Новые технологии строительства небоскребов

Сегодня небоскребы стали неотъемлемой частью мегаполисов. Они не только изменяют архитектуру городов, но и оказывают большое влияние на развитие строительной отрасли в целом. Небоскребы появились более ста лет назад и с тех пор оказывают огромное влияние на развитие инноваций в строительстве. И это понятно, ведь небоскреб является вызовом для специалистов, работающих в разных областях.

Появление самого термина skyscraper («небоскреб») уходит своими корнями далеко в прошлое еще со времен парусных судов английские матросы, называли так централь-ную (самую высокую) мачту. Сегодня же этот термин стали использовать в отношении зданий большой высотности.

Концепция небоскреба впервые нашла материальное воплощение в Чикаго второй половины XIX века, когда этот город превращался в огромный коммерческий центр. Импульсом для этого послужил Великий пожар 1871 года, полностью уничтоживший старый город. При определении концепции возрождения Чикаго необходимо было учитывать его крайнюю перенаселенность, что и нашло должное отражение при разработке архитектурного проекта Трибьюн – Тауэра, разработчики которого вдохновлялись великими шедеврами античности и Возрождения.

Огромное значение для архитекторов, устремленных в будущее, имело появление во второй половине XIX века новых материалов и технологий. Прежде всего, материалов, из которых изготавливались каркасы и коробки зданий, т.е. стальные конструкции и опоры, несущие относительно независимые панельные и стеклянные перегородки. Еще одним «виновником» высотного бума можно назвать лифт Отиса, без изобретения которого строительство зданий выше 5 этажей было бессмысленным. Третьим новшеством явилось внедрение систем вентиляции и электрического освещения, что привело к возможности создания регулируемого микроклимата, не зависящего от меняющихся погодных условий. Эти технологические прорывы означали, что теперь при проектировании зданий архитекторы могли не принимать во внимание условия естественного освещения и вентиляции.

Сегодня строительные технологии позволяют возводить сооружения до трех километров высотой. Пока такие высотки не востребованы, прежде всего, потому, что доехать до «вершины» за разумное время довольно сложно. Поэтому на сегодняшний день большинство небоскребов не вырастает больше 500 метров. Однако даже и эта высота требует достаточно сложных технических решений. Поэтому, когда строители и архитекторы ре-шаются взяться за строительство высотки, они устраивают соревнование конкурсных решений и передовых технологий, и при воплощении в жизнь подобного проекта обязательно отслеживают научные достижения, чтобы затем применить их на практике.

В настоящее время большое внимание уделяется обеспечению максимальной прочности небоскреба и его способности выдерживать нагрузки разной направленности. К примеру, одно из самых известных зданий мира -Taipei International Financial Center («Тайпей 101»), высотой более 500 метров - потребовало решения крайне непростой задачи: в чрезвычайно сейсмоопасном районе Тайваня, где, к тому же, не редкость ураганы, возвести небоскреб, способный выдержать землетрясение и мощный удар ветра.

Решение архитекторы позаимствовали в ботанике. Подобно стеблю растения башня способна гнуться благодаря особой конструкции металлических облицовочных панелей. Они имеют толщину 3 см и при этом могут прогибаться внутрь до 18 см, без проблем возвращая свою форму. В результате зданию не страшен ветер в 300 км/ч. Кроме того, Тайпей 101 имеет крупнейший в мире инерционный демпфер, который представляет собой стальной шар, весом 660 тонн и диаметром 5,4 метра, подвешенный между 87 и 91 этажами. Он висит там как маятник, и кода сильный ветер начинает раскачивать здание, начинает раскачиваться и шар, тем самым погашая колебания небоскреба.

небоскребы небоскребы

 

При возведении в Петербурге «Лахта центра» — общественно-делового комплекса со штабквартирой группы Газпром, открытие которого намечено на 2018 год, будет использоваться новое решение. Все этажи небоскреба планируется выстроить вокруг ствола или ядра, который будет возводиться из бетона. Внутри него разместят все инженерные коммуникации, включая трубопроводы, кабельные системы и лифты. Чтобы уменьшить колебания небоскреба, через каждые семьдесят метров будут расположены распорки из железобетона, которые соединят внешние колонны. В свою очередь для обеспечения надежного соединения внешних колонн с центром здания будут использоваться металли-ческие балки. Одним словом, у здания будет повышенный запас прочности, а всю конструкцию можно будет использовать в течение неограниченного срока.

небоскребы

 

Одним из слабых мест в развитии «небоскребостроения» является высокое энергопотребление. Однако, как показывает практика, решения, минимизирующие энергопо-требление реализуются все чаще. В частности при строительстве «Лахта центра» будут использованы уникальные фасадные конструкции и гнутые стеклопакеты 2,8 на 4,2 метра весом около 740 кг. Такой объем уникального фасадного стекла на высотном объекте будет использоваться впервые. Воздушное пространство между слоями остекления фасада обеспечит одновременно теплоизоляцию и естественную вентиляцию, что позволит снизить затраты на отопление и кондиционирование. Специальные системы будут поддерживать оптимальный температурно-влажностной режим. Кроме того, именно такая конструкция остекления позволит создать и подчеркнуть плавную форму башни.

Аналогичная технология была применена при строительстве высотного 55-этажного здания Гренландского центра компании Skidmore, Owings & Merril в Пекине. Остекленный фасад здания выполнен по технике барельефа и состоит из двух видов трапецеидальных стеклянных модулей, особым образом преломляющих свет внутри и сна-ружи. Трапециевидные стеклянные элементы фасада также повышают теплозащиту здания и значительно снижают нагрев от солнечных лучей.

небоскребы

 

Что касается внешнего вида высотных зданий, то и здесь проектировщики и архитекторы, опираясь на последние достижения в области строительных технологий, все чаще отходят от традиционных форм и стараются придавать высоткам футуристический облик. Первые многоэтажные здания, появившиеся в американских городах в 20-30е г. прошлого века, отличались достаточно вычурным архитектурным обликом, и возводились чаще всего в готическом стиле и только в середине минувшего века приняли привычный для нас облик, который специалисты называют «чистой геометрией». Сегодня небоскребы могут иметь практически любою форму — квадратные, прямоугольные, овальные, круглые высотные здания появляются по всему миру. Оказывают влияние на внешний облик небоскребов также и новейшие тенденции.

Полон футуристических идей и знаменитый Turning Torso («Крученый небоскреб») в шведском городе Мальмё. Само здание трудно назвать супергигантом – его высота со-ставляет всего 190 м, но оно имеет весьма необычную форму - фактически, это спираль, делающая полный оборот по высоте. Самое интересное здесь, что бетонное здание заковано в стальной экзоскелет (внешний каркас), выполненный из конических стальных труб. Он охватывает весь периметр и крепится к стенам между каждым модулем горизонтальными и диагональными трубами. Они, в свою очередь, стальными анкерами устанавливаются к углам конструкции. В результате, центральная часть отвечает за вертикальную устойчивость, а экзоскелет воспринимает мощную ветровую нагрузку и гасит вибрации от нее.

небоскребы небоскребы

 

И в очередной раз своим необычным подходом к строительству поражает Дубай. Фантастические решения воплощаются в строящемся сейчас в ОАЭ Green Environmental Tower («Вращающийся небоскреб»).
Этот небоскреб вполне способен стать самым впечатляющим зданием Дубая. Мечтали ли вы когда-нибудь засыпать с видом на закат, а просыпаться с видом на восход? Так вот уникальность этого небоскреба в том, что мечты станут реальностью. Этажи будут вращаться непосредственно владельцами квартир, однако если позволить всем этажам вращаться согласованно, под управлением компьютера, возникают интересные эффекты. В результате высотка «оживает», постоянно меняя свою форму.

небоскребы

 

Но 68-этажная башня - творение итальянской компании «Динамичная архитектура» - (Dynamic Architecture) намерена привлечь внимание инвесторов не только внешним эффектом. Начинка здания не менее оригинальна. Важная и интересная деталь этой башни - огромные горизонтальные ветровые турбины, встроенные в промежутки между этажами. Каждая из 50 горизонтальных ветротурбин, размещенных между этажами, развивает мощность до 300 кВт, и, по расчетам, всего восьми будет достаточно для полного обеспечения энергией всего сооружения. Кроме того, крыша здания станет полем из солнечных панелей. Избыток электроэнергии будет продаваться, причем планируется, что на этом можно будет заработать до 7 млн. долларов в год.

Также авторы этого проекта гордятся тем, что предусмотрели технологию быстрого возведения башни со сборкой этажей прямо на месте. Краны и прочая традиционная строительная техника потребуются строителям лишь при возведении центрального ядра здания, вокруг которого и будут крутиться этажи и ветровые турбины. Далее это ядро само будет играть роль направляющих лифта, на который будут «наворачиваться» вверх треугольные блоки-сегменты. В итоге на сборку одного этажа требуется всего 3 дня.

История продолжается, и небоскребы самых непредсказуемых и экстравагантных форм продолжают подниматься к небу над метрополиями мировой цивилизации. Мы живем в такое удивительное время, когда трудно, а порой и невозможно провести грань между реальностью и технологической сказкой, поскольку возможно уже прямо сейчас гдето осуществляются самые невероятные идеи.

Наверх

Задать вопрос

Регистрация на обучение

Зарегистрируйтесь по телефону: +7 (812) 912-24-61,
или пройдите электронную регистрацию

Отправить на E-mail

Подписка на рассылку

Обратный звонок