Архитектура мятежной природы: как строят дома в Японии

История многовековой борьбы архитекторов с землетрясениями и тайфунами.

12 октября Япония столкнулась с сильнейшим за 60 лет тайфуном «Хагибис». Скорость ветра составляла 45 метров в секунду при отдельных порывах до 65 метров в секунду. Жертвами стихии стали 79 человек, число пострадавших приблизилось к 400. Это был девятнадцатый тайфун за сезон – спустя неделю метеорологическое управление предупредило, что к берегам Японии приближается ещё один циклон. Он принесёт сразу два тайфуна.

Ветер вырывает деревья с корнем, обрушивает рекламные конструкции, опрокидывает припаркованные машины. Под его силой качаются даже здания.

Но как бы ни было страшно находиться внутри качающегося здания, считается, что это безопасно. В Токио 153 небоскрёба. Столица Японии входит в топ-10 самых высотных городов мира. Каждая высотка построена в соответствии со специальным строительным стандартом. В Японии на законодательном уровне прописаны сейсмоустойчивые укрепления и ветрозащитные конструкции.

Этот стандарт вырабатывали веками и постоянно совершенствовали – как для жилых, так и для индустриальных зданий.

«Каждый год у нас происходят землетрясения на суше. И пожары, и наводнения, и большие волны, и ужасные штормы — тайфуны. Природа очень жестоко относится к нам», – это цитата из романа Джеймса Клавелла «Сёгун». Главный герой книги – европеец, попавший в Японию на рубеже 16 и 17 веков и впервые ощутивший под своими ногами силу подземных толчков.

В книге после землетрясения традиционные японские домики сложились. Под обломками дерева и стен из рисовой бумаги оказались люди, но никто не пострадал. Дело в том, что дерево и бумага использовались специально – под их тяжестью меньше шансов погибнуть. При этом заново построить дом можно намного быстрее, чем если бы использовались камни.

Традиция строить из дерева пошла из Китая. Оттуда же японцы позаимствовали основные черты архитектурного стиля. Разве что в Китае дома красили, а в Японии материалам оставляли их естественный цвет. Дерево помогало пережить летнюю жару, поскольку сохраняло в помещении прохладу. Зимой деревянные стены, напротив, хорошо удерживали тепло. Дома ставили на сваи, возвышая их над землёй, чтобы здание не рассекало течение воздуха, а как будто пропускало его сквозь себя. Вдобавок, дерево намного пластичнее камня при колебаниях земли.

Японская архитектурная традиция начала вырабатываться в восьмом веке. Она незначительно менялась под влиянием разных религиозных верований и государственного устройства – например, в 16 веке, когда в Японии установился феодальный строй с даймё во главе каждой территории, в стране появились дворцы. Тем не менее базовые архитектурные элементы оставались неизменными, потому что они были обусловлены не веяниями моды, а жизненной необходимостью.

Когда речь заходит о Японии, многие представляют высокую пагоду с каскадом закруглённых крыш. Эти строения появились под влиянием буддистской культуры и дожили до наших дней, потому что их конструкция поглощала колебания почвы. В центре здания располагается толстая деревянная колонна. Стены пластичны за счёт того, что снизу они крепятся к сваям, установленным на большом расстоянии друг от друга. В результате конструкция выдерживала как сильные порывы ветра, так и подземные толчки.

В период Эдо – 260 лет вплоть до середины XIX века – в Японии строили многоэтажные замки с большим количеством комнат и коридоров. Внутри каждого из них выстраивался скелет, державшийся на четырёх объёмных столбах. Стены начали делать уже из камней, которые поддерживались ещё одной структурой из колонн. За счёт этой выверенной системы упоров и столбов дворцы выдерживали дрожь земли. Крыши делали из специальной глиняной плитки, которая не горела, поскольку в случае тайфунов и землетрясений больше народу становилось жертвами не обрушившихся зданий, а пожаров внутри них.

Вдобавок, религиозные и административные здания строили на возвышенностях, в то время как 90% населения располагалось в домах рабочего класса – на равнинах и в низинах.

Первые многоэтажки появились в конце XIX века. Этому поспособствовал пожар, начавшийся из-за ураганного ветра. Он уничтожил почти 70% города Эдо, сегодняшнего Токио. Огонь свирепствовал три дня и унёс жизни около 100 тысяч человек.

В тот момент в Японию уже пришли западные традиции, в том числе архитектурные. На месте выжженных улиц города решили построить район ныне известный как Гинза. Его прозвали «Кирпичным городом» (Bricktown, ブリックタウン). По образу и подобию Гинзы японцы начали модернизировать жилые районы по всей стране.

Первый небоскрёб в американском Сан-Франциско построили в 1890 году. Его владельцем была газета San Francisco Chronicle, и высокое здание символизировало мощь и весомость газеты. Эти качества исчислялась 66 метрами. Через восемь лет там же появилось так называемое Здание Вызова – 96-метровый небоскрёб, расположившийся напротив первой высотки города. А в 1905 году на Сан-Франциско обрушилось землетрясение магнитудой 7,7. Оба здания выстояли.

О землетрясении и двух устоявших высотках узнал профессор Университета Токио Тосикато Сано. Он поехал в США, чтобы расспросить о нюансах конструкции американских небоскрёбов. Его знания легли в основу Городского закона о строительстве и Городского плана по застройке. Оба документа подписали в 1919 году, ограничив высоту зданий в шести городах: Токио, Йокогама, Киото, Осака и Кобе. Крайняя высотная отметка – 100 футов (30 метров).

Закон и план по застройке регламентировали тип материалов. В документах были прописаны нормативы для соединения перекрытий, качество используемых материалов, нагрузки на определённых участках конструкции и высотах. Но первый кодекс безопасности постройки ещё не учитывал опасность землетрясений и силу ветра.

В 1923 году жители Токио столкнулись с землетрясением магнитудой 7,9. Вибрации от толчков доходили до Йокогамы. Природная катастрофа разрушила 250 тысяч домов и унесла жизни 140 тысяч человек. Ещё 450 тысяч домов серьёзно повредили пожары. Более 90% погибших стали жертвами огня. Однако была и относительно хорошая новость. За четыре года, прошедшие после принятия первых регламентов по строительству, в Токио и Йокогаме успели построить 658 высотных зданий – 35 из них обрушились полностью или наполовину. 49 оказались серьёзно повреждены. Остальные поддавались ремонту или же вовсе не подверглись воздействию землетрясения. Такой результат признали удовлетворительным.

Через год японцы придумали сейсмический коэффициент. Инициатива исходила от того же профессора Тосикато Сана. В своей докторской диссертации он предположил, что любое здание зафиксировано на земле, а значит, при движении земной коры высотки подвергались горизонтальному ускорению. По его расчётам, при землетрясении 1923 года горизонтальное ускорение в центре Токио превышало максимально допустимое значение в три раза. Сана рекомендовал ограничить высоту бетонных зданий до 20 метров.

Япония – одна из самых сейсмически изученных стран мира. Землетрясений там настолько много, что каждый год учёные и эксперты вносят в рекомендации и законы что-нибудь новое, учитывая печальный опыт минувших катаклизмов.

К концу пятидесятых и началу шестидесятых удалось изучить силу мощных толчков и поведение структурных элементов зданий в стрессовых условиях. Результатом стало введение нового высотного максимума – 45 метров в 1963 году. Причём разрешалось построить здание выше, но каждый проект-«переросток» отдельно оценивался специальной комиссией Министерства Строительства.

В апреле 1968 года рекомендуемый максимум превысили более чем в три раза. Здание Касумигасеки возвышалось над землёй на 147 метров и 36 этажей. Считается, что это первый японский небоскрёб. Над проектом работало сразу несколько человек, в том числе доктора наук и профессора университетов. При строительстве использовались в равной степени бетон и сталь.

Первое жилое высотное здание построили спустя шесть лет – 18-этажный дом высотой 47,7 метров. Туда поселили сотрудников корпорации Kajima. Эта же компания участвовала в строительстве небоскрёба в 1968 году. По сравнению со своим первым зданием-рекордсменом архитекторы пошли на апгрейд – теперь это была не большая стальная коробка с бетонными вставками, а здание со специальными бетонными конструкциями. При сооружении каркаса использовались трёхметровые рамки, за счёт которых дом мог наклоняться, выдерживая колебания пород и порывы ветров. Этот проект стал образцовым для других высотных зданий.

Строительный кодекс пересмотрели в 1981 году в пользу увеличения до 60 метров, что равнялось примерно 22 этажам. Порядок одобрения проекта не изменился: если выше 60 метров, требовалась виза Министерства Строительства. После очередной порции изменений в законодательство начался бум высоток. В 1993 году построили Landmark Tower в Йокогаме высотой 296 метров. До 2014 года йокогамская 70-этажная высотка оставалась самой большой в стране. На первом месте её сменила 60-этажная, но трёхсотметровая Abeno Harukas в Осаке.

На данный момент лишь в Токио 153 здания выше 150 метров и ещё 8 строятся. В Осаке 41, в Нагойе – 11, в Кавасаки – 10, в Йокогаме – 7, в Кобе – 6, в Тибе – 4 и в Хиросиме – 3.

Особняком даже на фоне небоскрёбов стоит Tokyo Skytree – огромная башня высотой 625 метров. Само собой, её строили с учётом тайфунов и землетрясений. За решением сейсмологической задачки конструкторы обратились к старым проверенным технологиям: Skytree сделан по модели пагоды. Внутри башни огромный «ствол» на резиновой прослойке. Вокруг ствола возведён своего рода экзоскелет из демпферов, которые нивелируют любые вибрации во время землетрясения.

Демпфер – это специальное устройство, с помощью которого гасят вибрации и инерцию высотных конструкций. Чаще всего это массивный бетонный блок, который служит внутренним маятником конструкции, придавая ей обратную инерцию. Противовес не даёт зданию слишком сильно раскачаться.

Но качаться здания всё-таки должны. Если бы высотки не были пластичны, они бы обрушились при минимальном горизонтальном ускорении. Тогда небоскрёбы на видео ниже не пережили бы страшное землетрясение 2011 года с максимальной магнитудой в 9,1.

Если не говорить о высотных зданиях, то закон регламентирует и частные постройки. В Японии дерево до сих пор остаётся одним из самых востребованных материалов – в силу традиций, пластичности структуры и доступности. Однако прежде чем строить деревянный дом, владелец земли должен проверить почву на стабильность. Для каждого участка существует максимальная нагрузка, и специальный административный орган инспектирует каждое перекрытие, балку и лестницу.

Новый дом должен иметь десятилетнюю гарантию на материалы. Иными словами, нельзя купить по дешёвке залежавшийся на складе цемент, построить дом из шпал или списанных кирпичей. Кроме того, жилые здания высотой выше трёх этажей инспектируются дважды. На стадии проекта проверяется вся документация, а уже в середине процесса на стройку приходит специальная комиссия. Она проверяет качество работ и соответствие проекту.

Землетрясение 2011 года изменило подход японцев и мировой общественности к регулированию индустриальных зданий. Та катастрофа породила серию цунами. К побережью Японии шло несколько волн, которые ближе к берегу слились в один мощный прилив, накрывший строения на суше – в том числе атомную электростанцию Фукусима. Там произошло обесточивание систем безопасности, расплавление активной зоны реактора и водородный взрыв.

Станция Фукусима была важной энергетической точкой Японии. В пиковые периоды там генерировалась почти треть электричества страны. После произошедшего работу всех АЭС в Японии остановили до переоценки рисков и усиления безопасности. Модернизация всех действующих станций обошлась в 17 миллиардов долларов.

Предусмотрительные японцы просчитали воздействие тайфунов и землетрясений. Исследования основывались на опыте строительства жилых и административных зданий с учётом того, что любому индустриальному комплексу постоянно требуется энергия. Правила строительства зданий заводов, электростанций и других индустриальных зданий прописали в кодексе 1981 года.

Первый серьёзный тест регламента пришёлся на 1995 год, когда сейсмологи зафиксировали толчки магнитудой 6,9. Погибло 6434 человека, оказалось разрушено 200 тысяч зданий, и километр скоростного шоссе Хансин, а также 120 из 150 причалов в порту Кобе. Город частично остался без электричества. Тем не менее в целом здания, построенные по правилам 1981 года, проявили себя хорошо. Оценивая последствия природной катастрофы, власти Японии решили составить карту сейсмических угроз и, отталкиваясь от данных, оценить масштаб модернизации отдельных районов.

АЭС Фукусима построили в 1966 году. На карте сейсмических угроз префектура Фукусима отмечена как наименее активная. Станцию возвели на возвышенности, но не учли возможность столь мощного цунами.

В каждом индустриальном комплексе есть специальное изолированное здание. Там хранятся генераторы, резервные источники питания, компьютеры, поддерживающие работоспособность и другие важные вещи – содержимое может варьироваться в зависимости от назначения индустриального комплекса. Изолированное здание построено внутри специально короба из стали и бетона. Оно может выдержать магнитуду до 7. Такое здание не разрушится после сильного толчка, его не сдует ветром, но никто не ожидал, что «резерв» может залить водой.

Все 13 дизельных электрогенераторов и комплекты батарей оказались бесполезны после цунами. На станции пропало электричество, что не предусматривалось в проекте станции. Поэтому и произошла катастрофа. В Японии провели сразу несколько расследований случившегося, и каждую АЭС подвергли «стресс-тестам», чтобы исключить повторение печального сценария 2011 года.

Современная японская архитектура заостряет внимание не только на безопасности и противодействии природным силам, но стремится к гармонии с окружающей средой. Даже при строительстве больших и массивных зданий в Японии стараются использовать экологичные материалы – дерево и бумагу.

Зачатки этого направления появились ещё в восьмидесятые, когда обозначалось «движение метаболизма». Архитекторы того времени – Кийонори Кикутаке, Кисо Курокава, Фумигико Маки – бунтовали против западных «скучных» небоскрёбов, стремясь найти новую форму. Так появились мегаструктуры и биологические системы. В зданиях стали использовать различные изгибы, «будто созданные природой».

Ещё один тренд японской архитектуры обусловлен не только инвайроменталистикой, но и банальным дефицитом места. Япония – двадцать пятая страна по плотности населения на квадратный километр: 336 человек. Такая «теснота» приводит к тому, что стоимость земли непрерывно растёт, и архитекторам нужно экономить пространство. Например, в Осаке в 2007 году жилой дом построили зигзагом, уместив его между другими зданиями и оставив место для небольшого сада.

Сегодня японские архитекторы пользуются спросом не только на родине. Их проекты покупают в США, Европе и России – зачастую они работают в жанре «органической архитектуры» и минимализма. Внешний вид для них – не главное.

Эта статья создана участником Лиги авторов. О том, как она работает и как туда вступить, рассказано в этом материале.

#истории #архитектура #япония #лонгриды #лигаавторов