Основные вопросы архитектурно-художественного образа нового университетского дома были в целом решены к 1949 году, но инженерно-техническая сторона будущего сооружения потребовала прямо-таки революции в технологии строительства.
Напомним, что московские высотки впервые в СССР строились каркасным способом. Он не был инновационным, ибо был позаимствован на родине небоскрёбов – в США, но осваивался самостоятельно, часто переоткрывался заново и поэтому имел своеобразные черты. Практически все расчёты для Главного здания делали с чистого листа: ведь опыт проектирования высоток в СССР ограничивался лишь бесконечной переработкой проекта Дворца Советов. Строительство крупноблочных домов началось только в 1948 году и ограничивалось разовыми экспериментами.
Суть метода состояла в том, что надземная часть высотных зданий монтировалась на стальном ригельном каркасе, элементы которого сваривались методом электросварки. Затем, для усиления жёсткости конструкции, её основные несущие элементы и колонны армировались бетоном. Несущие и внешние стены, опиравшиеся на ригели, клали из кирпича, внутренние перегородки – из гипсовых блоков. В ряде случаев применялись пустотелые керамические блоки, призванные снизить нагрузку и вес здания. Метод этот был для советской стройиндустрии инновационным. Но кроме трудностей, связанных с новизной, была масса технических проблем. Инженеры вынуждены были в кратчайшие сроки провести комплексные исследования и натурные испытания применимых для данных задач марок стали, типов железобетонных колонн, их сечения и длины, способов армирования бетона, марки бетона и пр.
К земляным работам на котловане будущего Главного здания приступили зимой 1949 года, а к заложению фундаментов – в мае того же года. Глубина котлована составила 18 метров, глубина же залегания нижней плиты фундамента – 14,5 метров.
Сложные геологические условия в месте возведения Главного здания МГУ заставили уделить особое внимание и фундаменту будущего Дворца науки. Он должен был не только справляться с весовой нагрузкой, но и устойчиво вести себя в сложных геологических условиях Воробьёвых гор: наличия плывунов, оползней, эрозии почв и пр. Инженерное решение предложил известный советский конструктор и учёный Н. В. Никитин – «коробчатый фундамент», жёсткую цельнобетонную конструкцию, вертикальные стены которой имеют метровую толщину. Они дополнялись крестообразными в сечении металлическими колоннами, которые легко монтировались и, располагаясь под углом 45 градусов к главным осям сооружения, принимали на себя максимально возможную нагрузку. Фундамент спроектировали такого объёма, чтобы масса вынутого грунта была равна массе будущей постройки, и здание как бы «всплывало» на обычной глинистой почве, словно на бетонном понтоне. В результате осадка после строительства составила лишь 5 сантиметров. Если совсем чуть-чуть вдаваться в технические детали, то надо отметить, что описанная выше монолитная бетонная коробка стала основой лишь высотной части здания. Низкие боковые крылья имеют обычные неглубокие фундаменты. Под землей они с коробкой высотной части не соединяются: граница проходит под арками боковых дворов Главного здания.
Первый каркасно-панельный дом в СССР был построен в 1948 году. Для его возведения советские инженеры А. И. Сегаль и Б. А. Дзержкович предложили оригинальные методики расчёта прочности каркасов для различных нагрузок. Однако, они подходили для домов высотой максимум в 8 этажей. Остов же высотного здания МГУ требовал гораздо более точных и сложных расчётов. Надо иметь в виду, что в распоряжении советских инженеров не было ЭВМ. Поэтому нагрузки рассчитывали на моделях, а для испытаний конструкций была создана специальная установка, куда помещалась уменьшенная копия испытуемых элементов. Затем установка с помощью сложной системы блоков и противовесов имитировала разные типы нагрузки: смещения и деформации, которые замерялись специальными приборами, и полученные данные переводились математическим путём специальным методом, разработанным доктором технических наук Ю. А. Нилендером в реальный масштаб сооружения.
На основании такого моделирования Н. В. Никитин сформировал набор из типовых элементов конструкции и систему креплений перекрытий. Она спроектирована таким образом, что позволяет каркасу немного «гулять». Поэтому огромное здание не имеет (обычных в американской практике строительства небоскрёбов) температурных швов. Лишь под самым шпилем установлены несущие колонны особой, трубчатой формы.
Высотное строительство предопределило масштабное развитие и строительной техники. В отличие от привычного нам отдельно стоящего крана со стрелой и блоками противовесов на строительстве московских высоток впервые применили другую технологию. Краны устанавливали на само здание, прикрепляя их к балкам каркаса как к ступеням огромной лестницы. По мере роста здания кран электрической лебёдкой подтягивался выше и крепился на новых балках. Поэтому этот тип кранов получил название «самоподъёмный».
Главная трудность при использовании такого подъёмного механизма была на последних этапах строительства. Дело в том, что самый высокий кран стоял в ядре здания и когда строительство подошло к финалу – монтажу шпиля – необходимо было этот кран демонтировать. Но как же тогда монтировать шпиль? В итоге реализовали следующее техническое решение: сначала по частям разобрали и спустили вниз кран. Затем пятидесятиметровую конструкцию шпиля собрали прямо внутри каркаса на месте, где стоял кран. Он встал на этажах будущего Музея землеведения. Шпиль облицевали, прикрепили сверху звезду (напомню, все это – внутри здания), а затем очень медленно вытянули наверх лебёдками и закрепили над 32-м этажом здания.
Стремясь удешевить и ускорить строительство, применили железобетонные плиты для перекрытий и крупноформатные панели во внешней отделке здания. Для их изготовления был модернизирован один из старейших кирпичных заводов Подмосковья в Кучино (работал с 1867 года). Там в 1949 году началось строительство цехов по производству крупноформатных железобетонных и облицовочных керамических блоков. Новые цеха вступили в строй уже в 1950 году. Размеры плит варьировались под размеры комнат и перекрывали их целиком. Уже на заводе в плите формировалось отверстие для люстры и лепнина потолка. Рабочим оставалось только правильно смонтировать такое перекрытие над нужным местом.
В практике строительства первых послевоенных лет была широко распространена облицовка наружных стен керамической плиткой. Эта плитка по форме напоминала кирпич, но была у́же и легче. Однако же, задача вручную облицевать громадное 32-х этажное здание представлялась организаторам строительства процессом очень затратным и, главное, длительным. Поэтому было принято решение облицовывать здание специальными панелями. Их отливали так же, как и плиты перекрытий: обкладывали плитками специальную форму изнутри, а потом подавали туда бетон. Затем готовую плиту поднимали на фасад и фиксировали там.
Второй интересной особенностью этой технологии явилось применение для отдельных фрагментов здания больших облицовочных панелей (площадью от 8 до 15 м²) с барельефами, выступающими элементами типа пилястр и фасонных вставок. Они также изготавливались промышленным способом. Всего при строительстве МГУ керамикой облицевали 280 000 м² стен, из которых крупными панелями с барельефами и декоративной керамикой 26 000 м².
Кроме керамики в оформлении ряда элементов фасада (цоколь, пандусы, входные группы и пр.) широко применялся полированный гранит. Его обработка производилась на построенном в Водниках под Москвой крупном механизированном камнеобрабатывающем заводе. Часть декоративных деталей из камня изготавливалась на предприятиях Ленинграда и УССР.
В соответствии со сложившейся советской традицией вместе с утверждением проекта строительства ГЗ МГУ строители получили ещё и жёсткие сроки выполнения этой важной государственной задачи. От закладки фундамента до полной сдачи объекта было отведено четыре года. А ведь на стройке есть технические процессы, которые не ускорить при всём желании: скажем, бетон набирает проектную прочность за 28 суток, и от партийности или сознательности строителей это никак не зависит. Скорее наоборот – сознательность должна требовать выдерживать сроки, чтобы соблюсти технологию.
Тем не менее и тут не обошлось без штурмовщины. Чтобы выполнить решения партии и правительства в срок, стройку на Ленинских горах не останавливали даже в аномальные морозы 1950–1951 годов. Раствор клали при отрицательных температурах, кирпич примерзал, а в оттепель окончательно схватывался. С облицовкой было сложнее (на замёрзшем бетоне плитки не держались и соскальзывали вниз), поэтому строители на внешних стенах работали с закрытых лесов (тепляков), которые обогревали паром, горячим воздухом и электричеством.
Отделку Главного здания начали как можно раньше, когда наверху ещё монтировали колонны каркаса. Цоколь здания, входные группы и порталы облицовывали гранитом; блоки резали и полировали специальными машинами. Внутри – преимущественно мрамором: его добывали на ныне исчерпанном Прохоро-Баландинском разрезе в Челябинской области. Также широко применялся и искусственный литой камень – сплавленная смесь из мела, доломита и кварцевого песка. Из этого материала сделаны многочисленные скульптуры, барельефы и украшения на фасадах. По сравнению с природным известняком такой камень не боится сырости и позволяет отливать сложные детали в формах.
Стены в жилых помещениях оклеили линкрустом – прочными пластиковыми обоями, которые можно мыть, красить и даже переклеивать без повреждений. Сейчас он кое-где сохранился в помещениях общежитий Главного здания, а также его ещё можно увидеть в «ретропоезде» московского метро: вагоны там отделывали линкрустом до 1969 года.
Несколько слов необходимо сказать и о коммуникациях Главного здания. Его высота требовала дублирования всех возможных систем, а к этому ещё добавлялось то обстоятельство, что химические и физические лаборатории нуждались в специальных системах кондиционирования, фильтрации пыли, отвода стоков химически активных элементов и пр. Так что водопровод в Главном здании резервирован, чтобы справляться с любыми сбоями в городской сети (и пиковыми нагрузками в водоснабжении в самом здании, ибо 5000 блоков общежития и почти 200 квартир – это не шутка). Чтобы не превышать давление в трубах, было предусмотрено и смонтировано несколько контуров водопровода, которые перекачивают воду между собой. В Главном здании действует также три системы канализации. Помимо бытовой канализации, установлена отдельная система для лабораторий из химически устойчивого пластика, а также внутри здания проходят трубы, отводящие дождевую воду с кровли.
Чтобы уложиться в сроки и установить в общежитиях нового здания университета 3000 санузлов, опять потребовался нестандартный подход. Стояки, трубы, связки и ответвления монтировались в заводских условиях и доставлялись на стройку в собранном виде. Там они занимали свои места и соединялись с выходами общей системы.
Теплоснабжение Главного здания тоже имело своим особенности. Во-первых, обогреть такое большое количество помещений – сложная задача. А если учесть, что сооружение нагревается солнцем и остужается ветром по-разному с разных сторон в разное время года и на разной высоте, то все это потребовало также особых решений. Весь тепловой контур здания разделён на 6 зон, внутри которых наличествует своя структура подачи теплоносителя. Его разные части включаются и отключаются автоматически в зависимости от показаний специальных термостатов, закреплённых на внешних и внутренних стенах и фиксирующих текущую температуру.
В свете всего вышесказанного расскажем ещё об одной инновации, которая сегодня никого не удивляет, а тогда была в диковинку. Называлась она «лучистой системой отопления» и представляла собой систему обогрева пола на первом этаже здания. Сделано это было, чтобы мокрые следы от обуви в межсезонье и холодное время года быстрее сохли. Сегодня многие используют систему «тёплых полов» в быту, не зная, что впервые в нашей стране она была применена и опробована именно в Главном здании МГУ.
Чтобы не строить котельную посреди университетского комплекса, пришлось вести целых два магистральных теплопровода: от Калужской (ныне ТЭЦ 20) и Фрунзенской ТЭЦ (ныне ТЭЦ 12).
Помимо стандартных коммуникаций, в Главном здании была смонтирована централизованная пылесосная система. В подвалах стоят пятнадцать мощных стационарных пылесосов, от которых специальные трубы без стыков идут к розеткам-портам на этажах. Уборщицам нужно было только подключить длинный шланг к порту: пыль сразу шла в подвал, а оттуда смывалась в канализацию.
Для телефонизации столь большого числа абонентов в Главном здании пришлось построить и открыть отдельную АТС (префикс 939). Поначалу телефоны ставили по одному в каждом блоке общежития и это считалось верхом комфорта. Однако же то ли из экономии, то ли из соображений безопасности эта практика была изменена. Телефоны стали ставить по одному на этаж, на столы к дежурным, которые с помощью специальной сигнализации могли вызывать студентов из блоков к телефону, и оказывались, как бы невольными свидетелями чужих переговоров. Поэтому многие первые обитатели общежития подозревали, что их прослушивают и сообщают о содержании переговоров «куда надо».
Автор: доктор исторических наук, профессор кафедры истории и правового регулирования отечественных СМИ факультета журналистики
МГУ имени М. В. Ломоносова Д. А. Гутнов
Дизайн: А. А. Магера