Токийское «Небесное дерево»: сплав традиционных и современных технологий

29 февраля 2012 года главный подрядчик, корпорация «Обаяси», завершила строительство «Tokyo Skytree» — «Небесного дерева Токио». Башня взметнулась ввысь на 634 метра, став самым высоким сооружением в Японии, вторым по высоте в мире и самой высокой отдельно стоящей телевизионной башней в мире. В общей сложности создание башни потребовало около четырёх лет дизайнерских работ, три года и 8 месяцев строительства, в нём приняло участие 585 000 человек.

Предыдущий чемпион Японии, 333-метровая Токийская телебашня, была построена в 1958 г. У «Небесного дерева» гораздо более стройный силуэт по сравнению с Токийской башней. Сложная линия тысяч балок, составляющих конструкцию, придаёт башне разные очертания в зависимости от того, с какого угла на неё смотреть. Как достигается такая форма?

«Небесное дерево» (слева) имеет гораздо более стройный силуэт, чем Токийская телебашня с её широким покатым основанием

Трудности строительства на узком участке

Чем шире конструкция у основания, тем легче спроектировать высокое сооружение. Широкие у основания конструкции, такие как Токийская телебашня, по определению более стабильны, чем те, что построены на узком основании. Чтобы соответствовать пропорциям Токийской телебашни (333 м в высоту на 95 м в ширину у подножия), 634-метровое «Небесное дерево» должно было бы стоять на 181-метровом основании.

Но место, где должны были воздвигнуть новую башню, не позволяло этого. Участок, где раньше находилась железнодорожная развязка, позволял построить квадратный фундамент шириной 60 метров или круглый такого же диаметра. Дизайнеры решили расширить площадку ещё на 8 метров и выбрали треугольное основание с 68-метровыми сторонами. Это решение позволило использовать дополнительное преимущество формы трипода для обеспечения большей устойчивости на узком участке.

Участок, выделенный под строительство «Небесного дерева», составлял всего 400 м с востока на запад и 100 м с севера на юг в самых широких местах

Задача дизайнеров усложнялась необходимостью построить круговые смотровые площадки на большой высоте, открывающие посетителям обзор города на 360º. Дизайнеры нашли решение, начав возводить башню с треугольного основания, постепенно скругляя её. Это и придаёт башне уникальное свойство менять форму, если смотреть на неё снизу вверх.

На стадии проекта архитекторы создали 40 макетов башни. В итоге они выбрали тот, который представлял наименьшие трудности в строительстве и в то же время обеспечивал наибольшую надёжность. Их особенно привлекла идея использования дуг, похожих по форме на японский самурайский меч, линии которого плавно изгибаются к кончику. При выборе поперечных уклонов архитекторы изучали древние японские храмы с рядом слегка выпуклых колонн, подпирающих крышу храма Хорюдзи в Киото, построенного в период Нара (710–794 гг.), и буддийские постройки следующего за ним периода Хэйан (794–1185 гг.). «Небесное дерево» демонстрирует такие же элегантные изгибы по периметру. Они поднимаются от углов треугольного основания к верхней части башни по мере её закругления. В результате мы имеем удивительно сложную архитектуру.

Дизайнеры имитировали изгиб меча и линии колонн храма, придумывая форму «Небесного дерева»

 Многоярусные пагоды как прототип сейсмоустойчивой башни

Ещё один аспект ультрасовременного «Небесного дерева Токио», заключается в использовании симбасира — несущей колонны, удерживающей классическую пятиярусную пагоду. С давних времён эти невероятно устойчивые деревянные конструкции опирались на симбасира, которая приглушала ударную волну землетрясений и способствовала устойчивости пагоды.

В исторических хрониках нет ни одной записи о разрушении пагод по причине землетрясений. Основным объяснением такой устойчивости является центральная колонна, которая стоит свободно в центре конструкции и качается, как маятник, смягчая силу толчков землетрясения.

«Небесное дерево», возможно, является первым современным зданием, в дизайне которого использовалась идея симбасира для придания устойчивости во время землетрясений. В самом центре башни стоит 375-метровый железобетонный цилиндр 8 метров в диаметре и весящий 11 000 метрических тонн. Нижняя треть его — до отметки 125 метров — плотно приварена к конструкции. Две другие трети вплоть до высоты 375 метров не приварены к башне. Эта часть симбасира может раскачиваться, и её движения приглушаются масляными амортизаторами, расположенными между ней и балками. Когда землетрясение сотрясает башню, симбасира качается в другом ритме, чем башня, тем самым противодействуя сотрясению и стабилизируя башню. Эта конструкция способна уменьшить раскачивание на 50%.

Симбасира была протестирована ещё до завершения строительства башни. Когда 11 марта 2011 года случилось Великое восточно-японское землетрясение, башня ещё строилась, но система сейсмоустойчивости уже работала, и никто из рабочих в тот день не пострадал. Конструкция тоже выдержала толчки, и всего неделю спустя, 18 марта, рабочие прикрепили громоотвод на верхушку башни, что стало последним штрихом в строительстве и удлинило её до проектной высоты в 634 м.

Традиционная цветовая гамма в токийском небе

Цвета, выбранные для подсветки башни ночью, символизируют эстетику старого Эдо. (Фотография EPA Jiji)

Землетрясение 11 марта 2011 года отодвинуло срок окончания строительства примерно на два месяца. Когда башня, наконец, открыла свои двери посетителям 22 мая 2012 года, её верхушка, к сожалению, была скрыта дождевыми облаками. Впрочем, это не отпугнуло 220 000 человек, собравшихся вокруг здания в день открытия.

После заката в тот первый день зрителям предстала башня, украшенная иллюминацией, отражающей японские традиции: голубой означает «ики», то есть стиль жизни старого Эдо (прежнее название Токио), символизирующий чистоту духа, демонстрируемого жителями периода Эдо (1603–1868), а также реку Сумида, текущую неподалёку; бледный цвет лаванды «мияби», означающий утончённую элегантность, придаёт эстетический смысл новой, самой высокой точке Токио. Эти два цвета гармонично слились в иллюминации башни в день её открытия. На следующий день облака рассеялись, показав дневное «Небесное дерево», окрашенное в  «адзииро», — самый бледный из существующих оттенков индиго — и взмывающее высоко в ослепительно голубое небо.

Владелец «Небесного дерева» корпорация Tōbu Railway Co. утверждает, что с самого начала проекта они хотели «создать облик города, преодолевающего границы времени». Токийское «Небесное дерево» прекрасно демонстрирует это, позволяя старым японским архитектурным традициям предстать в образе футуристического элемента пейзажа столицы.

(Оригинал статьи Янагисавы Михо опубликован на японском языке 18 июня 2012 г.)