Почему упали башни ВТЦ

Иваненко С. Почему упали башни ВТЦ Строительство и реконструкция 15 августа 2003 (№ 8) С. 53


Пока комиссия тщательно изучает то, что осталось от ВТЦ, главный автор несущих конструкций башен, Лесли Робертсон хранит молчание и продолжает трудиться, неподалеку от места трагедии - в 48-этажном здании на Нижнем Бродвее.



Из окна конференц-зала его фирмы отлично видны В«кратерыВ», зияющие на месте башен. Большинство работников его бюро, включая супругу, наблюдали за трагедией из этих окон, а сам Робертсон в тот роковой вторник был за пределами Америки. Когда по телевизору пошли кадры коллапса, он просто не верил своим глазам. И сейчас Робертсон защищает новые технологии, и его можно понять: в рухнувшие башни вложено много личного таланта. Он строил модели будущих башен и помещал их в В«ветряные туннелиВ». Дабы узнать, когда же люди будут реагировать на колебания на верхних этажах во время сильного ветра, туннели помещали в специальные камеры с движущимся полом. Робертсон путешествовал на лифтовых крышах других небоскребов, чтобы убедиться в том, что кабель лифта не соприкасается с несущими опорами здания. Кроме того, тот проект строительства ВТЦ предусматривал столкновение с самолетом. Интересно то, что Робертсон и его команда не выпустили из виду, что топливный бак самолета неминуемо превратится при ударе в небоскреб или другое строительное тело в бомбу с мощным действием. Сегодня Лесли Робертсон активно помогает командам экспертов, пытающимся установить точную причину падения башен. Однако он не сомневается в том, что трагедия будет до конца разгадана. Это не значит, утверждает Робертсон, что время высотных зданий подошло к концу. Он верит в свое дело, работая над проектами ВТЦ в Шанхае и высотного офисного здания в Гонконге.

С точки зрения инженерного дела, на протяжении последних 120 лет в Нью-Йорке, да и во всем мире, возводились высотные здания лишь трех видов. Первый - широко использовался в конце XIX века. Основная тяжесть здания была В«переложенаВ» на внешние стены. Это позволяло избавиться от внутренних поддерживающих колонн и организовать внутри здания просторные, чаще всего фабричные или складские площади. Полы и потолки в таких зданиях сделаны, как правило, из дерева. Во время пожара они быстро сгорают, да и несущие конструкции в огне теряют свою прочность.

Понятно, что от использования деревянных конструкций позже отказались.

Второе поколение небоскребов, включающее в себя и В«Empire State BuildingВ» - каркасные конструкции, в которых несущие элементы чаще всего выполнены из стали, В«укутаннойВ» в бетон. Внутренние пространства у таких зданий вмещают ряд несущих колонн и стен. Это делает небоскребы особенно прочными, однако не радует владельцев, ибо наемные площади в наем становятся мельче. По мнению многих современных инженеров, подобные сооружения В«переупрочненыВ» и не нуждаются во многих мощных колоннах и стенах. Большинство небоскребов, возведенных после 60-х гг., сочетают в себе достижения двух описанных выше стилей. Со временем достижения металлургии позволили заменить тяжелый бетон особо прочной и сравнительно легкой сталью. Этажные перекрытия в небоскребах 60-70-х гг. оказались значительно легче, чем в зданиях начала и середины XX века.

Благодаря новым техническим решениям в строительной сфере Америки наступил бум небоскребного строительства, венцом которого стала сдача в эксплуатацию башен ВТЦ в 1973-м году. Однако нововведения, делавшие строительство новых высоток недорогим, а жизнь в них - просторной и приятной, стали причиной повышенного пожарного риска. В 1976-м году главный пожарник Нью-Йорка О. Хэган даже выпустил книжку, в которой назвал небоскребы новой волны В«самовозгорающимисяВ». Одно из слабых мест, по мнению пожарника, отказ от В«обволакиванияВ» стальных несущих конструкций бетоном и замена этой практики использованием куда менее прочных напылителей. В сочетании с ультралегкими этажными перекрытиями и открытыми пространствами, по которым пламя могло легко и быстро распространяться, это новое технологическое решение значительно увеличивало риск всепожирающего пожара и последующего падения небоскреба. Заметим, книга О. Хэгана, разумеется, никого не напугала. Лишь после катастрофы 11 сентября 2001 г. архитекторы начали задумываться о том, что некоторые технологии прошлого были отвергнуты понапрасну. Выстроенное в 1907 г. 23-этажное здание на нью-йоркской Вест стрит после падения башен было полностью охвачено огнем, но оно устояло и не развалилось, как ВТЦ.

Даже когда башни ВТЦ уже были в огне, в Америке, похоже, нашелся лишь один человек, не только поверивший в казавшийся немыслимым коллапс, но и сразу понявший, что здания скоро рухнут, Президент мэрилендской компании по сносу домов, Марк Лоизо, молниеносно предсказал, что вторая башня упадет быстрее первой, потому что удар самолета в нее пришелся ниже. Едва увидев первую горящую башню, Марк бросился звонить по В«пожарномуВ» телефону в нью-йоркскую мэрию с тем, чтобы посоветовать немедленно эвакуировать пожарных и спасателей - но безуспешно: все линии были заняты... Изучив видеопленки коллапса, Лоизо указывает в первую очередь на очевидные механические повреждения стальных несущих конструкций от ударов самолетов. Две трети внешних колонн в местах столкновений были разрушены, но башни устояли в первое время (это является свидетельством их удивительной прочности). А добил небоскребы огонь, причем, возможно, не только порожденный самолетным топливом, но и офисными бумагами, которые, как уголь или торф, горят до тех пор, пока вокруг есть кислород (на высоте его предостаточно). Противопожарная система, разумеется, из-за самолетного тарана сразу вышла из строя, и огонь беспрепятственно глотал сравнительно тонкие стальные этажные перекрытия до тех пор, пока этаж А не упал на этаж Б, Б и А на В, и т. д. Уцелевшие колонны под тяжестью верхней части здания и хлопающихся друг на друга этажей держали, гнулись - и в итоге не выдержали. Башни просто не могли не упасть. Мало кто обратил внимание на то, что верхняя часть Южной башни при коллапсе начала вращаться, как это бывает при разрушении высотных зданий. Будь конструкция небоскребов ВТЦ иной, это вращение увлекло бы падающую башню в сторону и причинило бы куда больше бед, нежели на самом деле. Однако легкие этажные перекрытия попросту позволили верхушке башни провалиться во внутрь. Марк Лоизо уверен, что, будь конструкция башен иной, жертв было бы несоизмеримо больше.

Конечно, предусмотреть все возможные катастрофы при строительстве небоскреба невозможно, так считают не только Робертсон, но и другие инженеры. Поэтому в настоящее время идея создания В«этажей безопасностиВ» через каждые, скажем, 10 обычных этажей, рассматривается как вполне разумная.

Трагедия 11 сентября, несомненно, нанесла тяжелый удар по самой идее небоскребного строительства. Мало кто из архитекторов и инженеров, проектировавших башни, сознавал, что создает не только чудо градостроительной технологии, но еще и заманчивую цель для террористов. Однако после вполне объяснимой паузы и пересмотра строительной философии и технологии высотные здания, несомненно, будут вновь появляться по всему миру.