В I веке до н. э. в высших эшелонах римского общества родился Марк Лициний Красс. Он вырос и стал уважаемым генералом (он помог подавить восстание рабов под предводительством Спартака) и известным предпринимателем. Красс был человеком, который всюду видел возможности: наблюдая за тем, какие разрушения приносят римские пожары, он создал первую в мире пожарную бригаду, в которую входили 500 специально обученных рабов. Бригада представляла собой частный бизнес: они мчались к горящему зданию, угрожали конкурирующей пожарной бригаде и прогоняли ее, а затем стояли без дела, пока Красс согласовывал размер платы за тушение пожара с ошеломленными хозяевами дома. Если они не приходили к соглашению, то пожарные просто стояли и смотрели, как дом сгорает дотла. Потом Красс предлагал хозяевам смехотворную цену за их дымящиеся руины. Таким образом он быстро скупил много римской земли и на этом сколотил состояние. К счастью, современные пожарные бригады работают более честно.
После Великого пожара Рима император Нерон издал несколько важных указов. Он велел расширить улицы, ограничить высоту жилых домов шестью этажами, а пекарни и кузницы строить подальше от жилых районов и помещать их в зданиях с двойными стенами с воздушной прослойкой. Он провозгласил, что балконы следует делать огнеупорными, чтобы легче было бежать из горящего дома, и инвестировал средства в улучшение системы водоснабжения, благодаря которой можно тушить пожары. Римляне извлекли из этой трагедии урок, да и мы с вами только выиграли от их выстраданной мудрости. Тысячи лет спустя те же простые принципы – разделение комнат, квартир и зданий огнеупорными материалами, воздушные прослойки – по-прежнему используются для предотвращения пожаров в современных зданиях.
11 сентября 2001 года мир в ужасе наблюдал, как два самолета врезаются в башни Всемирного торгового центра в Нью-Йорке. Я тогда была на каникулах в Лос-Анджелесе перед началом учебы в университете, а на следующий день должна была лететь в Нью-Йорк. Я сидела и в оцепенении смотрела новости, потрясенная тем, что башни рухнули всего через час после того, как в них врезались самолеты. Через несколько дней я полетела прямым рейсом в Лондон, уже ощущая себя частью изменившегося мира.
Если взглянуть на те чудовищные события с инженерной точки зрения, то они оказали огромное влияние на строительство небоскребов. Когда я читала о том, какие упущения в проектировании привели к обрушению башен, я с удивлением узнала, что не только сами самолеты привели к разрушениям подобного масштаба, но и последующий пожар.
В Нью-Йорке много потрясающих небоскребов, а башни-близнецы Всемирного торгового центра (открытого в 1973 году) были одними из культовых символов города. Визуально обе башни казались очень простыми – ровные квадраты с высоты птичьего полета высотой в 110 этажей. В каждой башне была массивная сердцевина из стальных колонн. Но этот позвоночник не отвечал за устойчивость башен – для этого на них был особый «панцирь» с функцией экзоскелета.
Нагрузка находит новые точки приложения, и силы распределяются на соседние части каркаса
Вертикальные колонны, расположенные в метре друг от друга по всему периметру квадрата, соединялись балками на каждом этаже. Балки и колонны вместе образовывали прочный каркас, подобный каркасу «Корнишона», который мы рассматривали ранее, только с огромными прямоугольниками вместо треугольников. Соединения между балками и колоннами были очень прочными. Такой внешний скелет защищал здание от ветра.
Когда в башни врезались самолеты, в экзоскелете образовались огромные прорехи. Они разрушили много колонн и балок. На самом деле инженеры учитывали возможность того, что башню может задеть самолет. Они продумывали, что случится, если «Боинг-707» (самый большой коммерческий самолет на момент постройки зданий) врежется в здание, и производили соответствующие расчеты. Балки и колонны сконструировали с очень прочными соединениями, так что, даже если часть каркаса пострадает, нагрузке будет куда распределиться: она уйдет на соседние с повреждением части каркаса (здесь учтен принцип предотвращения несоразмерного разрушения, который инженеры используют после случая в «Ронан-Поинт»).