Những sự thật đáng kinh ngạc về nhà chọc trời
Nhà chọc trời (Skyscrapers) là biểu tượng cho thành công của kỹ thuật xây dựng và kiến trúc, nó cũng được nhắc đến nhiều hơn thời gian gần đây với tên gọi “thành phố thẳng đứng”. Nếu bạn từng xem bộ phim Skyscrapers (tòa tháp chọc trời) với sự góp mặt của diễn viên Dwayne Johnson (The Rock), hẳn sẽ trầm trồ kinh ngạc vì biết đâu trong tương lai không xa, những tòa nhà này không chỉ cao mà còn thông minh và giải quyết nan đề không gian sống cho những đô thị đông người.
Tuy nhiên, có rất nhiều chi tiết về các tòa nhà chọc trời vẫn bị ẩn đi hay ít khi nào được nhắc đến đối với hầu hết mọi người. Những chi tiết này sẽ bắt đầu xuất hiện khi chúng ta xây dựng các cấu trúc lưng chừng giữa bầu trời, không chỉ cuộc sống của những người bên trong bị ảnh hưởng, mà còn ảnh hưởng cả không gian sống xung quanh. Trong bài viết này, chúng ta cùng xem xét những hiệu ứng đó, biết đâu trong tương lai, cùng với sự xuất hiện của nhiều nhà chọc trời hơn, người ta sẽ lại càng nhắc nhiều hơn đến nó.
Tòa nhà nào cao nhất thế giới?
Câu hỏi này có lẽ cần được cập nhật liên tục theo thời gian.
Đến nay, tòa nhà cao nhất thế giới là Burj Khalifa ở Dubai, cao 830m (2.723 ft). Tuy nhiên, một tòa nhà khác cao hơn 1km là Tháp Jeddad đang được xây dựng tại Ả-rập-xê-út, dự kiến hoàn thành năm 2020. Đồng thời, Nhật Bản cũng đang có kế hoạch xây dựng một tòa nhà chọc trời ở Tokyo có chiều cao 1.700m (5.577 ft) trong tương lai không xa. Vì vậy, có vẻ như chưa có một giới hạn chiều cao nào đủ lâu cho các tòa nhà chọc trời mà con người có thể xây dựng.
Ý nghĩa chữ “chọc trời” trong cách mà con người gọi những tòa nhà cao chót vót này, rõ ràng mang đậm tính thị giác. Về cơ bản, một tòa nhà có thể cao hơn nữa nếu nó có nền móng đủ rộng để hỗ trợ cấu trúc tổng thể. Nhưng vì độ cong của Trái Đất, nên cả chân đế và chiều cao của tòa nhà sẽ bị giới hạn. Tuy nhiên, chúng ta vẫn còn rất xa để đạt đến giới hạn đó.
Theo một kỹ sư của tòa nhà Burj Khalifa, chúng ta có thể xây dựng một tòa nhà cao hơn đỉnh núi cao nhất thế giới. Vấn đề lớn không phải là kỹ thuật xây dựng hay kiến trúc, nhưng vấn đề nằm ở loại vật liệu được sử dụng, và các yếu tố khí hậu. Nếu những vấn đề lớn đó được giải quyết, chắc chắc chúng ta còn có thể xây dựng những tòa nhà cao và khổng lồ hơn.
Bạn có biết, một bản vẽ về một tòa nhà chọc trời giả thuyết cao 4km và có đường kính cơ sở 6km đã hoàn thành. Tòa nhà này có tên là “X-Seed 4000”, được thiết kế xây dựng tại Tokyo Nhật Bản bởi Taisei Corporation vào năm 1995. Nó sẽ có 800 tầng với sức chứa khoảng 1.000.000 người. Dự tính công trình tiêu tốn khoảng 3.000.000 tấn thép để xây dựng, và 1,4 nghìn tỷ đô-la, những con số khổng lồ mà không một quốc gia nào đáp ứng nỗi. [nguồn]
Khái niệm nhà chọc trời đã thay đổi trong nhiều thế kỷ
Khái niệm sớm nhất về nhà chọc trời có lẽ phát nguồn từ Kinh Thánh. Kinh Thánh có ghi chép một câu chuyện con người cố gắng xây một cái tháp cao lên tới trời, được gọi là tháp Babel (ba-bên). Tuy nhiên, không có tài liệu nào khác mô tả cụ thể tháp cao bao nhiêu. Dầu vậy, cái tháp này đã không thể được hoàn thành nhưng chịu sự phá hủy của Thượng Đế vì Thượng Đế cho rằng nó là biểu trưng của lòng kiêu ngạo của con người.
Cho đến ngày nay, khái niệm nhà chọc trời đã từng được xác định là một tòa nhà rất cao có người ở, nổi bật so với phần còn lại của các công trình khác. Với sự xác định đó, vào cuối thế kỷ 19, các tòa nhà hơn mười tầng đã được coi là những tòa nhà chọc trời.
Sau đó, các điều kiện mới bắt đầu được thêm vào. Ví dụ: hơn một nửa không gian công trình phải có thể ở được. Vì vậy, các công trình như kim tự tháp không được tính đến, tương tự các tháp truyền thông và các đài quan sát cũng không được tính.
Dầu vậy, nếu trở ngược lại quá khứ. Chúng ta có thể điểm danh qua một số công trình từ Âu sang Á như là:
Trong thế kỷ thứ ba trước Công nguyên, triều đại Ptolemy đã xây dựng cái gọi là Ngọn hải đăng Alexandria ở Ai Cập. Tòa nhà này có chiều cao 135 mét (443 ft), và như tên gọi của nó, nó được dùng làm hướng dẫn cho các tàu trong khu vực. Nhưng ngoài ra, ngọn hải đăng có 364 phòng bên trong và một số phòng trưng bày cho khách tham quan. Vì vậy, rõ ràng, đây là một tòa nhà đô thị và không chỉ là một tòa tháp cao. [nguồn]
Vào năm 516 sau Công nguyên, người Trung Quốc đã xây dựng chùa Yongning, một ngôi đền cao 137 mét (450 ft). Mặc dù tòa nhà này không còn tồn tại cho đến ngày nay, một số mô tả cổ xưa cho thấy nó giống như một cung điện, với khoảng 1.000 phòng bên trong.
Như vậy, việc cố gắng xây dựng một tòa nhà cao đến bầu trời không hề là một điều gì mới mẻ với nhân loại.
Phiên bản đối xứng với nhà chọc trời – “nhà chọc đất”
Nếu những tòa nhà chọc trời được gọi là Skyscrapers thì một công trình đối xứng ngược lại đào sâu xuống đất được gọi là Earthscrapers. Thật thú vị đúng không!
Các tòa nhà lớn không phải được xây dựng chỉ trên bề mặt Trái đất. Chúng cũng có thể được xây dựng dưới mặt đất. Đây là loại công trình hoàn toàn trái ngược với các tòa nhà chọc trời thông thường, vì nó là một cấu trúc kéo dài xuống độ sâu của Trái đất. Kích thước lớn của nó có thể chứa toàn bộ cộng đồng.
Vì Thành phố Mexico giới hạn chiều cao của các tòa nhà mới trong khu trung tâm tối đa là tám tầng, công ty BNKR Arquitectura đã thiết kế các kế hoạch cho một chiếc máy xúc đất đào bới ngay dưới quảng trường trung tâm của thành phố. Tòa nhà dưới lòng đất sẽ sâu 65 tầng và cấu trúc của nó sẽ giống như một kim tự tháp ngược.
Trung tâm của tòa nhà Earthscrapers này sẽ rỗng để cho phép thông gió xuống các tầng và công viên bên dưới bề mặt. Phần cao nhất sẽ được bao phủ bởi một lớp kính cường lực, tạo thành một cái sàn hình vuông cực lớn.
Một công trình tương tự cũng được mô tả. Các chuyên gia từ Đại học Washington ở St. Louis có ý tưởng xây dựng một Earthscraper ở khu mỏ Lavender Pit bị bỏ hoang của Arizona. Tòa nhà chọc trời dưới lòng đất này sẽ sâu 274 mét (900 ft) sẽ có mọi thứ từ nhà ở đến khu vực làm việc. Phần trên của Earthscraper này sẽ được bịt kín bởi một mái vòm có giếng trời, hài hòa với môi trường xung quanh.
Những tòa nhà chọc trời sẽ ảnh hưởng đến thời tiết
Như bạn đã biết, các quần thể đô thị làm thay đổi sự cân bằng tự nhiên, xóa bỏ hệ động vật và thực vật từng sinh sống để nhường chỗ cho các công trình nhân tạo hiện đại. Sai lầm con người, là chúng ta thường không cố thích nghi với môi trường mà chúng ta sống, nhưng chúng ta bắt môi trường phải hy sinh để đáp ứng nhu cầu của chính mình. Không chỉ các dạng sống của khu vực bị ảnh hưởng bởi sự xuất hiện của các thành phố lớn, mà các tòa nhà lớn còn ảnh hưởng tới khí hậu của khu vực.
Các tòa nhà chọc trời đã biến đổi mô hình của các luồng gió trong khu vực. Các tòa nhà chọc trời nằm sát nhau tạo ra các đường hầm gió của Gió, thổi mạnh vào mặt đất. Trong khi đó, tòa nhà đóng vai trò như một bức tường, một phần khác của gió chứa chất ô nhiễm hóa học bay vào bầu khí quyển. Những chất gây ô nhiễm này sau đó đi đến các khu vực khác hoặc định cư tại các khu vực xung quanh tòa nhà. Trong trường hợp thứ hai, sự tích tụ các chất ô nhiễm do các tòa nhà chọc trời có thể gây hại rất cao cho cư dân của một thành phố.
Nhưng hiệu ứng phổ biến nhất là hiệu ứng nhiệt độ. Các vật liệu như bê tông hoặc gạch, được sử dụng trong các tòa nhà, rất tốt trong việc hấp thụ bức xạ mặt trời. Vì vậy, vào ban ngày, tòa nhà chọc trời khổng lồ hấp thụ sức nóng của ánh sáng mặt trời. Sau đó, trong đêm, sức nóng của tòa nhà chọc trời tan vào không khí xung quanh, khiến nhiệt độ của thành phố vẫn cao. Sau đó, Mặt trời lại xuất hiện và hiệu ứng được lặp lại, giữ cho thành phố luôn nóng và hanh hơn các khu vực xung quanh. [dẫn nguồn]
Thêm một khái niệm mới cho tương lai: Oceanscrapers
Mặt đất không phải là nơi duy nhất mà một tòa nhà có thể được xây nên. Trên thực tế, chúng ta cũng có ý tưởng xây dựng các “tòa nhà chọc trời trên mặt nước”, ở các đại dương. Chúng ta gọi nó là Oceanscrapers.
Mặc dù cho đến nay chưa có dự án nào được xây dựng, mực nước biển dự kiến sẽ tăng đáng kể trong tương lai gần, vì vậy những tòa nhà này có thể trở nên rất hữu ích. Nhiều dự án kiến trúc cao tầng liên quan đến đại dương đã được trình bày thời gian gần đây, nhưng có một dự án gần đây nổi bật hơn cả: đó là Aequorea.
Aequorea là một dự án được tạo ra bởi kiến trúc sư Vincent Callebaut, người đã thiết kế nó để giải quyết vấn đề rác thải tích lũy trên các đại dương. Theo kiến trúc sư này, Aequorea sẽ khả thi vào năm 2065. Khi đó, con người thu thập nhựa và chất thải khác nằm rải rác trên biển và trộn chúng với một loại vữa tảo (algae emulsion), và tạo ra một thứ dễ uốn, một vật liệu ở dạng sợi. Sau đó, nhờ vào máy in 3D khổng lồ, các công trình như Aequorea sẽ được tạo nên bằng vật liệu này. Nghe thật thú vị, các công trình giữa đại dương của tương lai sẽ được làm từ rác đại dương.
Tòa nhà tương lai như Aequorea sẽ có đường kính 500 mét và sâu 1 km, với sức chứa 20.000 người. Hầu hết các cấu trúc sẽ ở dưới nước, giống như một tảng băng trôi, nó sẽ có những xúc tu khổng lồ giúp nó ổn định ngay cả trong điều kiện gió lớn. Các khu vườn thủy canh bao phủ tòa nhà, trong khi thực phẩm và các tài nguyên khác được lấy trực tiếp từ môi trường xung quanh của cấu trúc, làm cho Aequorea như một hệ sinh thái tự cung.
Nhà chọc trời cũng có thể gây ra động đất
Một thực tế đã được chứng minh rằng sự rung lắc không chỉ do các sự kiện địa chất gây ra, chẳng hạn như sự dịch chuyển kiến tạo. Chúng cũng có thể được gây ra bởi các hành động quy mô lớn của con người, chẳng hạn như khai thác hoặc nổ hạt nhân. Nhưng một lý do có thật và không phổ biến khác, đó là một trận động đất gây ra bởi một tòa nhà chọc trời.
Đài Bắc 101 (Taipei 101) là một tòa nhà chọc trời cao 508m nằm ở Đài Loan. Trước khi hoàn thành Đài Bắc 101 vào năm 2003, khu vực xây dựng tòa nhà chọc trời rất yên tĩnh về mặt địa chất và không có động đất đáng chú ý. Nhưng ngay trong quá trình xây dựng, lượng chấn động nhỏ (động đất cực nhỏ) đã tăng gấp ba lần. Sau đó, vào năm 2004, một trận động đất mạnh 3,8 độ xảy ra ngay dưới Đài Bắc 101. Vài tháng sau, một trận động đất mạnh 3,2 độ xảy ra tại cùng một điểm dưới tòa nhà.
Sau đó, các vật liệu nặng hơn chống động đất Đài Bắc 101 đã được sử dụng. Khối lượng 700.000 tấn của tòa nhà tạo ra áp lực rất lớn lên lớp vỏ Trái đất bên dưới. Sau khi tòa nhà chọc trời hoàn thành, áp lực này lan rộng khắp khu vực và gây ra trận động đất. Sau những sự kiện này, các chuyên gia tin rằng đây nên là một khía cạnh nghiêm túc cần xem xét khi thiết kế các tòa nhà cao hơn.
Ý tưởng thành phố thẳng đứng trên những đám mây
Ý tưởng về việc xây dựng thành phố bên ngoài trái đất đã manh từ rất lâu, bạn có thể đọc bài viết “Người của quá khứ đã hình dung cuộc sống ngày nay thế nào?” để xem mô phỏng về một cuộc sống tương lai của con người trên vũ trụ, họ gọi đó là những vùng đất trên không gian.
Ý tưởng một loại tòa nhà chọc trời được xây dựng trực tiếp phía trên những đám mây gần đây đã được đề xuất với những căn cứ khoa học hậu thuẫn từ NASA. Khi đó, những tòa nhà chọc trời này sẽ đóng vai trò như một tiểu hành tinh của trái đất. Ý tưởng này có tên gọi là tháp Analemma.
Trên thực tế, NASA từng có kế hoạch chuyển hướng một tiểu hành tinh vào năm 2020. Từ khái niệm đó, tòa nhà nổi sẽ được “gắn vào” với tiểu hành tinh, nằm ở độ cao 50.000 km, thông qua các dây cáp điện trở cao. Tòa nhà chọc trời, được gọi là Tháp Analemma, sẽ được hình thành bởi các mô-đun có thể dần dần được thêm vào cấu trúc. Tòa tháp sẽ được cung cấp năng lượng bởi các tấm pin mặt trời khổng lồ, trong khi nó sẽ lấy nước trực tiếp từ các đám mây. Nếu được xây dựng, phần thấp nhất của tòa nhà sẽ được sử dụng cho các khu vực giải trí. Trên đây sẽ là các văn phòng và khu dân cư, trong khi những phần cao nhất thậm chí sẽ có một ngôi đền và nhà tang lễ.
Với độ cao tối đa 32 km, các tầng trên sẽ có cửa sổ nhỏ hơn, do chênh lệch áp suất với bên ngoài. Tòa nhà hoàn thành sẽ lớn đến mức các tầng trên cùng sẽ có thêm 40 phút ánh sáng mặt trời so với các tầng thấp nhất, do độ cong của Trái Đất. Mặc dù tòa nhà nổi sẽ di chuyển qua nhiều quốc gia, nhưng có khả năng phiên bản ban đầu của tòa nhà chọc trời này sẽ được xây dựng ở Dubai, do chi phí xây dựng thấp hơn so với các khu vực khác. [dẫn nguồn]
Một số tòa nhà cao tầng có thể đốt cháy bạn
Bạn có nghĩ: Một tòa nhà chọc trời có thể trở thành một thứ vũ khí hủy diệt? Thật không may, hoàn toàn có thể! Thiết kế của một tòa nhà có thể vô tình biến nó thành lò vi sóng, và có khả năng gây thiệt hại nghiêm trọng cho con người.
Tòa nhà chọc trời “Walkie-Talkie” ở Central London có bề mặt cong, lõm ở một bên. Điều này có nghĩa là khi ánh sáng mặt trời phản chiếu ở phía đó, cửa sổ của nó tập trung ánh sáng thành một chùm hẹp. Giải thích dễ hiểu hơn, nó giống như khi bạn tập trung ánh sáng mặt trời bằng kính lúp để đốt chết một con kiến. Và kết quả cũng tương đương với kính lúp, vì bất cứ thứ gì trên đường đi của chùm tia của tòa nhà chọc trời đều được nung nóng đến nhiệt độ cao tới 117 độ C (243°F).
Thật vậy, vào năm 2013, một chiếc xe đã hỏng hoàn toàn một số bộ phận do bị “tan chảy” khi đỗ xe bên cạnh Walkie-Talkie. Thậm chí, một nhà báo còn có thể rán một quả trứng dưới tia nhiệt độ cao của tòa nhà. Một người đứng trong chùm ánh sáng trong một thời gian ngắn có thể kết thúc với mái tóc bị cháy sém. Tòa nhà chọc trời này bắt đầu được mọi người gọi là Tòa nhà “Walkie Scorchie” (chữ Scorch có nghĩa là cháy), hay Nhà bếp chiên. May mắn thay, vào năm 2014, tòa nhà được trang bị thêm các cấu trúc để làm tiêu tan ánh sáng phản xạ. [xem thêm] Vì vậy, bây giờ người đi bộ có thể bình tĩnh hơn khi đi bộ dưới Walkie-Talkie.
Nhưng đây không phải là một trường hợp duy nhất. Khách sạn Vdara ở Las Vegas , được xây dựng bởi cùng kiến trúc sư Walkie-Talkie, có cùng một lỗi thiết kế, với các cửa sổ tập trung ánh sáng mặt trời. Trong trường hợp này, tia sáng hội tụ tử thần đã nhắm trực tiếp vào khu vực bể bơi, vì vậy nhiều khách du lịch tại khách sạn bị bỏng da nghiêm trọng khi ở dưới nước. Cuối cùng, công ty khách sạn đã giải quyết vấn đề bằng cách đặt những chiếc ô khổng lồ phía trên bể bơi.
Có những tòa nhà chọc trời được xây dựng trong vài ngày
Phải mất năm năm để xây dựng Burj Khalifa. Việc xây dựng Tòa nhà Empire State cũng mất 20 tháng. Thế nhưng, tại Trung Quốc, một tòa nhà chọc trời 57 tầng được xây dựng trong vòng chưa đầy ba tuần.
Công ty Broad Sustainable Building của Trung Quốc đã xây dựng một tòa nhà chọc trời có tên Mini Sky City chỉ trong 19 ngày. [nguồn] Tòa nhà này, cao khoảng 200m, đã sử dụng một kỹ thuật xây dựng mang tính cách mạng được gọi là xây dựng mô-đun. Do 90% tòa nhà chọc trời được đúc sẵn trong một nhà máy trước khi tiến hành xây dựng, công nhân có thể lắp ráp tòa nhà với tốc độ ba tầng mỗi ngày.
Nhưng đây không phải là lần đầu tiên, năm 2011 công ty này cũng đã xây dựng một tòa nhà 30 tầng trong 15 ngày, sử dụng kỹ thuật tương tự. Nếu bạn băn khoăn về chất lượng của tòa nhà dạng này, vì sự gấp gáp trong quá trình xây dựng của nó, thì có bạn đã lầm: cấu trúc của nó được thiết kế để chịu được động đất có cường độ 9.0 ! Thật đáng kinh ngạc.
Người sáng lập công ty Trung Quốc này cũng có kế hoạch xây dựng một tòa nhà chọc trời khổng lồ có tên Sky City, với chiều cao 220 tầng, nghĩa là cuối cùng sẽ cao hơn cả Burj Khalifa. Thời gian xây dựng của nó, ông nói, sẽ chỉ có bảy tháng. Để xây dựng các tòa nhà chọc trời, kỹ thuật xây dựng mô-đun đang dần được chấp nhận ở nhiều quốc gia khác trên thế giới, điều đó có nghĩa là trong một vài năm tới, chúng ta có thể thấy các tòa nhà được dựng nên giống như trò xếp hình LEGO ở bất cứ đâu.
Sống trong những tòa nhà chọc trời khiến bạn già nhanh hơn
Nếu các tòa nhà chọc trời ảnh hưởng đến thời tiết và môi trường, còn chúng ta thì sao? Liệu một người sống trong một tòa nhà chọc trời có bị ảnh hưởng gì không? Thực tế, câu trả lời là CÓ, con người già đi nhanh nếu sinh sống trên đỉnh của một tòa nhà. Điều này xảy ra do lý luận từ một hiện tượng vật lý phi thường gọi là sự giãn nở thời gian. Bởi hiện tượng này, khi chúng ta di chuyển ra khỏi một vật thể có khối lượng lớn, như Trái đất, thời gian trôi nhanh hơn đối với chúng ta. Nhưng chúng ta sẽ già đi nhanh như thế nào?
Vào nửa sau của thế kỷ 20, một dự án có tên Temps Atomique International đã được triển khai. Đồng hồ nguyên tử được đặt ở các khu vực khác nhau trên thế giới, ở các độ cao khác nhau, để đo thời gian toàn cầu một cách chính xác. Vào những năm 1970, người ta đã kết luận rằng ở độ cao 30m, thời gian trôi nhanh hơn một phần triệu triệu giây (picosecond ) so với mực nước biển. Bây giờ hãy giả sử rằng tuổi thọ trung bình của một người là 70 tuổi. Nếu chúng ta làm toán, ở độ cao 30m, một người sẽ có tuổi nhanh hơn hai phần nghìn giây vào cuối đời.
Năm 1976, Viện SAO ở Cambridge đã phóng một tên lửa mang đồng hồ lên độ cao 9.656 km. Khi đồng hồ trở về Trái đất và được phân tích, người ta quan sát thấy rằng thời gian ở độ cao đó di chuyển nhanh hơn một giây sau mỗi 70 năm. Rõ ràng, điều tương tự sẽ áp dụng cho một người. [dẫn nguồn]
Chà, một người sống cả đời trong một tòa nhà chọc trời sẽ già đi nhanh hơn vài giây so với một người ở tầng trệt. Tất nhiên, sự khác biệt tuổi tác giữa cả hai người sẽ không đáng được chú ý. Nhưng chúng ta đã thấy rằng các tòa nhà chọc trời gần như không có giới hạn chiều cao và vì chúng sẽ được xây dựng cao hơn trong tương lai, khoảng cách tuổi tác sẽ ngày càng lớn hơn.
Tuy nhiên, một điều đáng chú ý hơn. Với những tác động đến môi trường như đã nói, bạn biết rằng dành nhiều thời gian trong một tòa nhà sẽ có hại cho sức khỏe của bạn.
Bài viết tham khảo các nguồn sau:
- https://listverse.com/2018/12/07/10-astounding-facts-you-didnt-know-about-skyscrapers/
- https://www.sciencealert.com/what-s-the-tallest-thing-we-could-ever-possibly-build
- https://vi.wikipedia.org/wiki/Nh%C3%A0_ch%E1%BB%8Dc_tr%E1%BB%9Di
- https://www.theb1m.com/video/what-are-earthscrapers
- https://gizmodo.com/why-tall-buildings-make-cities-hotter-1588242736
- Và do ramaxem tổng hợp và bổ sung thêm.
1 Response
[…] cổ xưa được kể lại. Toàn bộ nhân loại đã thống nhất đưa ra quyết định xây một toàn nhà cao đến tận trời để bày tỏ sự kiêu ngạo thành quả trí khôn ngoan của mình. Lúc đó Thượng […]