Остекление бостонского John Hancock Tower — провал и триумф проектировщиков

60-этажное здание считается одной из основных достопримечательностей города, авторы проекта Йо Мин Пей и Генри Кобба. Закладка фундамента небоскреба датируется 1968 г., а вот открытие пришлось перенести на пять лет из-за многочисленных просчетов. Как часто случается, теория идет вразрез с практикой, в 1972–1973 гг. остекление здания не выдержало высокой амплитуды колебаний и начало буквально осыпаться — стеклопакеты вылетали один за другим.
Конструктивное решение башни Джона Хэнкока отличается от других строений этого класса геометрической формой — полностью остекленный небоскреб построен в форме параллелограмма, а не традиционного прямоугольника.
Почетная премия Американского института архитекторов вознаградила усилия проектировщиков, которые откорректировали ранее допущенные просчеты. 1977 г. стал датой рождения мега-здания.

  

Проблемы со строительством

Здание было самым порицаемым архитектурным проектом со стороны известнейших фирм-проектировщи­ков, одновременно этот проект был самым печально известным с точки зрения инженерных просчетов, более, чем с архитектурной стороны. Открытие здания задержалось с 1971 г. вплоть до 1976 г., и общая стоимость затрат взлетела с ожидаемых $75 млн. до $175 млн. История вокруг Бостонской башни стала огромным разочарованием для фирм, архитекторов-модернистов и дизайнеров, проектировщиков и всей архитектурно-строительной отрасли промышленности.

  

Фундамент

Башня Hancock Tower была проблемной еще до начала строительства. Еще при рытье котлована для фундамента из-за технологических ошибок его залило глинистой жижей, просочившейся из находящегося вблизи залива Back Bay, которую пришлось долго откачивать. Из-за этого просели близлежащие строения, которые пришлось укреплять, среди них — историческое здание церкви Святой Троицы.

  

Выпадающие стеклопакеты

Вскоре после завершения строительства коробки здания с остекленной оболочкой ее стеклянные панели начали просто выпадать из здания и падать прямо на улицу. Оконные проемы временно забивали фанерой. Выпадение оконных панелей размером 1,2×3,4 м и весом 227 кг с высоты нескольких десятков метров прямо на дорожки для прохожих было крайне опасно. Полиция перекрывала все движение на прилегающих улицах в радиусе нескольких сотен метров от небоскреба, когда скорость ветра повышалась до 72 км/ч (20 м/с).

Как писалось тогда в газете Boston Globe, для исследования проблемы в Массачусетском Технологическом институте (MIT) былa построена уменьшенная модель небоскреба и всего квартала Back Bay и затем испытана в аэродинамической трубе MIT Wright Brothers. Исследования выявили ряд проблем, связанных с конструктивным устройством самого здания (из-за непредвиденного скручивания коснтрукции), но это не объясняло выпадение стеклянных панелей.
В независимых исследовательских лабораториях впоследствии выявили причину и подтвердили ее — выпадение стекла происходило из-за конструкционных и ветровых колебаний панелей и повторяющихся термических нагрузок расширения и сжатия внутреннего воздуха, заключенного в межстекольном пространстве панелей стеклопакетов. Уплотнение и дистанционная рамка между внутренним (светоотражающим) стеклом и наружным стеклом настолько сдавливались сжатым воздухом, что это передавало (вместо поглощения) силу на наружное стекло и буквально выталкивало его из пакета.
В октябре 1973 г. фирма I.M. Pei & Partners объявила, что все 10344 панелей (двухслойных стеклопакетов) остекления будут заменены на однослойные закаленные стекла, что обойдется в сумму [6] $5–$7 млн. Из-за того, что все проемы, где были установлены стеклопакеты, на время замены остекления были забиты фанерой, башню назвали «Фанерным дворцом», а шутники говорили, что Hancock Tower стала самым высоким в мире зданием из фанеры.

  

Тошнотворное раскачивание

Обитатели верхних этажей строения постоянно жаловались на раскачку здания, когда было ветрено. Для стабилизации «качки» подрядчики установили на 58-м этаже так называемый «массивный туннельный демпфер».
Вот что пишет по этому поводу Роберт Кэмпбелл (Robert Campbell), архитектурный критик из газеты Boston Globe: «Две трехсоттонные «гири» противовесов располагались по краям 58-го этажа башни Hancock. Каждая представляла собой стальной ящик размерами 5,2×5,2×0,9 м, залитый свинцом. Остальной вес приходился на стальную плиту, на которой стояли противовесы. Плита была обильно умаслена пластичной смазкой для облегчения скольжения гирь по плите. Все это было присоединено к ферме здания с помощью пружин и амортизаторов. При качании здания в одну сторону противовесы скользили по плите на расстояние нескольких футов (более метра), а когда здание стремилось качнуться обратно, эти демпферы тормозили и уменьшали амплитуду качания, стабилизируя башню. Смысл наличия двух противовесов в том, что они могли тормозить здание в двух разных направлениях, то есть независимо от направления поперечных колебаний. Демпфер обошелся в $3 млн.».

Кэмпбелл позже лично установил, что, несмотря на систему поглощения колебаний массивными гирями, здание продолжало раскачиваться при ветреной погоде. На верхних этажах все время кажется, что здание «валится» в сторону. Особенно это кажется, когда находишься на его тонкой стороне. Для полного устранения этого явления впоследствии было установлено внутри 1500 тонн стальных диагональных расчалок, которые прибавили к затратам на здание еще $5 млн.

  

Оно того стоило

В 2006 г. небоскреб был отмечен призом Energy Star, набрав по шкале эффективности потребления энергии 79 баллов из 100 во многом благодаря замене остекления и модернизации HVAC.
За последнее десятилетие популярная бостонская высотка систематически пользовалась успехом на торгах бирж недвижимости.
И новым владельцам из Boston Properties она обошлась в октябре 2010 г. без малого в миллиард долларов, что можно назвать коммерческим успехом, если не крупной спекуляцией. Ранее его продали Broadway Partners (в 2006 г.) за $1,3 млрд., а в 2009 г. консорциум из Normandy Real Estate Partners и Five Mile Capital Partners выкупили его всего за $660 млн., и, как видно, именно для перепродажи.

---

Источник: steklosouz.ru и Boston Globe