Задача облегчения веса стен высотного здания привела строительную промышленность к необходимости освоения целого ряда облегченных материалов – заполнителей стен и элементов для междуэтажных перекрытий. Взамен традиционного для стен материала – обычного кирпича – появились дырчатый кирпич, керамические пустотелые блоки, для внутренних перегородок – пустотелые гипсовые блоки, пеносиликатные плиты и т. д. Впервые в отечественном гражданском строительстве для утепления плоской кровли высотных зданий было применено пеностекло. Примерно в то же время оно стало внедряться в проекты конструкций крупнопанельных каркасных зданий в качестве утеплителя стеновых железобетонных панелей[305].

Влияние строительства высотных зданий распространилось и на сферу производства облицовочных материалов, требования к которым в отношении износа оказались значительно выше, чем в традиционных домах. Строительная индустрия начала производить разнообразный ассортимент облицовочных материалов, отвечающих новым требованиям: специальные сорта керамики, литой камень, майоликовые детали.

В московских высотных зданиях была применена оригинальная конструкция фундаментов в виде железобетонной коробки с системой пересекающихся продольных и поперечных стен с верхней и нижней плитами. Железобетонная конструкция работала как единая жесткая система, равномерно распределяющая давление от веса всего здания на грунт. Большая глубина заложения фундаментов при наличии высокого уровня грунтовых вод вызвала необходимость применения надежной гидроизоляции, осуществляемой гидроизолом (основа – асбестовый картон) и металлоизолом (основа – алюминиевая фольга); гидроизоляция стен прикрывалась защитной стенкой из кирпича или бетонных камней, а гидроизоляция основания фундамента – двойным защитным слоем асфальта.

Условия геологического строения грунтовых напластований в Москве, для которых характерно глубокое залегание твердых пород, способных воспринять большую нагрузку, и высокий уровень грунтовых вод вызвали к жизни и ряд смелых интересных методов устройства фундаментов. Неблагоприятные геологические условия строительного участка гостиницы на Комсомольской площади привели к необходимости забивки под коробчатый фундамент вибронабивных железобетонных свай, впервые примененных в отечественной практике. В здании Министерства путей сообщения у Красных Ворот путем замораживания грунта были созданы условия, допускавшие возможность возведения фундамента высотного здания одновременно с сооружением эскалаторного хода расположенной под ним на большой глубине станции метрополитена. В здании гостиницы на Дорогомиловской набережной, где уровень заложения фундамента оказался значительно ниже Москвы-реки, применена двухконтурная установка иглофильтров, образовывавших вокруг котлована замкнутые прямоугольники, из которых вода отводилась при помощи специальных насосных агрегатов. Это позволило при незначительных затратах производить работы в абсолютно сухом грунте.

Для того чтобы нагляднее представить себе, с какими гигантскими объемами работ было связано строительство высотных зданий, достаточно привести некоторые цифровые данные по строительству Московского государственного университета: земляные работы – 900 000 м3, бетонные и железобетонные фундаменты – 150 000 м 3, металлические конструкции – 50 000 т, кладка из кирпича и керамических блоков – 325 000 м 3, железобетонные перекрытия – 90 000 м3, внутренний трубопровод – 700 км и т. д.[306]

Строительство Московского государственного университета на Ленинских горах. Монтаж каркаса с помощью крана УБК-5. 1950 г.

Московские высотные дома стали практической экспериментальной базой для огромного количества технологий, примененных в СССР впервые. Например, на московских высотных стройках были впервые опробованы универсальные башенные краны, без современных аналогов которых теперь невозможно представить себе ни одной строительной площадки. Речь идет о самоподъемных башенных кранах новейшей на тот момент конструкции (УБК-5-50 и УБК-15-49) грузоподъемностью 5 и 15 т, объединяющих в себе весь комплекс механизации монтажа. Основная особенность такого крана заключалась не только в способности переносить груз, но и в том, что он мог поднимать самого себя с этажа на этаж по мере роста возводимого здания. Делалось это при помощи передвижной обоймы, прикрепляемой к прогонам междуэтажного перекрытия. После того как кран заканчивал монтаж очередного яруса каркаса, обойма поднималась на высоту двух этажей и, так же как и сам кран, закреплялась на ригелях верхнего этажа посредством откидных или выдвижных аутригеров. Для подъема крана служил полиспаст, запасованный между низом ствола крана и подъемной обоймой. Он приводился в действие электрической лебедкой, установленной на нижних опорных балках ствола крана. Руководство операциями по монтажу каркаса осуществлялось при помощи двусторонней громкоговорящей телефонной установки с репродукторами в будке машиниста и на стреле крана. Кран сконструировали советские инженеры П.П. Велихов, Л.Н. Щипакин, И.Б. Гитман и А.Д. Соколова, удостоенные за эту работу Сталинской премии[307].

Высотные здания представляют собой необычные объекты и с точки зрения пожарной безопасности. Нормы, регулировавшие в обычных зданиях количество лестниц, ширину маршей и выходов, исходя из количества людей, подлежащих эвакуации, или из размеров эксплуатируемой площади, в данном случае привели бы к абсурдному количеству лестниц, к невероятной ширине маршей и пр. Проектировщикам пришлось сделать основной упор на усиление мер профилактического характера за счет улучшения способов эвакуации и непосредственных мер борьбы с огнем, в первую очередь на создание полностью огнестойких зданий, внедрение аппаратуры для широкой автоматизации водопроводных противопожарных установок, автоматизации контроля над ними, сигнализации и пр.

В целях защиты каркаса от огня была предусмотрена огнезащитная облицовка колонн, ригелей и балок. Толщина облицовки различна в различных условиях расположения металла. В каждом конкретном случае определялся предел огнестойкости, который и диктовал толщину защитного слоя, различного для разных применяемых материалов. Для этих целей, в частности, применялись бетон на щебне из естественных материалов, кирпича и керамзита, кирпич обыкновенный и дырчатый, пустотелая керамика и гипсовые плиты с заполнением внутреннего объема между стальной конструкцией и облицовкой.

Скорость движения пассажирских лифтов в высотных зданиях – от 1,5 до 3,5 м в секунду. Для успешного обслуживания массовых перевозок в высотных зданиях понадобилось значительно увеличить скорость движения подъемников, что, в свою очередь, затронуло целый ряд разнообразных и сложных вопросов в области науки и техники – автоматизация управления лифтами, сигнализация, производство специальных тросов достаточной эластичности и прочности, механическая и электромеханическая аппаратура безопасности.