγκόσμιας παραγόμενης ποσότητας. Με μία σταδιακή προσέγγιση στο κέλυφος του κτιρίου και στα μηχανικά και ηλεκτρικά του συστήματα, μπορούμε να μειώσουμε σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας με μικρή διαφορά στο κόστος κατασκευής σύμφωνα με τον Spiro Pollalis(6), καθηγητής του πανεπιστημίου του Harvard στη σχολή Design. Οραματίζεται ότι τα φωτοβολταϊκά πάνελ κατά μήκος του πελώριου πύργου, σε συνδυασμό με στρατηγικά τοποθετημένες ανεμογεννήτριες και διπλά κελύφη τα οποία λειτουργούν ως γιγαντιαία μέσα απομάκρυνσης της θερμότητας, θα παρέχουν αρκετή ενέργεια για τους ανελκυστήρες και τα φώτα, όπως επίσης και για θέρμανση, αερισμό, και συστήματα κλιματισμού.

Άποψη του κτιρίου Castle Tower του Hamilton για την πόλη του Λονδίνου.

   Για τον Mir M.Ali, καθηγητής αρχιτεκτονικής στο Πανεπιστήμιο του Illinois στο Urbana-Champaign και μέλος του διεθνούς συμβουλίου για ψηλά κτίρια και αστικό περιβάλλον [CTBUH(7)] απώτερος σκοπός είναι η δημιουργία κτιρίων με μηδενική καθαρή χρησιμοποίηση ενέργειας. Αρκετοί ουρανοξύστες υπό κατασκευή, συμπεριλαμβανομένου του Pearl River Tower στο Guangzhou της Κίνας(8), κατέχουν νέες τεχνολογίες για να αποφύγουν τη χρησιμοποίηση ενέργειας από το ηλεκτρικό δίκτυο.

Άποψη του Pearl River Tower στο Guangzhou της Κίνας.

   Λόγω του ότι οι προαναφερθέντες τεχνολογίες είναι επικίνδυνες, τίποτα δεν αξίζει να συζητιέται χωρίς να γίνεται λόγος για το πώς θα βοηθηθούν οι άνθρωποι των ψηλότερων πατωμάτων αυτών των τεράστιων πύργων να διαφύγουν σε περίπτωση ανάγκης. Στην Ασία, αυστηροί κώδικες φωτιάς προαναγγέλλουν ότι το κτίριο περιέχει καινοτομίες όπως ανθεκτικούς ορόφους - καταφύγια από φλόγες, καπνό, χημικά και δηλητηριώδη αέρια, όπου οι άνθρωποι μπορούν να παραμείνουν μέχρι οι πυροσβέστες να επέμβουν.

   Κάποια Ασιατικά κτίρια είναι εφοδιασμένα με αποσυμπιεσμένες σκάλες έτσι ώστε οι άνθρωποι στα χαμηλότερα πατώματα να μην καταβληθούν από τον καπνό πριν προλάβουν να φτάσουν στο διάδρομο, με ελικοδρόμια για εκκένωση από την οροφή, και με ανελκυστήρες εκτάκτου ανάγκης με ειδικά εφόδια και απότομες καλωδιώσεις που μπορούν να αντέξουν υψηλές θερμοκρασίες για αρκετό χρονικό διάστημα για να εκτελέσουν μια διαδρομή από και προς την φωτιά οι πομποί έκτακτου ανάγκης.

   Μία εξωτική πρόταση μέσων διαφυγής είναι ένα σύνολο εξωτερικών ανελκυστήρων τοποθετημένων στην οροφή του κτιρίου. Όταν το σύστημα ενεργοποιηθεί, πέντε συρρικνωμένες δεξαμενές διαφυγής, κάθε μία ικανή να μεταφέρει 30 άτομα τη φορά, αιωρούνται πάνω από την άκρη της οροφής, κατεβαίνουν στο έδαφος, και διαστέλλονται σαν ακορντεόν. Μόλις οι καμπίνες ξεδιπλωθούν, οι πέντε μονάδες ανεβαίνουν, σηκώνοντας τους διασωθέντες πριν επιστρέψουν στο έδαφος. Ο κατασκευαστής του συστήματος Escape Rescue System, Tel Mond από το Ισραήλ, λέει ότι η διαδρομή πάνω-κάτω μπορεί να επαναλαμβάνεται κάθε 8 λεπτά. (9-10)

   Άλλη πρόταση περιλαμβάνει ένα ηλεκτρομαγνητικό καρφωμένο shaft σε κάθε γωνία του κτιρίου. Κάθε χρήστης του κτιρίου, που διαθέτει ένα γιλέκο επικαλυμμένο με μέταλλο, μπορεί να πηδήξει σε ένα shaft για μία ελεγχόμενη πτώση.

Φαίνεται επομένως ότι τα τεχνικά εμπόδια για τη δημιουργία υπερ-κτιρίων ή ενδεχομένως κτιρίων-πόλεων (vertical cities) έχουν πλέον ξεπεραστεί. Πολύ σύντομα, αν όχι ήδη, θα ξεπεραστούν και τα χρηματοδοτικά εμπόδια σε συνάρτηση με το κόστος κατασκευής και την αξία της γης.
Απομένουν όμως ορισμένα ακόμα ζητήματα εξίσου σημαντικά. Κυρίαρχο ανάμεσα σε αυτά είναι η (αν)ηθική πλευρά της δημιουργίας ενός τεχνητού κόσμου μέσα στον οποίο θα επιλέξουν – αναγκαστούν να ‘ζήσουν’ χιλιάδες ‘άνθρωποι’ που δε θα πατήσουν ποτέ στη ζωή τους το γήινο χώμα και ενδεχομένως να μην έρθουν ποτέ σε επαφή με τον κόσμο, όπως τον εννοούμε σήμερα.

Εικόνες φανταστικών μελλοντικών πόλεων.

Από την άλλη πλευρά, ίσως αυτή η εξέλιξη να είναι η μόνη - και ενδεχομένως να χαρακτηριστεί μελλοντικά ‘φυσική’ – για το ανθρώπινο είδος ώστε να επιβιώσει μετά από την πλήρη καταστροφή του φυσικού περιβάλλοντος την οποία προετοιμάζει με ιδιαίτερο ζήλο..

 
Ο Πλανήτης Γη υποφέρει..

Σημειώσεις:

1. http://architecture.mit.edu/people/profiles/prfernan.html

2. Οι αρχικοί ανελκυστήρες ήταν σχετικά διαδεδομένοι στα Βρετανικά εργοστάσια και στις αποθήκες από το 1835 και μεταφέρθηκαν σύντομα και στα ξενοδοχεία.
Μετασχηματίστηκαν στις Η.Π.Α., το 1851, όταν ο Elisha Graves Otis επινόησε ένα φρένο ασφαλείας - με την εφαρμογή της ασφαλιστικής διάταξης αρπάγης - ώστε να σταματάει το κλουβί του ανελκυστήρα ένα έσπαγε η τροχαλία ανύψωσης.
Η εμπιστοσύνη στο νέο ανελκυστήρα ήρθε στην έκθεση Crystal Palace το 1853-4 όταν ο Otis έκοψε ο ίδιος το σκοινί του κινούμενου με ατμό ανελκυστήρα στον πύργο παρακολούθησης και ορατά σε όλους δεν έπεσε στο κενό ώστε να σκοτωθεί.
Η υδραυλική δύναμη στους ανελκυστήρες ήρθε το 1870 (και χρησιμοποιήθηκε στον πύργο του Eiffel το 1889) και τελικά στην αλλαγή του αιώνα, χρησιμοποιήθηκε η πλέον αξιόπιστη ηλεκτρική ενέργεια.
Το 1880 ο Werner von Siemens έκανε επίδειξη στη Γερμανία του πρώτου ηλεκτρικά κινούμενου ανελκυστήρα.
Το 1889 το πρώτο σύστημα ηλεκτρικού ανελκυστήρα τοποθετήθηκε σε ένα μεγάλο κτίριο γραφείων της Νέας Υόρκης.
Το 1894 στη Ν. Υόρκη λειτούργησε ο πρώτος ανελκυστήρας με κουμπιά κλήσης και χωρίς οδηγό. Το 1900 παρουσιάστηκε η πρώτη κυλιόμενη κλίμακα στη Διεθνή Έκθεση των Παρισίων.
Το 1903 λειτούργησε ο πρώτος ανελκυστήρας με τροχαλία τριβής (όχι τύμπανο) και αντίβαρο, δηλαδή σε μια μορφή όπως περίπου τον ξέρουμε σήμερα.
Βελτιώσεις στην τεχνολογία σύντομα άνοιξαν δρόμο στην ταχύτερη κατάκτηση της κατακόρυφης κίνησης. Στο τέλος της δεκαετίας του ’90 σχεδιάζονται ηλεκτρομαγνητικοί ανελκυστήρες χωρίς καλώδια, με τη δυνατότητα να μετακινούνται τόσο οριζόντια όσο και κατακόρυφα, απελευθερώνοντας έτσι τους πύργους ώστε να μπορούν να κινηθούν σε όποια κατεύθυνση επιθυμούν και επιτρέποντας σε περισσότερα από ένα κουβούκλια να χρησιμοποιούν ταυτόχρονα τον ίδιο φρέαρ επικοινωνίας. Παράλληλα προωθείται ένα βέλτιστο ηλεκτρονικό πρόγραμμα (best deck) που δίνει τέτοια δυνατότητα προγραμματισμού στους ανελκυστήρες ώστε σε ώρα αιχμής να εξυπηρετούν καλύτερα τα διαφορετικά επίπεδα του κτιρίου. Παρόλο που αυτό το σύνθετο σύστημα μεταφοράς ατόμων απέχει πολύ από την πλήρη εφαρμογή του, οι εταιρίες ανελκυστήρων εξετάζουν ενεργά την επιτευξιμότητα κουβουκλίων με τρία επίπεδα, που θα κινούνται μεταξύ των επιπέδων διπλού ύψους, που ήδη υπάρχουν σήμερα σε πολλά ψηλά κτίρια.

3. www.schindler.com/group_tech_dc

4. http://www.kone.com/en/main/0,,content=48419,00.html

5. http://www.businessweek.com/1997/45/b3552084.htm

6. www.pollalis.com/

7. www.ctbuh.org

8. http://www.som.com/content.cfm/pearl_river_tower

9. www.escaperescue.com/work/

10. http://www.metacafe.com/watch/98561/escape_rescue_system/