Новости отраслей

«Зеркальная линия»: насколько реален город-антиутопия длиной в 170 километров?

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

Гонка самых больших зданий

Арабский мир — как и весь Ближний Восток — не вчера начал поднимать престиж своих правителей самыми большими или самыми причудливыми стройками. Пирамида Хеопса, Висячие сады Семирамиды и даже Вавилонская башня (впрочем, всего 91 метр высотой) — список довольно внушительный. Классическое объяснение таким мегапроектам что в древности, что сейчас одинаково: они выражают силу правителя, впечатляют его современников и создают сильное культурное влияние, длящееся веками и тысячелетиями.
Помимо этих привычных мотивов, у саудовского принца Мухаммеда бин Салмана есть новые, остро модные — углеродная нейтральность. Не секрет, что Саудовская Аравия имеет большие проблемы с энергоэффективностью. Но дело не только в том, что большой «углеродный след» — это немодно. 
Западный мир активно обсуждает, что товары из таких «углеродных» стран надо бы при ввозе облагать большим налогом. Заставить «неуглеродонейтральные» народы платить за неправедную жизнь. В принципе, ничего нового: репрессии против мусульман и евреев в Испании времен Торквемады уже включали в себя отчуждение прибавочной стоимости в обмен на несоответствие тогдашним моральным стандартам западного мира. Так что речь идет о вполне реальной перспективе.
Саудовская структура энергогенерации просто мегаархична. Это было оправдано в эпоху, когда отходы нефтепереработки было проще сжечь, чем выбросить. Но мы давно живем во время, когда даже отходы НПЗ можно использовать с прибылью / © NEOM
Но есть и еще одна: Королевство Саудовская Аравия тратит 85 тысяч киловатт-часов энергии всех видов на душу населения, что близко к мировому рекорду. Это в четыре раза выше среднемирового и на десятки процентов больше, чем в США и тем более России. Причем более 60% саудовского потребления — архидорогая сегодня нефть. Газ дает менее 30%, полного замещения им нефти нет и близко.
От нефти в балансе хорошо бы избавиться, потому что, отправив ее на экспорт, можно заработать куда больше, чем получают саудовцы сейчас, сжигая ее на ТЭС. Вообще, нефтяные ТЭС в наши дни — привычка очень богатых людей, поскольку такая энергия крайне дорога. А благодаря непредсказуемым действиям ЕС теперь вдобавок неясно: есть ли смысл переходить на газ? Да, до 2020-х он давал электричество в разы дешевле. Но теперь вне России и США газ стоит столько, что выгода не так велика. 
Саудовский принц хочет заработать. Для этого его стране объективно надо переходить на какие-то энергетические решения, не опирающиеся на нефть и не зависящие от настолько непредсказуемого игрока, как западные правители.
И тут у проекта «Неом» и входящего в него здания-города «Зеркальная линия», в общем-то, все хорошо.

Энергоэффективная утопия

На первый взгляд, выбор высокого здания для экономии энергии выглядит… странновато. Ученые давно выяснили, что здания в 20 этажей и выше потребляют много больше электричества и газа на квадратный метр, чем те, что ниже шести этажей (здравствуй, Москва).
Но тут нужно учитывать нюансы. Чем дальше от поверхности земли, тем ниже температура воздуха и выше скорость ветра — то есть тем больше надо нагревать здание. Саудовская Аравия, даже ее север, — довольно теплая часть Земли. Там здания нагревать надо не очень часто, а вот более низкая температура и ветер снаружи — явный плюс.
© NEOM
Основная часть затрат на охлаждение и отопление зданий в Саудовской Аравии зависит от способности получать либо отдавать (зимой там бывает относительно прохладно) тепло через стены.
Мегаздание «Зеркальная линия» имеет ширину 200 метров, высоту 500 и длину 170 тысяч метров. Получается, тепло через боковые стены не придет (они слишком далеко) — то есть затраты на кондиционирование сразу становятся намного меньше, чем в типичных небоскребах в такой местности.
Более серьезный солнечный нагрев от высотности (и большие окна) могли бы испортить все дело, но здание не просто так получило свое название: внешние стены будут иметь отражающий почти все видимое излучение слой.
Примерно треть своей энергии человечество тратит на перемещения — или транспорт. Город «Зеркальная линия» на берегу Красного моря продуман как раз так, чтобы свести к минимуму подобные траты. До воды рукой подать: между тем именно водный транспорт самый экономичный, он требует всего грамм топлива на перевозку тонны груза на километр.
Внутри «Зеркальной линии» все перевозится по железной дороге. И тут выбор самый эффективный из всех возможных: на суше именно она тратит меньше всего энергии, около 10 граммов топлива на тонно-километр груза. Это логично, потому что трение колес о рельсы минимально: и те, и те — гладкие. Пассажиров будут возить сверхбыстрые поезда — со скоростью в 512 километров в час. Линии железных дорог пройдут под землей, то есть фактически речь идет и о крупнейшем метро в истории.
Обложка The Economist, посвященная саудовскому принцу, наглядно показывает: каким бы ни было новое здание, претензии к нему на Западе вызваны вовсе не особенностями его технических и архитектурных решений / ©The Economist
А вот с автомобилями, с их сотней граммов на тонно-километр, в идеальном городе покончили: они не предусмотрены проектом (по крайней мере, для использования внутри города). И грузы, и пассажиры перемещают только железнодорожные линии — ну и, конечно, лифты.
Без них никуда: город шириной всего в 200 метров, но высотой в полкилометра. То есть это серьезный небоскреб — почти Останкинская башня, — а не просто самое длинное здание мира. В то же время это высота уже вполне освоена строителями технологически: подобное здание можно выстроить какой угодно длины и ширины.
Конечно, западные зеленые сразу заявили, что такое здание перекроет пути мигрирующих птиц, но, откровенно говоря, они поспешили. Во-первых, не так много видов перелетных птиц летают ниже полукилометра и не умеют подниматься выше, чтобы облетать препятствия. Собственно, оно неудивительно: в той самой части Саудовской Аравии, где планируют строить здание, лежит горная гряда, включающая высочайшие горы этой страны, до 2,4 километра. Если бы птицы не умели перелетать всего лишь полукилометровые препятствия, они бы давным-давно перестали посещать эти места.
Вид на мегаздание со стороны / © NEOM
Неприятные ощущения западных СМИ и зеленых порождены не какими-то объективными недостатками проекта, а в основном личностью самого Мухаммеда бин Салмана. Принц мало того, что отдал приказ убить в другой стране журналиста Джамаля Хашукджи, нелицеприятно писавшего о Саудовской Аравии: он осмелился напоминать США, которые последние месяцы упрашивают саудитов добывать больше нефти, что они не та страна, которая могла бы кому-то читать мораль.
Исходящие от такого человека инициативы на Западе практически в любом случае воспримут в штыки. С таким же успехом вы могли бы ждать панегириков Гитлеру за то, что он первым из правителей западного мира, опираясь на передовые научные достижения своей эпохи, начал и эффективно вел борьбу с курением (а это так и есть).

Что говорит более ранний опыт проектирования гигантских зданий

В СССР в XX веке жил талантливый архитектор Николай Никитин. В 1930-е он проектировал башню мегаветряка в Крыму, а позднее — Останкинскую телебашню в 540 метров высотой. Под впечатлением от таких проектов японская компания заказала его архитектурному бюро в 1966 году проект самого высокого небоскреба в мире — четырехкилометровой башни Никитина
Проект был во всех смыслах проработан, обеспечивая устойчивость мегаздания даже в условиях сейсмичности Японии. Системы вентиляции и все остальное вполне позволяли эксплуатировать небоскреб как жилое здание с населением в полмиллиона человек.
Тут и начались трудности. Японская сторона думала, что это будет некая «тростиночка» типа Останкинской телебашни, отчего не придется ломать голову, как набрать для нее население. Тут — развлекательный комплекс, здесь — условный ресторан «На высоте». И готово, наполнение найдено.
Примерно так башня Никитина вписалась бы в облик этого японского города, если бы ее все-таки решили построить / © Wikimedia Commons
Но, как показали расчеты Никитина, устойчивое здание такой высоты в японских условиях (впрочем, не только там) должно иметь диаметр основания в 0,8 километра. Проще говоря, иметь огромный внутренний объем. Найти полмиллиона желающих жить на таких высотах — непростая задача. Японский заказчик сначала захотел «урезать осетра» до километра в высоту, а потом до 0,55 километра в высоту — но это делало проект уже повторением пройденного, типа аналогичной по высотности Останкинской башни.

Почему трудно найти людей, готовых жить в мегазданиях

Мы редко над этим задумываемся, но условия, в которых живет современный цивилизованный человек, для него довольно неестественны. Например, минимальная смертность у людей наступает, когда они занимаются спортом от 150 (а то и 300) минут в неделю. 
Сорок тысяч лет назад это было элементарно: как и бушмены XX века, наши предки в плюс 42 охотились на африканских антилоп, загоняя их насмерть. Через несколько десятков километров животное не могло бежать, после чего человек подходил к нему и убивал копьем. Вот и «спортивная норма», нехватка которой так сокращает жизнь современного человека.
Предполагаемый вид мегаздания с большой высоты / ©NEOM
Излишне говорить, что сегодня нужные нагрузки не получает почти никто. Если вы скажете врачу, что планируете долгий забег при как минимум плюс 30 градусах, он, скорее всего, начнет нервничать (автор проверял). Из-за всего этого наши кости менее прочны, менее плотны, а мышечный рельеф скелета на фоне предков выглядит, мягко говоря, невпечатляюще. Женщина из палеолита в этом смысле смотрится лучше современных мужчин.
Примерно так же обстоит дело с другими сторонами нашей жизни: мы не адаптированы к тому, как живем. Да, нас заселили в цивилизацию, но из нас забыли выселить беспокойного саванно-джунглевого охотника-собирателя.

Источник - naked-science.ru