Illustrert Vitenskap (Norway)

Ild og stål sendte husene til himmels

828 meter stål- og glassfasad­e troner opp over Dubais ørkensand. Men verdens høyeste bygning, Burj Khalifa, ville aldri ha blitt bygget hvis ikke det hadde vaert for fire kvikke hoder og en destruktiv brann.

-

Kanskje var det kua som veltet lanternen, kanskje en av mennene som spilte kort. Ingen vet akkurat hva som skjedde da et ildhelvete i 1871 brøt løs i låven hos O’Learys og raskt spredte seg blant Chicagos knusktørre trebygning­er.

«Stykker av brennende takplater, planker, takpapp og alt mulig annet kom susende gjennom luften som snø. Alt var røyk og gnister, og vinden samlet det hele tiden opp igjen og dannet store virvler av glødende kull. Alle byens tak og gater sto i flammer», skrev et øyenvitne.

300 menneskeli­v gikk tapt, og 18 000 hus ble jevnet med jorden. Men opp av asken oppsto nye typer av bygninger – den ene høyere enn den andre.

De moderne skyskraper­ne, med det svimlende 828 meter høye Burj Khalifa i Dubai som den ypperste representa­nten, har alle sine røtter i 1800-tallets Chica

go – og i det utrettelig­e arbeidet til fire menn.

Fuglebur ga idé til stålskjele­tt

Da «The Great Chicago Fire» døde ut 9. oktober 1871, vedtok bystyret i Chicago en hastelov: Nye bygninger skulle konstruere­s av brannsikre materialer som murstein, marmor og kalkstein – dyre råvarer som de faerreste private hadde råd til. De tomme tomtene i Chicagos sentrum ble derfor overtatt av banker og store firmaer. Et av dem var forsikring­sselskapet New York Home Insurance Company, som var ute etter et nytt hovedkvart­er.

Selskapet utfordret de lokale arkitekten­e til å utvikle løsninger der hver etasje av bygningen ble badet i naturlig lys. Utfordring­en passet perfekt inn i William Le Baron Jenneys visjon. I stedet for å la stein baere bygningene ville den 39 år gamle arkitekten utnytte tidens nyeste teknologi og blant annet reise et skjelett av metall.

Ifølge en populaer overleveri­ng ble Jenney inspirert av et fuglebur hjemme i dagligstue­n, som holdt formen til tross for at hans kone hadde plassert en tung bok på det. Uansett inspirasjo­nskilde innså Jenney at en lignende konstruksj­on av stål ville vaere så lett, sterk og fleksibel at han kunne bygge helt opp til tiende etasje. Samtidig ville bygningen bli sterk nok til at store vinduer kunne legges til på alle sider og imøtekomme forsikring­sselskapet­s ønske om dagslys. Jenney vant anbudet, og verdens første skyskraper, Home Insurance Building, sto ferdig i 1885.

I New York var folk temmelig misunnelig­e på den sensasjone­lt høye og lette bygningen. Fra 1840 til 1870 ble innbyggert­allet i storbyen tredoblet, og en måte å løse plassprobl­emene på, var å bygge høyere. I 1889 godkjente myndighete­ne i New York Jenneys metallramm­e, og like etter ble den elleve etasjer høye Tower Building innviet.

En regulaer kappestrid mellom saerlig Chicago og New York skjøt fart. Ved århundresk­iftet sto de første bygningene med 25–30 etasjer ferdige. Og derfra gikk det bare én vei: opp.

Stål strømmet ut av kjempeovne­r

Selve grunnlaget for skyskraper­nes suksess ble skapt med nye metoder for å utvinne stål. Når råjern ble tilført de rette mengdene karbon, oppstår en legering som er uhyre sterk og fleksibel.

Før industrial­iseringen var stålproduk­sjon en omstendeli­g prosess. Derfor var de første togskinnen­e og jernbanebr­oene bygget i støpejern. Men jernet inneholdt for mye karbon, slo sprekker og forårsaket ulykker. For få bedre kontroll med mengden karbon i jernet søkte den britiske ingeniøren og oppfinnere­n Henry Bessemer i 1855 patent på en ny metode til produksjon av stål.

Bessemerpr­osessen foregikk i en kjempestor ovn som ble kalt en konverter, der råjernet fikk tilført en kraftig luftstrøm. Under høy varme reagerte oksygenet i luften med råjernets innhold av silisium, mangan og karbon, så femti meter høye stikkflamm­er av kullos brølte ut av toppen.

Når jernet var helt renset for urenheter, ble de rette mengdene av blant annet karbon tilsatt, alt etter hvor sterkt stålet skulle vaere. Med Bessemer-prosessen kunne 15 tonn stål produseres på en time – tidligere tok det 14 dager – og jernbanesk­inner, stålplater, bjelker og andre bygningsma­terialer strømmet ut av fabrikkene. I 1860 var den globale produksjon­en av stål 50 000 tonn, i 1870 var den tidoblet til 500 000 tonn – og i 1899 nådde tallet opp i 28 millioner tonn.

Ingen gidder å gå i trapper

I tillegg til stål utnyttet William Le Baron Jenney også en annen ny oppfinnels­e og installert­e en heis drevet av trykkluft i Home Insurance Building. På midten av 1850-tallet hadde eiendommer maksimalt sju etasjer, ettersom antallet trapper folk måtte slepe seg opp, satte en naturlig grense for hvor høye bygningene kunne bli.

Vareheiser var velkjente, men uegnet til persontran­sport, for hvis kabelen røyk, ville passasjere­ne falle rett i døden. Det endret seg da mekanikere­n Elisha Graves Otis fra Ver

mont i 1853 fant opp en automatisk nødbremse.

Heisen til Otis var montert i en metallramm­e med innvendige tagger som på et tannhjul. På toppen av heisen satt en metallstan­g som ble utløst og satte seg på taggene i rammen hvis kabelen røyk.

Elisha Graves Otis grunnla Otis Elevator Company, som blant annet leverte heiser til Eiffeltårn­et og Empire State Building. Navnet står også på de 57 heisene som i dag suser lydløst opp og ned i Burj Khalifas 19 heissjakte­r med 36 kilometer i timen.

Ung mann vrengte bygninger

På 1960-tallet hadde skyskraper­e med William Le Baron Jenneys indre metallskje­lett skutt opp over det meste av kloden, men fordi stålskjele­ttets indre rør og bjelker tok opp en stor del av plassen, var kvadratmet­erne dyre, og det var ikke lønnsomt å bygge høyere enn 300 meter. Det skulle en ung mann fra Bangladesh endre på.

Da den ingeniørut­dannede Fazlur Rahman Khan ankom Chicago som 21-åring for å studere bygningsko­nstruksjon, hadde han aldri sett en skyskraper, men på rekordtid gjennomfør­te Khan utdannelse­n og ble kjent for sin store oppfinnsom­het. Khan vrengte Jenneys stålkonstr­uksjon og fant opp «rørstruktu­ren», der det massive, indre stålskjele­ttet ble erstattet av en utvendig struktur som bar bygningen, kombinert med tverrgåend­e stålbjelke­r som fordelte vekten.

John Hancock Center i Chicago var den første skyskraper­en bygget etter den nye metoden. Da bygningen sto ferdig i 1969, var høyden 344 meter fordelt på 100 etasjer. Khan fortsatte arbeidet og utviklet flere variasjone­r over det rørformede designet. Den mest kjente er «bundet rørstruktu­r», som han brukte i det 447 meter høye Willis Tower, også kjent som Sears Tower, fra 1973.

Inspirert av en bunt bambusrør bygget Khan flere separate delstruktu­rer sammen for på den måten å fordele vind- og vektbelast­ningen på flere elementer. Willis Tower består for eksempel av ni firkantede stolper i ulik lengde, som deler de ulike belastning­ene mellom seg.

Rekordhold­er har katedralst­øtte

Verdens høyeste bygning, Burj Khalifa, bygger på Khans ideer og består av flere rørformede deler som er forbundet. Men bygningen represente­rer også en ny utvikling. Fortidens oppfinnels­er kan nemlig ikke overføres direkte til nye, høyere bygninger, for utfordring­ene vokser for hver etasje som legges til. Derfor har ingeniøren­e som står bak Burj Khalifa, utviklet en sekskantet kjernestru­ktur som bygningens spesielle Y-form støtter opp om. Prinsippet er litt det samme som i middelalde­rkatedrale­ne, der strukturer på utsiden er med på å støtte indre hvelvinger og vinduer.

Forholdene i Dubai utgjorde også en helt spesiell utfordring under konstruksj­onen av Burj Khalifa – saerlig i høyden. Det tok 40 minutter og et voldsomt trykk, 206 kilo per kvadratcen­timeter, å pumpe opp betong i 600 meters høyde, og på grunn av ørkenvarme­n måtte ingeniøren­e blande is i betongen for å forhindre kjemiske reaksjoner som ville gjøre den svakere.

Vinden er den store utfordring­en

I tillegg til varme er vinden en stor utfordring for Burj Khalifa. Allerede de første skyskraper­ne viste at det er viktig å ta høyde for vind når man bygger høyt.

Når sterk vind treffer store flater, beveger den seg både oppover og nedover langs bygningen. Rundt bygningene­s skarpe hjørner danner den kraftige virvler, omtrent som små tornadoer.

I byer med andre høye bygninger, smale gater og en kvadratisk byplan forsterkes vinden og danner vindtunnel­er i gatene med voldsomme vindhastig­heter som kan kaste mennesker over ende. Det har skjedd i både London og New York.

Selv om en bygning kan svaie ganske mye uten at det er fare for at de raser sammen, blir folk inne i bygningen kvalme av å oppholde seg på gyngende gulv. Derfor arbeider ingeniøren­e for å begrense skyskraper­nes bevegelser. Grunnlegge­nde handler det om å bryte og forvirre vinden.

Burj Khalifas asymmetris­ke form, avrundede hjørner og ulike høyder på de ulike elementene er med på hele tiden at bryte vindens baner og dermed svekke den. Designet gjør at bygningens maksimale svai på 1,5 meter ved toppen av spiret føles langsom og ikke resulterer i sjøsyke.

Kappløp er flyttet til Midtøsten

Burj Khalifa har holdt høyderekor­den siden 2010, men Saudi-Arabia holder allerede på å bygge den neste rekordhold­eren, Kingdom Tower, som vil naerme seg den magiske grensen på 1000 meter. Dubai har også planer om å bygge en enda høyere skyskraper enn Burj Khalifa med det 1400 meter høye Dubai Creek Tower.

1800-tallets kappløp mellom Chicago og New York har i dag flyttet seg til Den arabiske halvøy, og ifølge noen forskere er det i prinsippet mulig å bygge like høyt som Mount Everest, så lenge fundamente­t er sterkt nok. Det som begynte med en branntomt i Chicago, kan derfor ende med å kneise ni kilometer mot himmelen.

VIDEO: SE BURJ KHALIFA bli bygget meter for meter

Bilder fra de seks årene det tok å bygge verdens høyeste bygning, er blitt satt sammen til en timelapsev­ideo. Se den på: Illvit.no/7vidundere

 ??  ??
 ?? ALI HAIDER/EPA/RITZAU SCANPIX ?? Burj Khalifas glassfasad­e er belagt med et metallag som reflektere­r ultrafiole­tt stråling og holder skyskraper­en kjølig.
ALI HAIDER/EPA/RITZAU SCANPIX Burj Khalifas glassfasad­e er belagt med et metallag som reflektere­r ultrafiole­tt stråling og holder skyskraper­en kjølig.
 ??  ?? Willis Tower er inspirert av sammenbunt­ede bambusrør og bygget opp av ni stolper som fordeler belastning­en mellom seg. Bygningen var verdens høyeste i 25 år.
Willis Tower er inspirert av sammenbunt­ede bambusrør og bygget opp av ni stolper som fordeler belastning­en mellom seg. Bygningen var verdens høyeste i 25 år.

Newspapers in Norwegian

Newspapers from Norway