Как возвышалась Москва: лекция о советских тучерезах

В книжном магазине "Гиперион" историк инженерии и автор блога "Москва глазами инженера" Айрат Багаутдинов прочитал лекцию "Сталинские высотки. Легенды и правда об их строительстве".

Слушатели узнали о том, как строятся небоскребы, и услышали удивительную историю о высотке на Красных воротах, которая строилась под углом, а потом вдруг встала на место. Также Айрат Багаутдинов высказал предположение о том, какой могла стать Москва, если бы был построен Дворец Советов. Конспект этой лекции читайте ниже.

О том, как появились американские высотки

• Эра небоскребов начинается примерно в 80-е годы XIX века в Америке. Американцы научились изготавливать из стали не просто прямоугольные и круглые балки, а балки, имеющие сложную форму. Обычно используются балки так называемого двутаврового сечения, похожие на букву Н, положенную на бок. Это позволило строить намного выше, чем строили до того.

О первых и знаменитых небоскребах

• Разные здания спорят за право называться первым небоскребом в мире. Я считаю, это Home Insurance Building в Чикаго 1886 года. Всего 12 этажей. Это было здание целиком на несущем стальном каркасе. Здание не сохранилось до наших дней. Flat Iron Building, Нью-Йорк, дом "Плоский утюг", построен в 1902 году. Woolworth Building 1911 года, дом Вулворта. Оно могло быть одним из прототипов для сталинских высоток. Оно тоже очень готичное. Empire State Building, здание построенное в 1929 году. Оно побило мировой рекорд по высоте – 371 метр.
  

О том, кто резал небо задолго до революции

• В Москве до революции тоже строили высокие дома. Но они назывались не небоскребами, а тучерезами.
  Один из первых – дом Афремова на площади Красных ворот. В 1890-е годы это здание считалось необычайно высоким, хотя в нем всего восемь этажей. Но небоскреб – это не просто высокое здание, а здание, несущей конструкцией которого является стальной каркас. А здесь все-таки несущие кирпичные стены.
  Или знаменитый дом Нирнзее на Тверском бульваре, построенный в нулевые годы XX века, тоже становится одним из самых высоких московских зданий и считается московским тучерезом. Высота – 12 этажей.
  

О первом советском небоскребе

• Дом Моссельпрома на Арбатской площади - считался первым советским небоскребом. Его башня 12 этажей высотой.

О том, как в 1923 году пародировали американцев

• Всесоюзная сельскохозяйственная выставка. 1923 год. Пародия на строительство американских небоскребов. Двутавровая стальная балка, и рабочий в отсутствие техники безопасности с нее вот-вот свалится без каски и страховки.

Об оговорке, с которой Иофану разрешили строить Дворец Советов

• В 1931 году сносится здание Храма Христа Спасителя для того, чтобы вместо очага дурмана построить Дворец Советов. Устраивается открытый всесоюзный конкурс. В нем участвуют не только наши, но и множество иностранных архитекторов, и даже простые люди. Они присылали свои работы в комиссию. Победил Борис Иофан. Самое известное его здание – Дом на набережной.

  Первоначальный его проект совсем не похож на то, что мы привыкли видеть по картинкам, кочующим в интернете. Он предлагает достаточно авангардное здание. Но комиссия, которая присваивает ему первое место, делает это с некоторой оговоркой. Окончательно здание получило вид огромного пьедестала под гигантский 100-метровый памятник Владимиру Ильичу Ленину. Это здание должно было быть в четыре раза выше, чем Храм Христа Спасителя.


О том, насколько стальным должен был получиться Ленин

• 100-метровая скульптура Ленина. То есть из 416 метров всего Дворца Советов последние 100 метров приходились на скульптуру. Ленин должен был весить 6 000 тонн. Для сравнения: Эйфелева башня весит около 9 000 тонн. То есть 100-метровая скульптура Ленина весила бы всего лишь в 1,5 раза меньше, чем Эйфелева башня, которая превышает высотой этого Ленина в три раза.

  Так что нельзя сказать, что конструкция Дворца Советов была очень экономичной с точки зрения расхода материала. 350 тысяч тонн стали, чтобы вы представляли – столько сейчас один крупный завод по производству стального проката делает за один год. А здесь требовалось это потратить на одно здание.


О том, как не появились первые эскалаторы

• Один из первых примеров использования эскалатора собирался иметь место во Дворце Советов. В итоге, как вы знаете, их использовали в 1934 году в метро.

Об освежающем поддуве в спину

• Очень оригинальная система вентиляции должна была быть во Дворце Советов. Вообще, вся нижняя часть Дворца Советов, конусообразная, на самом деле, представляла собой огромный зрительский зал на десятки тысяч зрителей. Предполагалось, что в нем будут проходить съезды коммунистического интернационала, и пролетарии со всего мира будут там собираться.

  Чтобы обеспечить вентиляцию, в спинках кресел должен был находится специальный канал, и вы даже могли бы регулировать это индивидуально, как решетку от печки в автомобилях. Воздух собирались кондиционировать, то есть не только утеплять, а, наоборот, охлаждать в летнее время, если было бы слишком жарко, и, конечно, очищать, прогонять через фильтры.


О конвейерной конструкции сцены во Дворце Советов

• Сцена представляла собой подъемную платформу. Она могла спускаться вниз, и здесь был круговой конвейер. Один сценический диск уходил на конвейер, выдвигался следующий диск, на котором заранее было смонтировано все необходимое – декорации, спортивный инвентарь – и затем он задвигался на подъемную платформу, и она поднималась.

  Таким образом, декорации можно было сменить сравнительно быстро, потому что внизу можно было расположить кольцом сразу несколько готовых сценических площадок на разные случаи жизни. Незаметно уезжает одна сцена под пол, а через несколько минут поднимается уже другая.


О кольцах, на которых стоит Храм Христа Спасителя

• Фундамент был построен в виде двух концентрических колец. Оба кольца соединены железобетонные переборками. Каждое кольцо нашего фундамента было высотой примерно в пятиэтажный дом – 20 метров. Там высота этажа 3,3 метра, поэтому это как пятиэтажка. И шириной примерно пять метров. Диаметр внутреннего кольца – 140 метров, а внешнего – 160 метров.

  Конечно, его невозможно было вытащить обратно, после того как его установили, поэтому он там все еще лежит. Потом он пошел в качестве фундамента для бассейна "Москва", а теперь это – фундамент стилобатной части Храма Христа Спасителя. Вы знаете, что под Храмом Христа Спасителя большая территория подземных помещений, они опираются на эти замечательные кольца.


О закладке восьми высоток

• 15 января 1947 года Сталин выдвинул на рассмотрение ЦК КПСС свою инициативу строительства в Москве восьми высотных зданий. ЦК КПСС, конечно, не отказалось. В день Москвы в сентябре 1947 года были заложены все восемь высотных зданий.

  Высотка в Зарядье должна была стать самой высокой и быть на 10-15 метров выше, чем МГУ. Какой титанический проект, представьте: в самом центре Москвы, практически как Дворец Советов, только с другой стороны, но все-таки в два раза ниже, потому что это было бы 240 метров, а там 416, но все равно практически у самой Красной площади, в самом центре Москвы возвышалась бы такая гигантская башня.

  На месте ГУМа собирались строить Наркомтяжпром, но это еще в 1930-е годы. А речь идет сейчас о 1947-1953 годах, и вроде бы тогда уже ГУМ трогать не собирались.


О прорыве советской инженерии и главных новшествах

• На строительстве высоток прошла огромную школу вся наша советская инженерия ХХ века. Впервые в нашей стране был применен стальной каркас, притом сразу на сварке, с уникальной технологией бетонировки. Для этого впервые в мире придуманы были самоподъемные краны.

  Практически впервые в нашей стране применено водопонижение, замораживание, бетонизация грунта, созданы домостроительные комбинаты – для того, чтобы делать панели, которые заложили основу будущего крупнопанельного домостроения. Действительно сталинские высотки стали прорывом во всей нашей инженерной школе.


О защитном поясе вокруг котлована

• Был разработан такой способ. Вы по периметру вашего котлована бурите скважины, загоняете в них так называемые иглофильтры. Это труба, на конце которой двойной фильтр в виде сеточки. Сеточка мелкая и крупная, крупная – чтобы камни задерживать, мелкая – чтобы песчинки. И затем все эти трубы подключаете к единому коллектору и подключаете к насосу.

  Насос непрерывно откачивает воду и в итоге создает вокруг вашего котлована пояс с пониженным давлением воды. Этот пояс служит своеобразной естественной преградой. Как только вода к этому поясу подступает, как тут же откачивается, даже не доходя до вашего котлована. Благодаря этому способу котлован гостиницы "Украина" удалось заглубить на четыре метра глубже уровня грунтовых вод.
  


О замораживании грунта при так называемых плывунах

• Есть еще один интересный способ, который был применен на строительстве высотки на Красных воротах и высотки в Зарядье, которая не была достроена. Это метод замораживания грунта. Вы бурите скважины в грунте и загоняете в них трубы. По трубам вы прогоняете охлажденный рассол, хлорид кальция. Почему соль, а не вода? Потому что вода мерзнет при нуле, а если мы в нее добавим поваренную соль, то она замерзает уже при меньшей температуре.

  Раствор хлорида кальция можно было охлаждать до температуры –25 градусов. Охлажденный до такой температуры рассол охлаждал стенки трубы, а те, в свою очередь, замораживали соседствующий с ними грунт. Такой способ используется чаще всего, если вы ведете работу в так называемых плывунах. Плывунами называется грунт, который представляет собой смесь песка, немного глины и большого количества воды.


О прогрессивных технологиях на строительстве гостиницы "Ленинградская"

• На строительстве высотки гостиницы "Ленинградской" был применен еще один способ, интересное устройство фундаментов, впервые тоже в нашей стране, так называемые вибронабивные сваи. Забивается копром не свая, а куда более легко уходящая в землю обсадная труба. Причем из нее еще выбуривается земля, поэтому ее забить вообще очень легко.

  Затем в эту обсадную трубу погружается арматура, каркас вашей будущей сваи, и заливается бетон, после чего копер встряхивающими движениями вытаскивает обсадную трубу. Еще одно большое преимущество, кроме бесшумности, кроме отсутствия вибрации, то, что бетон, не до конца еще застывший, когда вы вынимаете трубу, расползается по всей земляной полости и, таким образом, куда лучше схватывается с окружающим его грунтом. Способ сейчас широко используется, но впервые в нашей стране он был использован именно на гостинице "Ленинградская".


О больших пустых подземных комнатах

• Все высотки пирамидальной формы, уступчатые, и поэтому давление под башенной частью и давление под флигелями, будет, конечно, разное. Значит, нельзя строить ленточные фундаменты классические, потому что разная просадка в разных частях в итоге приведет к деформациям каркаса вашего здания. У вас башенная часть глубже просядет. А здание всегда проседает, чтобы вы знали, на какое-то количество сантиметров-миллиметров после строительства, это неизбежно, грунт уплотняется под этим весом здания.

  Поэтому были устроены плитные фундаменты, то есть одна сплошная железобетонная плита под всем зданием. Но не просто плитные, а так называемые коробчатые фундаменты, то есть представляющие собой такую толстую плиту с множеством пустот внутри. Эти пустоты высотой метров пять, то есть каждая пустота – это огромная комната.


О применении сварки вместо заклепки

• Сталинские высотки стали первыми советскими зданиями целиком на несущем стальном каркасе. Конструкции научились сваривать. Сварка заменила клепку. Клепка – это похоже на болт, но не имеет резьбы. Шуховская башня на клепках. Она повсеместно использовалась в нашей стране до 30-х годов.

  Клепка имеет свои преимущества. Например, когда вы сталь нагреваете, она расширяется. В уже расклепанном виде она сужается, и клепка дополнительно тисками схватывает элементы. Это хорошо. Но клепка очень трудоемка. Во-первых, надо все эти отверстия просверлить заранее, их же там тысячи, десятки тысяч, сотни тысячи отверстий. Во-вторых, надо, чтобы работали два человека, при этом они работают с горном. Все это очень неудобно, поэтому сварка, конечно, была значительным шагом вперед при монтаже каркаса сталинских высоток.


О появлении и сборке ползучих кранов

• Они появляются одновременно во всем мире, мы точно придумали независимо от иностранных коллег, появляются так называемые ползучие, или самоподъемные башенные краны. Небольшим, стоящим на земле краном этот кран собирается, ставится его башня, стрела. Кран собран.

О схожести крана и спортсмена на брусьях

• У него мачта небольшая, высотой 20 метров, с пятиэтажный дом, но по отношению к высоте небоскреба 170 метров она небольшая. Она опирается в нижних частях на уже смонтированный каркас, а сверху обстраивает каркас вокруг себя. Когда она построит вокруг себя один ярус каркаса, тогда подвижная тележка на башне этого крана присоединяется к этому каркасу, а тележка соединена с башней с помощью гидравлических домкратов или лебедок, неважно.

  Так или иначе, башня отсоединяется внизу и выдвигается из тележки на домкратах. Это больше всего похоже на то, как если бы я оказался на брусьях на тренировочной площадке. Я опираюсь на брусья и поднимаю себя за счет силы мышц. То же самое происходит здесь. Кран поднимает себя, опираясь на эту ходячую тележку. И так далее, опять выстраивает вокруг себя каркас, присоединяет тележку к нему и выползает сам из себя, поэтому он называется ползучим краном.


О замораживании кладки и электроподогреве перекрытий

• Бетонирование очень сложно вести в зимних условиях, потому что вода замерзает, и бетон не схватывается. Когда зимой ведут кирпичную кладку, можно обойтись без особых способов. Есть так называемая технология замораживания кладки, которая была, в том числе, разработана в значительной степени для сталинских высоток.

  Кладется кирпич зимой. Весной заранее ставятся подпорки под дополнительный каркас, чтобы свободная кладка не раздавила ничем не связанные колонны. Она схватывается весной, набирая необходимую прочность. На перекрытиях так делать нельзя, потому что перекрытия тогда точно рухнут по весне. Поэтому их делали с электропрогревом.


О том, как одеть колонну в шубу, сэкономив железо

• Колонны одевались в бетонную шубу. Вокруг каждой колонны устанавливается арматурная сетка, потом опалубка и заливается это пространство между опалубкой и колонной бетоном из бункера, из тележки. И в итоге колонна одета в железобетонную шубу. Основная задача – сэкономить железо.

О технологии подачи воды на верхние этажи

• В высотных зданиях обычно несколько контуров создается. Один контур до десятого этажа, допустим, бьет, насосы качают в водонапорные баки на десятом этаже, поэтому в высотках есть всегда технические этажи, где находятся эти баки и все остальное. Второй контур уже поднимает воду на двадцатый этаж.

О внедрении центрального отопления вместо домашней котельной

• Отопление было устроено тоже контурами, а кроме того, высотки впервые получили центральное отопление, а не котельную собственную в доме, как это было чаще всего до революции. Причем центральное отопление было от Мосэнерго, то есть были не теплоцентрали, как сейчас, но типа того. Электростанции московские свой отработанный кипяток подавался в высотки, потом он охлажденный им подавался обратно, и они снова его прогоняли уже для получения электричества.

О том, что иногда из соображений экономии от кирпича лучше отказаться

• Для любого материала есть понятие "максимально эффективная высота". В кирпиче можно строить и больше 12 этажей. Но если вы будете строить больше 12 этажей, тогда расход кирпича на нижние этажи будет настолько велик, а площадь нижних этажей за счет толщины стен настолько сократится, что просто экономически невыгодно строить в кирпиче выше 12 этажей.

О преимуществах дырчатого кирпича

• Стены делались из пустотелых керамических блоков. Вы это видели – дырчатый кирпич. Но там блоки были побольше, чем кирпич, раза в три-четыре, но по весу они были сопоставимы с кирпичом, поэтому все равно один каменщик мог поднять такой блок и его уложить.

  Понятно, зачем нужны дыры. Во-первых, чтобы меньше весили стены, они никакой несущей функции не выполняют, теперь он мертвым грузом ложится на каркас, а во-вторых, для того, чтобы был воздух. Воздух – хороший теплоизолятор, такие стены были лучшим теплоизолятором, чем обычные кирпичные. Затем кирпич отделывался керамическими блоками.


О трехэтажных рабочих и колхозницах

• Скульптуры есть на нескольких зданиях: как на высотке на Котельнической, так и на МГУ. Там на четырех пьедесталах сидят два рабочих и две колхозницы. Колхозницы высотой в девять метров, то есть как трехэтажный дом. Как они делались? Конечно, они тоже не сплошные и даже не каркасные, каким должен был быть Ленин, например.

  Эти скульптуры выполнены в виде монолитной железобетонной тонкостенной оболочки. То есть для начала делается гипсовая скульптура, с нее снимается гипсовая же контрформа, и затем по этой контрформе укладывается арматура фигурная, опалубка и пространство заливается железобетоном. Эти фигуры имеют стенку толщиной шесть сантиметров.

  Часы – тоже элемент декора. На МГУ с огромным стальным каркасом. Часы тоже с трехэтажный дом высотой.


О том, как выращивали шпиль над МГУ

• У МГУ – самый высокий шпиль. Высота МГУ без шпиля – 183 метра, со шпилем – 231 метр. Шпиль МГУ высотой с 15-этажный дом. Как этот шпиль поднимался? Он строился практически так же, как строилась Шуховская башня. Шпиль состоит из 12 секций, каждая секция высотой пространства между ригелями каркаса.

  Прямо на земле, на уровне первого этажа МГУ, в центре центральной башни была шахта на всю высоту. В эту шахту ввели самый верхний сегмент шпиля, подняли его лебедками. Ввели второй сегмент шпиля, сварили их, подняли все это лебедкой и так далее, ввели третий сегмент, и как детская пирамидка, только сверху вниз, постоянно приподнимая вверх, вставляя все более широкие секции, был составлен этот 50-метровый шпиль.

  Конечно, звезда была в первую очередь туда засунута, и потом эта огромная 15-этажная штука внутри МГУ была лебедками, как и самоподъемные краны, потихонечку выдвинута из самого здания и смонтирована в проектном положении.


О хитрых архитекторах и фальшивом шпиле

• Изначально, архитекторы Гельфрейх и Минкус запроектировали Министерство иностранных дел без шпиля. И действительно, смотрим на первоначальный эскизный проект – видим, что шпиля нет. И когда они уже построили все здание, тогда Сталин, который проезжал мимо этого здания и сказал: "Хорошее здание, осталось только шпиль построить".

  Тут согласно этой легенде архитекторы схватились за голову, потому что как же построить шпиль на здании, которое не было рассчитано на его вес, и сделали шпиль из стального каркаса, зашили его только стальными пластинами и покрасили под охру, чтобы Сталина запутать.


О самой большой звезде

• Звезды тоже в стальном каркасе сделаны. И стальной каркас снаружи зашит уже обычно стальными листами. Они примерно метров пять-шесть, как двухэтажный дом. На "Украине" стальной каркас частично не зашит. Это "Красные ворота", это "Ленинградская", это "Котельническая". Самая высокая звезда, конечно, у самого высокого здания – у МГУ. Здесь уже сама звезда в диаметре 7,5 метра, а вместе с венком – девять метров. Это уже как трехэтажный дом.