Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.
Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar
um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að
svara öllum spurningum.
Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að
svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki
nægileg deili á sér.
Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.
Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!
Skýjakljúfarnir á Manhattaneyju í New York hafa löngum vakið athygli og aðdáun manna. Empire State byggingin þótti á sínum tíma eitt af furðuverkum veraldar (byggingarár 1931). Var hún í 40 ár hæsta bygging heims (380 m) eða þar til hafnarstjórnin í New York lét reisa tvíburaturnbyggingarnar við höfnina (World Trade Center), en hærri turninn var 417 m á hæð. Turnarnir í New York voru þó ekki lengi hæstu byggingar heims því nokkrum árum síðar (1974) lauk smíði Sears Roebuck skýjakljúfsins í Chicago, sem skagar 442 metra upp í loftið. Það er tilkomumikil sjón að standa í útsýnisherberginu á 110. hæð og horfa ofan á skýjabakkana, sem eru að læðast inn frá Michiganvatninu, langt fyrir neðan. Undir lok síðustu aldar stálu Malasíumenn "glæpnum" frá Bandaríkjamönnum, en Petronas turnbyggingarnar í Kuala Lumpur teljast nú hæstu byggingar heims. Smíði turnanna lauk árið 1998, og er hæð þeirra 452 metrar.
Það er þó dálítið erfitt að átta sig á mismun hæðar Sears byggingarinnar og Petronas turnanna ef þeim er stillt upp hlið við hlið. Sears byggingin virðist hærri, enda er hæsta nýtta íbúðarhæð hennar 60 metrum hærri en hæsta íbúðarhæð Petronas turnanna. Samkvæmt ákvörðun alþjóðlegra samtaka um háar byggingar (Council on Tall Buildings and Urban Habitat) ber að skilgreina hæð bygginga sem hæð byggingarvirkisins (I), hæstu nýtta íbúðarhæð (II) og hæð á þaki (III). Petronas-turnarnir hafa í raun aðeins vinninginn samkvæmt flokki I, en Sears-byggingin hefur vinninginn í flokkum II og III. World Trade Center turnarnir í New York hefðu hins vegar haft vinninginn ef loftnetsmöstur væru talin með, en það er ekki heimilt samkvæmt skilgreiningu alþjóðasamtakanna um háar byggingar.
En eru þá engin takmörk fyrir því hversu háar byggingar er hægt að byggja? Í rauninni eru ekki sérstakar tæknilegar hindranir fyrir því að byggja nokkurra kílómetra háar byggingar. Hvað burðarþol varðar má hugsa sér byggingu, sem er eins og fjall, það er mjög breið að neðan, og hefði þannig mikinn stöðugleika. Stöðugleikinn getur þó orðið vandamál efst í byggingunni. Þannig tekur það World Trade Center turnana átta sekúndur að sveiflast fram og til baka í miklum vindi. Við slíkar aðstæður er hætta á, að íbúarnir verði sjóveikir. Þess vegna þurfti að koma fyrir mjög flóknu og dýru höggdeyfarakerfi í turnunum til að fyrirbyggja of miklar og hraðar sveiflur. Notkun stáls og annarra léttra málma auðveldar vissulega gerð burðarvirkisins, en engu að síður verður mikil samþjöppun súlna neðst í byggingunni töluvert vandamál.
Það sem fælir menn ef til vill mest frá því að byggja mjög háar byggingar er mikill kostnaður við öll þjónustukerfi. Þannig þarf meðal annars að tryggja nægan vatnsþrýsting á efstu hæðum. Þó væri svo sem hægt að dæla vatni upp í stóra vatnsgeyma með til dæmis 50 hæða millibili. Þá yrði sömuleiðis frárennsli frá slíkri byggingu erfitt tæknilegt vandamál. Ekki gengi að sturta niður úr klósettinu á 500. hæð og láta frárennslið falla beint til jarðar. Lyftur yrðu að vera mjög hraðvirkar. Með núverandi tækni myndi það jafnvel taka allt að klukkutíma að ferðast frá neðstu hæð og upp á 500. hæð. Ein bygging með slíkri hæð er í raun ekki bygging, heldur lóðrétt borg. Íbúar hennar gætu orðið fleiri hundruð þúsund og myndu þurfa jafnviðamikil þjónustu- og samgöngukerfi og allir Íslendingar.
Bandaríski arkitektinn Eugene Tsai í San Fransisco hefur hannað eina slíka byggingu, sem hann kallar hinn endanlega turn (Ultima Tower). Hann gerir ráð fyrir að hún verði yfir þrír kílómetrar á hæð og yfir milljón íbúar lifi og hrærist á samtals 140 milljón fermetrum byggingarinnar. Dr. Tsai bendir á að slík bygging geti orðið til þess að stöðva útþenslu borga og þannig varðveita opin svæði og frjálsa náttúru. Margir verkfræðingar eru sammála Dr. Tsai og telja, að slík bygging sé alls ekki tæknilega ómöguleg. Hins vegar hefur enginn fengist til að ráðast í slíka framkvæmd enn sem komið er. Eins og ávallt eru það fjármunirnir, sem ráða ferðinni. Þannig fyrirhugaði Obayashi byggingarfyrirtækið í Japan að byggja 170 hæða byggingu við Tókíó-flóann um 1990. Hrun á fasteignamarkaðnum þar í landi undir lok níunda áratugarins gerði út af við þau áform.
Í dag eru aðeins til 25 byggingar í öllum heiminum, sem teljast "háar" byggingar, það er yfir 300 metrar á hæð. Örugglega verða byggðar margar hærri byggingar á 21. öldinni. Nokkrar slíkar eru þegar fyrirhugaðar, meðal annars 300 hæða Bionic turninn í Hong Kong, sem verður um 1230 metra hár. Sú ástríða einstaklinga og þjóða að vera "mestur og bestur" verður drifkrafturinn eins og endranær. Til þess þarf þó að þróa nýja og betri lyftutækni, léttari og sterkari byggingarefni og fullkomnari þjónustukerfi og síðan finna einhvern sem er fús til að greiða kostnaðinn, sem verður stjarnfræðilegur.
Frekrara lesefni af Vîsindavefnum:
Júlíus Sólnes. „Er hæð bygginga einhver takmörk sett ef nóg fjármagn er fyrir hendi?“ Vísindavefurinn, 22. mars 2001, sótt 21. nóvember 2024, https://visindavefur.is/svar.php?id=1400.
Júlíus Sólnes. (2001, 22. mars). Er hæð bygginga einhver takmörk sett ef nóg fjármagn er fyrir hendi? Vísindavefurinn. https://visindavefur.is/svar.php?id=1400
Júlíus Sólnes. „Er hæð bygginga einhver takmörk sett ef nóg fjármagn er fyrir hendi?“ Vísindavefurinn. 22. mar. 2001. Vefsíða. 21. nóv. 2024. <https://visindavefur.is/svar.php?id=1400>.
Sólin
Rís 10:17 • sest 16:10
Tunglið
Rís 21:40 • Sest 15:54
Flóð
Árdegis: 10:12 • Síðdegis: 22:46
Fjara
Árdegis: 03:46 • Síðdegis: 16:36
Skýjakljúfarnir á Manhattaneyju í New York hafa löngum vakið athygli og aðdáun manna. Empire State byggingin þótti á sínum tíma eitt af furðuverkum veraldar (byggingarár 1931). Var hún í 40 ár hæsta bygging heims (380 m) eða þar til hafnarstjórnin í New York lét reisa tvíburaturnbyggingarnar við höfnina (World Trade Center), en hærri turninn var 417 m á hæð. Turnarnir í New York voru þó ekki lengi hæstu byggingar heims því nokkrum árum síðar (1974) lauk smíði Sears Roebuck skýjakljúfsins í Chicago, sem skagar 442 metra upp í loftið. Það er tilkomumikil sjón að standa í útsýnisherberginu á 110. hæð og horfa ofan á skýjabakkana, sem eru að læðast inn frá Michiganvatninu, langt fyrir neðan. Undir lok síðustu aldar stálu Malasíumenn "glæpnum" frá Bandaríkjamönnum, en Petronas turnbyggingarnar í Kuala Lumpur teljast nú hæstu byggingar heims. Smíði turnanna lauk árið 1998, og er hæð þeirra 452 metrar.
Það er þó dálítið erfitt að átta sig á mismun hæðar Sears byggingarinnar og Petronas turnanna ef þeim er stillt upp hlið við hlið. Sears byggingin virðist hærri, enda er hæsta nýtta íbúðarhæð hennar 60 metrum hærri en hæsta íbúðarhæð Petronas turnanna. Samkvæmt ákvörðun alþjóðlegra samtaka um háar byggingar (Council on Tall Buildings and Urban Habitat) ber að skilgreina hæð bygginga sem hæð byggingarvirkisins (I), hæstu nýtta íbúðarhæð (II) og hæð á þaki (III). Petronas-turnarnir hafa í raun aðeins vinninginn samkvæmt flokki I, en Sears-byggingin hefur vinninginn í flokkum II og III. World Trade Center turnarnir í New York hefðu hins vegar haft vinninginn ef loftnetsmöstur væru talin með, en það er ekki heimilt samkvæmt skilgreiningu alþjóðasamtakanna um háar byggingar.
En eru þá engin takmörk fyrir því hversu háar byggingar er hægt að byggja? Í rauninni eru ekki sérstakar tæknilegar hindranir fyrir því að byggja nokkurra kílómetra háar byggingar. Hvað burðarþol varðar má hugsa sér byggingu, sem er eins og fjall, það er mjög breið að neðan, og hefði þannig mikinn stöðugleika. Stöðugleikinn getur þó orðið vandamál efst í byggingunni. Þannig tekur það World Trade Center turnana átta sekúndur að sveiflast fram og til baka í miklum vindi. Við slíkar aðstæður er hætta á, að íbúarnir verði sjóveikir. Þess vegna þurfti að koma fyrir mjög flóknu og dýru höggdeyfarakerfi í turnunum til að fyrirbyggja of miklar og hraðar sveiflur. Notkun stáls og annarra léttra málma auðveldar vissulega gerð burðarvirkisins, en engu að síður verður mikil samþjöppun súlna neðst í byggingunni töluvert vandamál.
Það sem fælir menn ef til vill mest frá því að byggja mjög háar byggingar er mikill kostnaður við öll þjónustukerfi. Þannig þarf meðal annars að tryggja nægan vatnsþrýsting á efstu hæðum. Þó væri svo sem hægt að dæla vatni upp í stóra vatnsgeyma með til dæmis 50 hæða millibili. Þá yrði sömuleiðis frárennsli frá slíkri byggingu erfitt tæknilegt vandamál. Ekki gengi að sturta niður úr klósettinu á 500. hæð og láta frárennslið falla beint til jarðar. Lyftur yrðu að vera mjög hraðvirkar. Með núverandi tækni myndi það jafnvel taka allt að klukkutíma að ferðast frá neðstu hæð og upp á 500. hæð. Ein bygging með slíkri hæð er í raun ekki bygging, heldur lóðrétt borg. Íbúar hennar gætu orðið fleiri hundruð þúsund og myndu þurfa jafnviðamikil þjónustu- og samgöngukerfi og allir Íslendingar.
Bandaríski arkitektinn Eugene Tsai í San Fransisco hefur hannað eina slíka byggingu, sem hann kallar hinn endanlega turn (Ultima Tower). Hann gerir ráð fyrir að hún verði yfir þrír kílómetrar á hæð og yfir milljón íbúar lifi og hrærist á samtals 140 milljón fermetrum byggingarinnar. Dr. Tsai bendir á að slík bygging geti orðið til þess að stöðva útþenslu borga og þannig varðveita opin svæði og frjálsa náttúru. Margir verkfræðingar eru sammála Dr. Tsai og telja, að slík bygging sé alls ekki tæknilega ómöguleg. Hins vegar hefur enginn fengist til að ráðast í slíka framkvæmd enn sem komið er. Eins og ávallt eru það fjármunirnir, sem ráða ferðinni. Þannig fyrirhugaði Obayashi byggingarfyrirtækið í Japan að byggja 170 hæða byggingu við Tókíó-flóann um 1990. Hrun á fasteignamarkaðnum þar í landi undir lok níunda áratugarins gerði út af við þau áform.
Í dag eru aðeins til 25 byggingar í öllum heiminum, sem teljast "háar" byggingar, það er yfir 300 metrar á hæð. Örugglega verða byggðar margar hærri byggingar á 21. öldinni. Nokkrar slíkar eru þegar fyrirhugaðar, meðal annars 300 hæða Bionic turninn í Hong Kong, sem verður um 1230 metra hár. Sú ástríða einstaklinga og þjóða að vera "mestur og bestur" verður drifkrafturinn eins og endranær. Til þess þarf þó að þróa nýja og betri lyftutækni, léttari og sterkari byggingarefni og fullkomnari þjónustukerfi og síðan finna einhvern sem er fús til að greiða kostnaðinn, sem verður stjarnfræðilegur.
Frekrara lesefni af Vîsindavefnum:
