اشتیاق به عملی ساختن ایده های بزرگ، پدیدۀ تازه ای درزندگی بشر نیست. ساختمان های عظیم، همواره به عنوان سمبل قدرت و ثروت کشورها، راهی برای تجلیل از رهبران و اعتقادات مذهبی، شیوه ای برای گسترش مرزهای واقعیت و خیال، و حتی رقابتی ساده بین مالکان، معماران و پیمانکاران مطرح بوده اند. اهرام مصر، برج های ساخته شده بر روی تپه های ایتالیا و کلیساهای جامع سبک گوتیک فرانسه، نمونه هایی از ساختمان های عظیم باقی مانده از گذشته های دور و نزدیک هستند. ممکن است این نمونه ها، از بسیاری جهات با هم متفاوت باشند؛ اما در یک نکته با هم اشتراک دارند: همگی ذهن بیننده را لبریز از شکوه و عظمتی تحسین برانگیز می‌كنند.

پیشینه بلندمرتبه ها

ساخت بلندمرتبه های مدرن، تنها پس از ابداع آسانسور و نیز وفور مصالح ساختمانی و کاهش هزینه های آنها ، امکان پذیر شد. هرچند تعریف و تفکیک دقیقی نمی توان ارائه داد، اما عموما ساختمان هایی با ارتفاع بین 23 تا 150 متر، به عنوان ساختمان های بلندمرتبه (High rise) شناخته می شوند. بناهای مرتفع تر از 150 متر، را به عنوان آسمان خراش (Sky scraper) می شناسیم.
آسمان خراش های مدرن از مصالحی مانند فولاد، شیشه، بتن مسلح و گرانیت ساخته می شوند و همگی از تجهیزات مکانیکی و تاسیساتی از قبیل آسانسور و پمپ های آب بهره می گیرند.
تا قرن نوزدهم، ساختمان هایی با بیش از شش طبقه، بسیار نادر بودند، چراکه نیاز به استفاده از پلکان برای صعود از چنین ساختمان هایی، این ایده را غیر عملی می کرد. ضمن آنکه رساندن آب با فشار مناسب به طبقات بالا هم، از دیگر موانع عملی ساختن چنین ایده هایی بود.

با این وجود، پیشینه ساخت اولین بلندمرتبه ها، به قرون 16 و 17 میلادی باز می گردد. قدیمی ترین نمونه، شهر "شیبام" در یمن است که به عنوان قدیمی ترین شهر دارای آسمان خراش در سراسر جهان، و یا "منهتن صحرا"، و نیز به عنوان "اولین نمونه برنامه ریزی شهری طبقاتی" شناخته می شود. شهر شیبام، از بیش از 500 برج مسکونی، هریک شامل پنج تا 9 طبقه تک واحدی تشکیل می شد. ظاهرا هدف از این شیوه معماری، محافظت مردم در مقابل حملات صحرانشینان بدوی بوده است.
نمونه ای دیگر را می توان در بخش قدیمی شهر ادینبورگ اسکاتلند مشاهده کرد. در قرن هفدهم، مرزهای شهر، توسط یک دیوار دفاعی مشخص شده بود و از اینرو، مناطق قابل سکونت شهر، به بخش های داخل حصار محدود می شد. لذا، تنها راه توسعه شهر، اجرای ساختمان های طبقاتی بوده است. در این شهر، ساختمان های یازده طبقه زیادی وجود داشته اند و حتی نشانه هایی حاکی از وجود ساختمان های چهارده طبقه هم دیده شده. هنوز هم می توان آثار این سازه های سنگی را در مناطق قدیمی شهر، مشاهده کرد.

اما قدیمی ترین سازه اسکلت فلزی جهان، در شروزبری انگلستان ساخته شد. ساختمان فلکس میل (Flaxmill)، بنا شده در سال 1797، بدلیل بهره گرفتن از ستون ها و تیرهای چدنی ضد حریق، به عنوان "پدر" آسمان خراش های مدرن شناخته می شود.

رفع موانع

اما دو تحول بزرگ در قرن نوزدهم، راه را برای ساخت بناهای عظیمی همچون آسمان خراش ها، هموار کردند. اولین مورد، ساخت آسانسورهای "مطمئن" بود. طی قرن ها، آسانسورهای اولیه با طرح ها و کاربری های گوناگون مورد استفاده قرار می گرفتند و در اواسط قرن نوزدهم، آسانسورهایی که با استفاده از نیروی بخار و برای حمل مصالح در کارخانه ها، معادن و کارگاه ها کار می کردند، پای به میدان گذاشتند. اما این آسانسورها برای حمل انسان چندان ایمن نبودند، چراکه در صورت قطع شدن کابل نگه دارنده، به پائین سرنگون می شدند. در سال 1853، یک مخترع امریکایی به نام الیشا گریوز اوتیس، وسیله ای را طراحی کرد که در صورت پارگی کابل آسانسور، مانع از سقوط آن می شد. این موضوع، تاثیر شگرفی بر افزایش اعتماد عمومی به آسانسور گذاشت و در اواخر همین قرن، استفاده از موتورهای الکتریکی، آسانسور را به راه حلی عملی برای بالا و پائین رفتن از ساختمان های بلند، تبدیل کرد.

تحول دوم، در شیکاگو رخ داد. در سال 1871، این شهر طعمه حریقی ویرانگر شد. طی سال های بعد، بر خلاف انتظار، شهر با سرعتی عجیب و انفجاری رو به رشد و توسعه گذاشت و خیلی زود به مرزهای طبیعی خود رسید. در دهه 1880، دیگر زمینی برای توسعه بیشتر شهر باقی نمانده بود و تنها راه ممکن، استفاده از ارتفاع بود. اما برای دستیابی به ارتفاعات مورد نظر، تکنیک های ساخت و ساز نیازمند تحولی اساسی بودند. یکی از تکنیک های جدید، استفاده از شبکه ای از تیرها و ستون های فولادی بود که قابلیت تحمل هرگونه تنش و نیرویی - از وزن طبقات فوقانی گرفته تا نیروی باد و حتی زلزله - که ممکن است بر یک ساختمان وارد شود را داشته باشد. با توسعه این تکنیک جدید، آسمان خراش ها متولد شدند و رقابت بر سر ساخت مرتفع ترین بناها، آغاز شد.

مصالح ساختمانی جدید

از زمان تولد آسمان خراش ها، مهندسان و پیمانکاران، همواره بدنبال بهبود مصالح ساختمانی بوده اند تا بتوانند سازه هایی قوی تر، بلندتر و سبک تر را بنا کنند. آسمان خراش ها، سازه هایی هستند که باید عمر مفید زیادی داشته باشند؛ از اینرو باید از مصالحی قوی، با دوام، و مقاوم در مقابل عوامل طبیعی از قبیل تابش خورشید، بارش باران و برف، وزش باد و طوفان، ساخته شوند. بتن، بدلیل تنوع و انعطاف پذیری بالا، یکی از مهمترین مصالح مورد استفاده در ساخت این سازه های غول پیکر – البته پس از ستون ها واسکلت های فولادی- است. بسته به نیاز و کاربری سازه و نیز شرایط اقلیمی محل پروژه، می توان ترکیب این ماده ساختمانی را تغییر داده و به ترکیبات مناسب تری دست یافت. تهیه بتن مسلح، نمونه ای از این تغییرات است که می توان با گذاشتن شبکه های فولادی در بتن، استحکامی به مراتب بیش از بتن معمولی را به آن بخشید. حتی می توان با اضافه کردن برخی افزودنی ها و بر اساس نیاز، سرعت سفت شدن آن را، کم یا زیاد کرد.

از دیگر مصالح ساختمانی مورد استفاده وسیع در آسمان خراش ها، شیشه است. از آنجا که در این سازه ها، اسکلت فولادی بناست که بارهای اصلی را تحمل می کند، بار چندانی بر روی نمای خارجی وجود ندارد و شیشه می تواند بخوبی این نقش را ایفا کند؛ چراکه ضمن حفظ اختلاف فشار و دمای هوای داخل و خارج، امکان ورود حداکثر نور به ساختمان را نیز بوجود می آورد. این نکته (استفاده حداکثری از نور)، در کشورهای اروپایی و امریکایی و بدلیل شرایط آب و هوایی این مناطق، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و از آنجا که خاستگاه آسمان خراش ها نیز، همین کشورها بوده اند، استفاده از دیوارهای شیشه ای، به سرعت بعنوان یکی از استانداردهای این نوع بناها، مطرح شد. ضمن آنکه نماهای شیشه ای، به مراتب سبک تر و ارزان تر از سیمان و بتن هستند.  

قدرت طبیعت

اما با بلندتر و سبک تر شدن سازه ها، مشکلات جدیدی خودنمایی کردند. آسمان خراش ها در مقابل قدرت باد، شروع به نوسان و تاب خوردن کردند؛ نوساناتی که گاهی به بیش از شصت سانتیمتر در هر جهت هم بالغ می شد!

بلافاصله مهندسان دست بکار یافتن راه حل هایی برای این مشکل شدند. یکی از اولین چاره هایی که اندیشیده شد، استفاده از خرپاهای فولادی متقاطع، در چاه آسانسور مرکزی آسمان خراش ها بود. هدف از اینکار، تقویت هسته ساختمان و افزایش مقاومت خمشی آن در مقابل نیروی باد بود. راه دیگر، اعمال تغییر در شیوه طراحی و قراردادن اکثر تیرها و ستون ها در لبه های خارجی دیوارها بود. بدین ترتیب، سازه به شکل "لوله" ای سفت و محکم در می آمد.

اما یکی از جالب ترین و در عین حال، غیر عادی ترین راه حل ها، در اواسط دهه 1970 و تحت نام "تعدیل کننده جرمی" معرفی شد. در این شیوه، یک بلوک بتنی عظیم و بسیار سنگین، بر روی یک سطح روانکاری شده قرار گرفته و بوسیله فنرها و جذب کننده های شوک به آن متصل می شود. زمانی که حسگرهای یک کامپیوتر ویژه اعلام کنند که سازه شروع به حرکت در جهتی کرده است، بلوک بتنی همچون یک پاندول و در جهت عکس، حرکت کرده و به این ترتیب، حرکت ناخواسته سازه را خنثی می کند.

پیش بسوی آسمان

با آغاز قرن بیستم، شرکت های بزرگ تجاری، استفاده از آسمان خراش ها را، به عنوان شیوه ای ارزشمند برای معرفی بیشتر نام  و شهرت خود برگزیدند.
از میان اولین آسمان خراش هایی که در منطقه منهتن نیویورک سر بر آسمان سائیدند، می توان به "برج بیمه عمر متروپالیتن" با پنجاه طبقه، ساختمان "وول ورث" (که با شصت طبقه و بیش از 240 متر ارتفاع، تا سال 1930، بلندترین ساختمان جهان بود)، بانک منهتن با هفتاد و یک طبقه، و ساختمان بسیار زیبای کرایسلر (با هفتاد و هفت طبقه و سیصد و نوزده متر ارتفاع) اشاره کرد. در سال 1931، یعنی تنها یکسال پس از احداث ساختمان کرایسلر، ساختمان مشهور "امپایر استیت" با ارتفاع سیصد و هشتاد و یک متر و یکصد و دو طبقه تکمیل شد و برای مدت چهل و یک سال، یعنی تا سال 1972 و ساخته شدن "مرکز تجارت جهانی" (که سی و هفت متر بلندتر بوده و هشت طبقه هم بیشتر از آن داشت)، عنوان بلندترین سازه جهان را در اختیار داشت. دو سال بعد، با ساخته شدن سازه چهارصد و چهل و دو متری برج "سیرز" در شیکاگو، به سیطره نیویورک از نظر میزبانی مرتفع ترین ساختمان های جهان پایان داده شد.

با این وجود، تا بیست و چهار سال بعد، یعنی سال 1998، رکودداران ارتفاع،  همچنان درایالات متحده امریکا حضور داشتند. اما در این سال و با ساخته شدن برج های دو قلوی "پتروناس" در کوالالامپور مالزی، برای اولین بار، رکورد بلندترین آسمان خراش دنیا، از چنگ ایالات متحده خارج شد. این برج های دوقلو، هرچند با داشتن تنها 88 طبقه، رکورد تعداد طبقات را بدست نیاوردند، اما از نظر ارتفاع، به رکورد چهارصد و پنجاه و دو متر دست یافتند.

در حال حاضر، بلندترین ساختمان جهان، آسمان خراش "تایپه 101" است که در سال 2004 در مرکز تایوان احداث شد و به ارتفاعی معادل 509 متر رسید. این سازه نیز با داشتن یکصد و یک طبقه، نتوانست رکورد تعداد طبقات را جابجا کند.

هم اکنون اما، بلندپروازانه ترین پروژه تاریخ ساخت آسمان خراش ها، در همسایگی ایران در جریان است. آسمان خراش در دست ساخت "برج دبی" که طبق برنامه های اعلام شده، در اواخر سال 2008 یا اوایل 2009 تکمیل خواهد شد. ارتفاع دقیق و نهایی این آسمان خراش، اعلام نشده اما بنظر می رسد، هدف مجریان پروژه، دستیابی با ارتفاعی در حدود هشتصد متر و بیش از یکصد و شصت و پنج طبقه باشد. و این یعنی جهشی دویست – سیصد  متری نسبت به بلندترین سازه فعلی جهان.
اما آیا این پایان کار است؟ آیا کشور، شرکت یا پیمانکار دیگری نخواهد بود که تصمیم به ساختن آسمان خراشی بگیرد که ولو برای چند متر، از برج دبی بلندتر باشد؟ شاید برای پاسخ گویی دقیق و مطمئن به این سئوالات، کمی زود باشد؛ اما با درنظر داشتن بلندپروازی های بشر، بسیار بعید بنظر میرسد که رقبای جدیدی برای این برج، قد علم نکنند.