De egyptiska pyramiderna var skyskraporna i sin tid - och har stått i 5 000 år. Kommer moderna skyskrapor att kunna upprepa en sådan prestation? De första sprickorna dök upp i april. Den 29 juni 1995 hade ett stort nätverk av sprickor spridit sig över taket på femte våningen i ett av Seouls mest trafikerade varuhus. Några timmar senare kom högljud från taket. Sprickorna växte.
Ett nödsammanträde kallades, men ordföranden vägrade helt klart att evakuera, med hänvisning till förlorade vinster. Sedan lämnade han byggnaden.
Klockan fem på kvällen började taket på femte våningen smula. Shopping fortsatte som vanligt tills larmet ljudes nästan en timme senare. Men det var för sent. Först kollapsade taket, och sedan byggdes de viktigaste stödpelarna i byggnaden upp, vilket resulterade i att hela den södra vingen av byggnaden kollapsade i källaren. 1 500 människor fångades - inklusive ordförandens styvdotter - och 502 kom aldrig ur det.
Samsung varuhuskollaps är ett exempel på hur ömtåliga moderna strukturer kan vara. Även med de senaste materialen, utrustningen och en avancerad fysisk förståelse varade denna byggnad inte i fem år, än mindre 5000.
Under tiden samlade de egyptiska pyramiderna mängder av åskådare i många årtusenden. Jordbävningar, erosion, vandalism - pyramiderna har överlevt till och med kollaborationen av civilisationen och omvandlingen av Sahara från en frodig betesmark till dagens stora öken.
Den stora pyramiden i Giza - byggd 2540 f. Kr. - är oöverträffad i material, design och teknik, både före och efter byggnader. Forntida grekiska turister gick tusentals kilometer för att titta på dess kvarter, polerade till den punkt där de beskrevs glöda; Resenärernas namn kan hittas ristade i pyramidens väggar till denna dag.
Cleopatra bodde närmare den högsta byggnaden i världen idag - Burj Khalifa - än till detta monumentala gravvalv. När de sista mammutarna dog ut var hon redan 1000 år gammal.
Kampanjvideo:
Pyramiden i Giza var dess skyskrapa och överträffade en byggnad i världen tills slutligen, för cirka 700 år sedan, byggdes Lincoln-katedralen. "De gamla egyptierna skapade - jag hatar att säga det - en lanseringsplatta för de döda för att resa till solen och stjärnorna," säger Donald Redford, som har studerat pyramiderna i fyrtio år.
Snabbspolning fram till 2016, där vi redan har täckt himlen med skyskrapor, klocktorn och 20 våningar, och vi planerar att bygga en byggnad som är en och en halv kilometer hög. Även om det ännu inte är känt om det alls kan byggas. Vi går in i skyskrapans era eftersom fler och fler människor reser från byar till trånga städer.
Dessa byggnader måste motstå enorma krafter för att förbli upprätt, inklusive konstant blixtnedslag och vindar som blåser vid 150 km / h - för att inte tala om den konstant effekten av tyngdkraften. I vissa områden kan kraftfulla jordbävningar läggas till i denna lista. Vad är hemligheten med pyramiderna? Kan moderna skyskrapor överleva dem?
I själva verket är pyramidernas imponerande ålder ingen slump. De forntida egyptierna trodde att livet efter döden skulle vara evigt och gjorde stora ansträngningar för att hålla sina gravar väl. Pyramidernas design förändrades i tusentals år när deras byggare experimenterade med material och arkitektur för att passa deras ambitioner.
"De sa alltid att det var en byggnad 'för evighet', 'för evigt och evigt' - dessa fraser ständigt stod i deras ordförråd," säger Redford, för närvarande vid Penn State University. De var så säkra på sina förmågor att”miljoner och miljoner år” ingick i namnen på många pyramider.
Trots alla deras försök och överdrivningar visste egyptierna inte exakt vad de gjorde, och detta var mer deras fördel än en nackdel. För att fylla luckorna i att förstå fysikens lagar byggdes de första pyramiderna med hänsyn till alla möjliga befästningar. De visste om pelarna, men visste inte att de kunde stödja taket. Därför tillsattes ytterligare väggar i fallet.
En annan förklaring är dess enorma storlek. Ta den stora pyramiden, som är mer av ett mänskligt berg än en byggnad av nästan sex miljoner ton fast sten. Fem tusen år är nonsens, med tanke på att kalkstenen som utgör pyramidblocken har varit i marken i 50 miljoner år eller så.
I jämförelse är moderna skyskrapor effektivt lätta och smarta. Det tog bara 110 000 ton betong och 39 000 ton stål för att bygga Burj, som är sex gånger högre än den stora pyramiden.”De designade byggnader som kommer att bestå för evigt - inte en prioritering idag. Vi utformar praktiska byggnader för att bo i, säger Roma Agrawal, en civilingenjör som arbetar på Shard-byggnaden i London.
Liksom de första pyramiderna kan den tidigaste generationen av skyskrapor vara den mest pålitliga. När ett B-52-plan kraschade i Empire State Building 1945 öppnades byggnaden ett par dagar senare. "I början av 1900-talet beräknades allt med handen, så ingenjörer tilllade extra stål för fall", säger Agrawal. Även om Empire State Building är halva storleken på Burj, väger den två tredjedelar mer.
Förutom alla vanliga risker har en byggnad i molnen sin egen vikt. För att överleva fram till 7000 e. Kr. - det vill säga leva så länge som pyramiderna levde - måste skyskrapor bekämpa regn, vind och åskväder i tusentals år.
"Vinden är ett särskilt problem för höga byggnader," säger Bill Baker, Burjs designingenjör. När vinden rusar förbi ett strömlinjeformat föremål, som ett träd eller en lyktstolpe, virvlar det in i ett organiserat vindkast som går runt objektet först till vänster, sedan tillbaka till höger, sedan igen till vänster, och på grund av förändringen i vindriktningar, svänger objektet. I kraftig vind kan Burj svänga upp till en och en halv meter i varje riktning.
Problemet är, desto högre, desto snabbare vind. För att förhindra att skyskraporna faller - och folket ovan för att bli av med sjösjuka - konstruerar ingenjörer oregelbundet formade byggnader som hindrar vinden och förstör dess organisation. Ur arkitektonisk synvinkel kan byggnaden verka lite för snygg, men de distinkta snedställda profilerna från Burj och Shard är mer för säkerhet än skönhet.
Till och med en orkan skakar dem inte.”Om det är en normal byggnad måste den tåla en orkan som händer en gång var 700 år,” säger Baker. Viktiga byggnader som Burj Khalifa kan hantera händelser som inträffar vartannat årtusende.
Och det finns också blixtnedslag. Förenade Arabemiraten, där Burj ligger, upplever cirka 10 åskväder om året. En enda blixtnedslag på miljarder volt kan vara lika stark som en kärnreaktor. "Jag var i Dubai under åskväder och Burj är som en blixtstång för hela staden - blixtnedslag slår det varje minut," säger Baker.
Lyckligtvis finns det en lösning. Under byggandet är byggnadens stålskal bundna samman - varje stålstång, varje fönsterram - ända ner till basen. Och det fungerar som en gigantisk Faraday-bur, en skyddande kapsling som liknar trådnätet i mikrovågsugnar som håller innehållet säkert genom att begränsa dem från el. "Jag har pratat med arbetsbesättningar efter en särskilt kraftig åskväder och de har inte sett några skador," säger Baker.
Även under jordbävningar håller skyskrapor extremt bra. Ju snabbare han fegar, desto bättre. Det handlar om något som resonans. Om marken skakar med en frekvens som matchar hastigheten på byggnadens svängning, kommer den att svinga snabbare och snabbare tills den kollapsar, eventuellt. "Smala byggnader tar längre tid att gunga fram och tillbaka - 11 sekunder för Burj - så att de kommer att röra sig, men inte kollapsa," säger Baker.
Men det är inte helt pålitligt: precis som vi bryter pappersklipp, böjer och avböjer dem upprepade gånger, om stålet störs för ofta, kommer det att spricka.
Mycket farligare är vatten.
På 1930-talet var 96 av världens 100 högsta byggnader gjorda av stål. Idag är de flesta stadsbyggnader konstruerade av stålarmerad betong (armerad betong), som kombinerar draghållfastheten (förmågan att motstå sträckning) av metall och tryckhållfastheten (förmågan att motstå krossning) av sten.
När den förvaras på en torr plats är armerad betong ett fantastiskt material som kan vara evigt. Men i områden med hög sedimentnivå reagerar svaga syror i vattnet långsamt med kalkstenen i cementen och genomför det - stålrost och hål visas i byggnaden.
"Att pyramiderna är i en torr miljö är oerhört viktigt", säger Michelle Barsum, en materialforskare vid Drexel University i Philadelphia. Till och med i den soltorkade Sahara föll de första pyramiderna under ravages av vatten.
Under många år trodde man att egyptierna så småningom räknade ut det och lärde sig att klippa block med en hårdare passform, men hur exakt förblev ett mysterium. Sedan i början av 2000-talet fick någon äntligen idén att studera klipporna under ett högupplöst mikroskop. Det var Michel Barsum, och han märkte att dessa stenar inte var en naturlig kalksten utan snarare gjordes av en tidig form av cement.
Som expert på keramik - Barsum hade aldrig studerat pyramider - kunde han inte motstå det frestande utsikterna att ta reda på det med säkerhet. Djupt inne i de gamla blocken fann han vältaliga ledtrådar: mikroskopiska alger, kiselarter, vars hårda skal delvis eroderades av alkalisk cement. "Cirka 90% av pyramiden är gjord av snidad sten, resten är gjuten," säger Barsum.
Egypterna tillverkade sina stenar från fyra huvudkomponenter: kalksten, kalk, vatten och lera. De reagerar med varandra för att bilda ett kemiskt lim. Det viktigaste är att när limet åldras återgår det till dess ursprungliga tillstånd för komponenterna och omvandlar cementen till sten. "Det luktar och ser ut som naturlig kalksten," säger Barsum.
Men om skyskrapans huvudbetongskal är relativt stark, är fönstren i det mindre öppet. Glas väger som granit och har styvheten av aluminium; det kommer att ta 10 ton tryck för att krossa en kubikcentimeter. Även havet kommer att ta 50 års slipning för att förvandla glas till färgade släta stenar på stranden. Och ändå är glaset inte perfekt. Det kan spricka spontant. Ingen vet varför.
Även med ett dubbelt glasskikt, om inte underhålls, kommer de flesta fönster inte att hålla länge. "Glas påverkas inte särskilt av miljön, men på grund av vindens vibrationer, åskväder och annan påverkan bryts det så småningom", säger Konstantinos Tsavdaridis, en materialforskare vid University of Leeds.
Slutligen kommer glaset så småningom att rinna ner i botten av ramen? Denna idé bygger på det faktum att medeltida fönster vanligtvis var tjockare i botten och att glaset i själva verket är en extremt viskös vätska: och över hundratals år kan glas rinna ner i botten av ramen.
År 1998 blev den populära idén kraftfullt motbevist av en grupp fysiker som beräknade att det skulle ta tid”mycket längre än universumets ålder” innan någon märkbar förändring av glas skulle inträffa vid rumstemperatur. Den ojämna tjockleken på forntida glas var helt slumpmässigt - att göra jämna glas för ett par hundra år sedan var inte så lätt.
Så kan moderna skyskrapor få tiden att frukta dem?
Bill Baker tror att det är det.”Byggnadsmaterial är ganska bra i dag. Förutom för de ögonblick då de misslyckas och om de stöds."
Agrawal håller med. "Om du tar hand om dem, varför inte."
Enligt Konstantinos kommer betongkonstruktioner att hålla längre, eftersom rosten som bildas i armerad betong dödar honom. Men Redford tvivlar på att våra byggnader kommer att hålla tillräckligt länge. Det är ju funktionella strukturer som helt enkelt gör sitt jobb. Det blir lättare att kasta dem. De flesta skyskrapor rivs innan de faller. Trots allt var den stora pyramiden inte den enda fantastiska byggnaden för 4500 år sedan.
Den så kallade labyrinten sägs ha varit ännu mer ovanlig.”När den grekiska historikern Herodotus såg honom, gispade han. Han kunde inte beskriva storleken och vikten på de största blocken som gick in i byggnaden, säger Redford. Du hittar inte en sådan byggnad idag. Labyrinten plundras och dess tegelstenar användes för att bygga andra byggnader. Om du går längs gatorna i gamla Kairo och studerar grunden till gamla byggnader, kan du ibland hitta hieroglyfa inskrifter från just den här byggnaden.
Om vi inte rivar skyskrapor, till exempel i New York, och de inte faller, kommer det med den nuvarande konstruktionstakten med 7000 att vara 10.000 byggnader över 160 meter höga. Kanske kommer vi att ha något att vara stolt över. Varför är vi värre än de gamla egypterna?
ILYA KHEL
