В сотни этажей - это всегда поражающие воображение конструкции, которые выглядят престижно и респектабельно. Как строят небоскребы и зачем это делают? Целесообразность таких решений исходит из стремительного роста населения крупнейших мегаполисов планеты. В то же время разработать проект здания высотой более сотни метров чрезвычайно сложно. Такое строение должно быть не только функциональным, но и безопасным. Вот почему сегодня для реализации подобных проектов прибегают к применению самых инновационных технологий.
В чем заключается технология строительства небоскребов? Какие здания являются самыми высокими на сегодняшний день? Какие инновации в строительстве небоскребов используют в последнее время? На эти и другие вопросы постараемся ответить в нашем материале.
Выбор места под строительство
Как строят небоскребы? Важнейшую роль в реализации проекта играет выбор площадки под размещение конструкций. Высотки гораздо сильнее давят на грунт, чем стандартные жилые здания. Именно по этой причине небоскребы стоят лишь на плотной почве, которая не содержит полостей, неоднородных масс и залежей вод. Здания внушительной высоты содержат массивную, невидимую для глаз обывателя подземную часть. Очевидно, что закладка сложных конструкций фундамента требует тщательного анализа характера почвы.
Стены и несущие конструкции
Современные небоскребы невозможно построить из кирпича или бетонных плит. Подобного рода конструкции неминуемо ожидало бы скорое разрушение в виду нестабильности под воздействием естественных факторов.
Как правило, при сооружении небоскребов прибегают к применению несущих, составных стальных конструкций. В качестве материала для всевозможных перекрытий используют высочайшего уровня прочности.
Планировка
Внутренне устройство небоскребов кардинально отличается от городского жилья. Основной упор здесь делают на соблюдение пожарной безопасности. Ведь эвакуировать людей из здания высотой в десятки этажей при возникновении чрезвычайного происшествия оказывается крайне проблематично. Поэтому внутренне пространство небоскребов разделяют специальные противопожарные преграды. При этом один резервный лифт в здании всегда остается подключенным к бесперебойной подаче электропитания.
Новейшие небоскребы спланированы таким образом, чтобы в чрезвычайных ситуациях люди могли укрыться на технических этажах, которые обычно простаивают пустыми. В то же время все входы в помещения чаще всего оборудуются двойными дверями. Реализуют это в целях предотвращения сквозняков, что снабжают пламя кислородом при возгораниях.
Жизнеобеспечение
Небоскребы, как правило, оборудуются системами, что обеспечивают экономное потребление энергии. Во многих современных зданиях реализованы солнечные батареи. За водоснабжение отвечают продуктивные насосы, которые устанавливаются через каждые 10-15 этажей. Иным путем закачать воду на сотни метров ввысь просто невозможно. Ну и нельзя не отметить системы автономного кондиционирования воздуха.
Стоимость проектов
Сколько стоит строительство небоскреба? Не так давно японские инженеры заявили, что планируют соорудить конструкцию под названием "Фуджи", высота которой достигнет немыслимых 4-х километров. Проект здания предполагает наличие целых 800 этажей. Готовое сооружение должно вместить в себя порядка одного миллиона человек. Для обеспечения здания электроэнергией будут применяться солнечные батареи. Какова же стоимость реализации проекта? По оценкам специалистов строительство "Фуджи" обойдется Японии в сумму от 300 до 900 миллиардов долларов.
Что касается самого высокого дома из ныне существующих, таковым является башня "Бурдж-Халифа" в Объединенных Арабских Эмиратах. Ее высота достигает 828 метров. Стоимость такого небоскреба достигает порядка 20 миллиардов долларов.
Следующий по высоте небоскреб - Шанхайская башня, строительство которой завершилось в 2015 году, обошлась ее создателям всего в 1,7 миллиарда. Высота этого здания составляет 632 метров.
Самый высокий небоскреб в мире
В 2010 году в городе Дубай (ОАЭ) торжественно открыли одно из наиболее впечатляющих зданий в истории. Самый высокий небоскреб в мире (828 метра) получил название «Бурдж-Халифа». Презентация башни представляла собой помпезное событие. Вокруг громадного здания собрались тысячи зевак. Трансляция торжественной церемонии распространялась на весь мир. За действом одновременно наблюдали по телевизору рекордные 2 миллиарда зрителей.
На реализацию проекта ушло целых 5 лет. В ходе работ планы которые отвечали за финансирование, неоднократно менялись. Архитекторам регулярно приходилось вносить поправки в план сооружения, чтобы максимально увеличить его высоту.
Несмотря на все старания шейхов, «Бурдж-Халифа», предположительно, сулит недолго оставаться самым внушительным строением в мире. Ведь не так давно правительство Саудовской Аравии заявило о собственном проекте, который должен затмить своим величием знаменитую башню. По некоторым данным, высота нового гиганта под названием Kingdom Tower составит 1,1 километра.
Небоскребы в Нью-Йорке
Одним из мировых лидеров по количеству небоскребов на единицу площади по сей день остается город Нью-Йорк. Настоящей туристической Меккой является знаменитый «Эмпайр-стейт-билдинг». Располагается небоскреб в финансовом центре города на пересечении Пятой и Тридцать четвертой авеню. Строение занимает целый квартал и возвышается в небеса на 448 метров.
Еще не так давно самым высоким небоскребом Нью-Йорка являлся «Всемирный торговый центр». Монументальное сооружение состояло из двух башен-близнецов, каждая высотой в 541 метр и 110 этажей. Однако в 2011 году состоялась страшная трагедия. Не секрет, что знаменитый небоскреб был уничтожен атакой террористов и навсегда канул в историю.
В 2005 году на карте мегаполиса появился знаменитый Рофеллер-центр. Средства на строительство небоскреба были выделены успешным бизнесменом Джоном Рокфеллером, в честь которого собственно и назвали сооружение. Здание возвышается над Нью-Йорком на 259 метров. На вершине сооружения оборудована смотровая площадка, с которой открывается одна из лучших панорам на город. Примечательно, что обзорная башня на крыше здания, реализованная для туристов, не имеет защитных сеток и решеток. Это позволяет посетителям объекта наслаждаться просто-таки фантастическими видами.
Инновационные технологии
В настоящее время при строительстве небоскребов во всем мире ориентируются на реализацию в проекте возобновляемых источников энергии, применение экологически чистых, безопасных материалов, уменьшение воздействия громадной массы на грунт. Специалисты ориентируются на возможные колебания конструкции, воздействие на нее сейсмических явлений.
Как строят небоскребы? Прежде всего проектировщики прибегают к применению композитных материалов. Как правило, одни и те же схемы повторяются на всех уровнях здания. Использование композитов снижает общий вес зданий, в среднем, на 10%. Технология также дает возможность значительно ускорить реализацию проектов.
Самые передовые технологии сегодня применяются в странах Азии. Здесь особенно озабочены повышенной устойчивостью высотных конструкций, что обусловлено высокой вероятностью вступления в действие факторов природных катаклизмов. Так, небоскреб что располагается в Шанхае, по оценкам специалистов, может сохранять целостность своих конструкций при скорости ветра более 200 км/ч, а также противостоять подземным толчкам мощностью до 7 баллов. Обеспечивается это благодаря реализации подвижных соединений внутри несущих колонн из стали. Огромное влияние на поддержание стабильности конструкции оказывает наличие плавательного бассейна, расположенного на 57 этаже небоскреба. Последний дает возможность зданию балансировать в пространстве.
Не на самом последнем месте при строительстве высотных зданий остается повышенная забота об окружающей среде. Современные небоскребы все чаще играют роль воздушных фильтров, которые убирают из воздушного пространства парниковые газы, прочие вредные вещества. Ярким примером является здание Bank of America, расположенное на острове Манхэттене. Системы, размещенные в стенах конструкции сооружения способны отфильтровывать загрязненный воздух и отдавать его обратно в пространство уже в очищенном виде.
Самое в мире - «Бурдж-Халифа» концентрирует в себе конденсат, который затем уходит в виде жидкости на орошение прилегающих зеленых насаждений. Помимо прочего, при сооружении небоскреба применялись особые марки бетона, которые выдерживают воздействие высоких температур, что превышают 50 о С.
В заключение
Вот мы и выяснили, как строят небоскребы. Еще не так давно некоторые из вышеуказанных проектов казались чем-то футуристическим и недостижимым в ближайшей перспективе. Как видно, развитие технологий не стоит на месте. Инновационные решения незаметно становятся частью нашей повседневной жизни и все чаще воспринимаются как должное.
История высотного строительства (небоскреб)
История высотного строительства. Задолго до появления высотных зданий британские моряки небоскребом называли (skyscraper) самую высокую мачту на корабле.
Ветхозаветной Вавилон был первым городом, где люди задумали построить башню до небес. И ненормально высокие сооружения люди строили уже 4,5 тысяч лет назад (Великая пирамида в Гизе поднимается на 145 метров, уравнивается современном 40-этажном здании), настоящие небоскребы появились только в конце 19 века в США. До конца 19 века строить высотные дома было экономически невыгодно. Чтобы 16-этажное здание с камня или кирпича не развалилась под личной весом, толщина ее стен на уровне земли должна была составлять целых 2 метра. Мало удовольствия и постоянная беготни по лестнице, а лифты в то время постоянно падали: первый аварийный тормоз изобрели только в 1852 г.
— это многократное повторение в вертикальном направлении куска земли, на котором он стоит, его главная цель — приумножение стоимости этой земли. Англоязычный термин небоскреба начали использовать в 1880-х годах в США, когда, на тот момент, современные технологии позволили строить жилые и офисные здания на шесть или более этажей, ранее, в частности возникали проблемы с водоснабжением на такую высоту. Изобретение современных лифтов тоже повлиял на эти процессы. Первые современные небоскребы связанные с американскими городами Чикаго и Нью-Йорком.
Первым современным небоскребом считается , который был построен в 1885 в Чикаго. У него было 10 этажей, высотой в 42 метра. Несмотря на не очень впечатляющие характеристики, по конструкции это был первый современный небоскреб, построенный с помощью стального каркаса. Это в свою очередь освободило от напряжения стены, благодаря чему они были уникально тонкими. Дом был разрушен в 1931 году.
(построен в 1891 году.)
После появления небоскребов, начались соревнования за высокое здание в мире, и они до сих пор продолжаются.
Небоскреб, который построили в 1930 всего за одиннадцыть (11) месяцев, был самым высоким небоскребом в мире, пока через несколько месяцев, тоже в 1930, не закончилось строительство .
Сначала небоскреб назвали Банком Манхеттенськои Компании (англ. The Bank of the Manhattan Company). После того, как Банк Манхетенськои компании слился с Банком Чайсом Насиональ и стал Банк Чайс Манхеттена название банка изменилось опять к Уолл Стрит 40. В 1996 г., когда небоскреб купила компания Дональда Трампа, его стали называть Домом Трампа (англ. The Trump Building).
Гонка за право называться самым высоким зданием в мире
Небоскреб Уолл Стрит 40
планировался на 41 м выше за Дом Вулворт (англ. Woolworth Building) построен в 1913 в Манхэттене. (Дом Булворт был самым высоким небоскребом в 1930.)
Небоскреб указывал на прогресс, развитие, победу человека над ее природными ограничениями. Люди следили и наблюдали за новыми вершинами, которые осягалися очередными достижениями в области строительства небоскребов. В 1930 было закончено строительство Крайслер Билдинг, 319 метров, 77 этажей.
Но этот небоскреб оставался бесспорным лидером в мире только в течение одного года. Уже в следующем году был построен Эмпайр Стейт Билдинг, 381 м. (448 м. с антенной), 102 пов. который был самым высоким небоскребом в мире к 1972 г. Построен за 14 месяцев.
Нью-Йорк, 1930 г. Продолжается строительство .
Эмпайр Стейт Билдинг (англ. Empire State Building возведен в стиле Арт Деко небоскреб в городе Нью-Йорк, США. Находится башня на Пятой авеню между Западными 33-й и 34-й улицами. Владельцем здания является компания W & H Properties. Эмпайр Cтейт <илдинг — первое здание в мире, имеющая более 100 этажей.
В 1986 году вошел в список памьяток архитектуры национального значения США. В 2007 году здание под номером один вошло в список лучших американских архитектурных решений по версии Американского института архитекторов.
Официальное открытие состоялось 1 мая 1931 года, когда президент США Герберт Гувер включил освещение здания, нажав на кнопку в Вашингтоне. Уже в следующем году первые использованием освещения на верхушке здания было празднование победы Рузвельта над Гувером в президентской гонке в ноябре 1932 года.
Когда состоялось официальное открытие Эмпайр Стейт Билдинг, США переживали эпоху экономической депрессии. Поэтому сдать удалось далеко не все помещения, а здание получило название «Пустой Стейт Билдинг» (англ. Empty State Building). Прошло десять лет, пока все помещения, наконец, были сданы. Здание не приносила дохода владельцам до 1950 года. Только в 1951 году, после продажи Роджеру Стивенсу и его партнерам за 51 млн долларов (рекордная для тех времен цена, уплаченная за одно сооружение), здание перестала быть убыточной.
Самые высокие здания Манхэттена, Нью-Йорка, США и заодно — всего мира до Эмпайр Стейт Билдинг (1931).
Нью-Йорк (85 метров, 1875 год).
Манхэттен (114 метров, 1894 год, разрушен в 1960-х).
— высочайший здание Нью-Йорка в период с 1890 по 1899 годы.
(127 метров, 1899 год).
(186 метров, 1908 год, разрушен в 1968).
(213 метров, 1909 год).
(241 г., 1913 год).
Земляные работы начались в 1948 году, церемония заложения первого камня состоялась 12 апреля 1949 года. В строительстве был использован труд нескольких тысяч заключенных.
Высота здания — 182 м, со шпилем — 236 м.
(англ. 40 Wall Street), 70 этажа 282 м., Небоскреб в США, Манхэттен (Нью-Йорк).
(318 метров, 1930 год).
330-метровый отель «Рюгён
» в Пхеньяне стоит недостроенным памятником.
В фантастике: «Кинг-Конг» (1933) и «Небесный Капитан и Мир Будущего» (2004).
В Нью-Йорке был построен по проекту японского архитектора Минору Ямасаки, открытый 4 апреля 1973 и разрушен в результате террористического акта 11 сентября 2001 года. Комплекс состоял из 7 зданий, среди которых архитектурной доминантой были две башни-близнецы, каждая по 110 этажей (северная высотой 417 м и южная высотой 415 м). Процесс сооружения башен, каждая из которых почти с полкилометра высотой был достаточно сложным и непредсказуемым. Проект, по которому строили небоскребы, по ходу строительства приходилось многократно корректировать. Известно 11 проектов башен-близнецов, и в конце концов, построили его по первому из них. Изменение проектов заставляла строителей разрушать и перерабатывать все заново. Это на долгое время задержало строительство. Некоторое время после окончания строительства башни были высокими сооружениями в мире (до этого самым высоким зданием был дом Эмпайр-Стейт-Билдинг, который после разрушения ВТЦ вновь стал самым высоким зданием Нью-Йорке).
(1977).
(высота 105 мм, верхняя отметка 527 метров).
(высота 90 мм, верхняя отметка 452 метра).
Башни Петронас (англ. Petronas Towers, mal. Menara Petronas) — близнецы-небоскребы в Куала-Лумпуре, Малайзия. Каждая башня высотой 375 метров (со шпилем 451,9 м) имеет 88 этажей. Строительство было начато в 1995 и завершено в 1998 году. При открытии они были самыми высокими небоскребами в Евразии. Сейчас Петронас Тауэрс — самые высокие башни-близнецы в мире.
Общая площадь всех помещений здания 213 750 м ², что соответствует 48 футбольных полям. Скоростные лифты поднимаются на верхний этаж за 90 секунд. Их кабины двухярусные: верхняя открывается на четных этажах, нижняя на нечетных. Ежедневно башни могут посетить не более 1 700 туристов.
Официально башни-близнецы были открыть 28 августа 1999 года.
Тайбэй 101 (верхняя отметка 509 метров).
Самая высокая, здание Тайваня и одна из самых высоких зданий в мире.
Высота 509,2 м, 101 этаж.
Дата будивниства 1999-2004.
Стоимостью 1,7 млрд долларов.
(верхняя отметка 750 метров).
(верхняя отметка 808 метров).
(открыт в 2008 году, высота 492 м.)
открыт в 2009 году, высота 450 м.)
Стремление построить самое высокое здание в мире наблюдалось на протяжении всей истории архитектуры. Тысячи рабочих трудились на пирамидах древнего Египта , соборах Европы и постройке других бесчисленных башен, выполняя замыслы архитекторов, мечтающих создать нечто, внушающее благоговейный трепет.
Люди строят небоскребы , в первую очередь, потому, что они удобны — можно создать большую полезную площадь на относительно малом участке. Но и желание удовлетворить собственное величие тоже играет значительную роль в сфере строительства, как это было в более ранних цивилизациях.
Вплоть до сравнительно недавнего времени, строить высотные здания было невозможно. Конструкции теряли устойчивость после достижения определенной высоты. В конце 1800-х годов новые технологии преодолели эти ограничения. Стало возможным жить и работать в колоссальной башне, в сотнях метров над землей.
Борьба с гравитацией
Главным препятствием для стремления здания вверх – земное притяжение (гравитация ). Представьте себе, что вы несете человека на ваших плечах. Если он достаточно легок, вы можете удерживать его на себе без проблем. Но если поставить еще одного человека на плечи этому человеку (построить башню выше), то нести такой вес в одиночку будет гораздо труднее. Чтобы сделать башню, состоящую из нескольких людей в высоту, вам нужно поставить больше людей в ее основание, чтобы выдержать возросший вес.
Так работают настоящие пирамиды и другие высокие каменные сооружения. У них должно быть много материала внизу, чтобы поддерживать общий вес всех материалов, находящихся выше. С добавлением каждого нового слоя в высоту, суммарная сила на каждую точку ниже этого слоя увеличивается. Если бы пришлось продолжать наращивать основание пирамиды, то строительство могло бы затянуться на неопределенный срок. Строить высокую пирамиду становится невозможным очень скоро, поскольку ее основание занимает слишком много свободной земли.
В обычных зданиях, из кирпичей и строительного раствора , вы должны создавать утолщение в нижней части стены для строительства новых верхних этажей. После достижения определенной высоты, это очень непрактично. Если на нижних этажах почти нет места, то какой смысл в создании высотного здания?
Используя вышеописанную технологию, люди не могли построить дома более 10 этажей — это просто не представлялось возможным. Но к началу 20-го века инженеры смогли преодолеть это «высотное ограничение». Социальными обстоятельствами, которые привели к небоскребам, были растущие американские города, особенно, Чикаго. Все промышленники хотели, чтобы их офисы располагались недалеко от центра города, но там не хватало места. В этих городах у архитекторов возникла необходимость для расширения мегаполиса вверх, а не вширь.
Основными технологическими усовершенствованиями, которые дали возможность массового строительства небоскребов – были железо и сталь . Новые производственные процессы позволили получить длинные балки из литого железа. По сути, это дало архитекторам целый ряд новых строительных элементов для работы. Узкие, сравнительно легкие, металлические балки могли выдержать гораздо больше веса, чем толстые кирпичные стены в старых зданиях, занимающие часть пространства. С появлением бессемеровского процесса, первого эффективного метода для массового производства стали, архитекторы отошли от железа. Сталь, которая легче и прочнее железа, позволила построить еще более высокие здания.
Гигантская сеть из балок и колонн
Центральной структурой поддержки небоскреба является его стальной каркас . Металлические балки заклепываются друг с другом и формируют вертикальные колонны . На уровне каждого этажа эти вертикальные колонны соединены по горизонтали балками . Во многих домах имеются также диагональные балки, для дополнительной структурной поддержки.
В этой гигантской трехмерной сетке, называемой супер структурой , весь вес в здании передается непосредственно на вертикальные колонны. Колонны концентрируют силу тяжести на сравнительно небольшой площади своего сечения. Это концентрированное усилие затем распределяется в фундаменте под колонной.
В типичном фундаменте небоскреба, каждая вертикальная колонна стоит на опоре распространения — железной пластине, которая расположена на вершине ростверка . Ростверк — это ряд горизонтальных стальных балок, выровненных бок о бок в несколько слоев. Ростверк опирается на толстую бетонную подушку, отлитую непосредственно на твердом грунте. После того, как вся конструкция собрана, она покрывается бетоном.
Эта структура расширяется под землей, точно так же, как пирамида расширяется вниз. Вес здания колоннами распределяется на более широкую поверхность фундамента. В конечном счете, весь вес здания оказывается непосредственно на жестком глинистом материале под землей. Очень тяжелые здания покоятся на огромных бетонных опорах, сваях , которые забиваются в грунт вплоть до его прочного несущего слоя .
Основное преимущество стальной скелетной структуры состоит в том, что наружные стены нужны исключительно для защиты помещений от наружного воздуха и несут только их собственный вес. Это позволяет архитекторам открыть здание настолько, насколько они пожелают, в отличие от толстых стен в традиционном строительстве. Во многих небоскребах, особенно тех, которые построены в 1950-х и 1960-х годах, внешние стены выполнены почти полностью из стекла, открывая потрясающий вид на город.
Создание функциональности
Железо и сталь открыли возможность строительства высоких зданий. Но это — только половина картины. Прежде чем высотные небоскребы смогли стать реальностью, инженеры должны были сделать их практичными.
Как только в здании получается более, чем пять или шесть этажей, лестница становится довольно неудобной технологией. Небоскребы никогда не работали бы без появления технологии лифта . С тех пор, как первый пассажирский лифт был установлен в Нью-Йоркском универмаге Haughwout в 1857 году, шахты лифта были главной частью дизайна небоскреба. В большинстве небоскребов шахты лифтов составляют центральное ядро здания.
Лифт со стеклянным полом, расположенный в радио-башне Окленда в Новой Зеландии, поднимает посетителей на высоту 328 метров 70-этажного здания каждые 15 минут. Скорость движения кабины составляет 18 км/час.
Проектирование структуры лифтов небоскреба является, своего рода, решением системы уравнений. Чем больше вы добавляете этажей к зданию, тем больше увеличивается степень «заселенности» здания. Когда у вас появляется больше людей, вы, очевидно, будете нуждаться в большем количестве лифтов, или холлы заполнятся людьми, ждущими своей очереди. Но шахты лифта занимают много комнат, таким образом, вы теряете полезную площадь на каждом лифте, который вы добавляете. Чтобы сделать больше комнат для людей, вы должны добавить больше этажей. Выбор правильного соотношения количества этажей и лифтов является одной из самых важных частей проектирования высотного здания.
Создание безопасности является также основным соображением в дизайне. Небоскребы не работали бы так хорошо без появления новых несгораемых строительных материалов в 1800-х. В наши дни небоскребы также снабжены оборудованием с современным оборудованием пожаротушения, которое тушит большинство пожаров, прежде чем они распространятся очень далеко. Это чрезвычайно важно, когда у Вас есть тысячи людей, живущих и работающих в сотнях метров выше безопасного выхода.
Архитекторы также обращают особое внимание на комфорт жителей здания. Эмпайр Стейт Билдинг, например, был разработан так, его жители всегда будут в пределах 10 метров от окна. У здания Commerzbank во Франкфурте, Германия, есть спокойные внутренние области с настоящим садом, построенные напротив офисных областей здания в поднимающейся спиральной структуре. Здание только тогда становится успешным, когда архитекторы сосредоточились не только на его структурной стабильности, но также и удовлетворении потребностей жителей и удобстве использования.
Сопротивление ветру
В дополнение к вертикальной силе тяжести, небоскребы также должны иметь дело с горизонтальной силой ветра . Большинство небоскребов может легко раскачиваться на несколько метров в любом направлении, как качающееся дерево, не повреждая их структурную целостность. Основная проблема с горизонтальным движением состоит в том, что оно затрагивает людей, находящихся внутри. Если здание перемещается на существенное горизонтальное расстояние, то люди сильно ощущают это воздействие.
Самый основной метод для управления горизонтальным воздействием заключается в ужесточении структуры. В точке, где горизонтальные балки примыкают к вертикальной колонне, строители сваривают их вершины и основания, а также стороны. Это делает всю стальную супер структуру значительно жестче, в сравнении с гибким скелетом.
Для более высоких небоскребов более жесткие связи уже не обеспечивают защиты от раскачивания. Чтобы воспрепятствовать этим сильным колебаниям, инженеры должны построить особенно мощные конструкции, проходящие через центр здания. В Эмпайр Стейт Билдинг, Chrysler Building и других небоскребах той эры, область вокруг центральных шахт лифтов укреплена крепкой стальной связкой, окруженной диагональными лучами. Новые здания имеют одно или несколько железобетонных ядер, встроенных в центр здания.
Создание более жестких зданий защищает их от землетрясения . В основном, все строительные конструкции небоскреба раскачиваются синхронно с горизонтальными колебаниями земли, таким образом, его стальной скелет не искривляется и не напряжен. Это помогает защитить структуру небоскреба, но может довольно сильно сказываться на людях, находящихся внутри и может также нанести большой ущерб мебели и оборудованию. Несколько компаний разрабатывают новую технологию, которая будет противодействовать горизонтальному движению здания, чтобы ослабить силу вибрации.
Некоторые здания уже используют создающие компенсацию ветру демпферы. Центр Citicorp в Нью-Йорке, например, использует настраивающийся массивный демпфер. В этой сложной системе масляные гидравлические системы выдвигают 400-тонный железобетонный груз назад и вперед на одном из верхних этажей, перемещая вес всего здания в горизонтальном направлении. Сложная компьютерная система тщательно контролирует, как ветер перемещает здание и соответственно смещает груз. Некоторые аналогичные системы перемещения веса здания основаны на движении гигантских маятников.
Вертикальные различия
Небоскребы бывают всех форм и размеров. Стальной скелет из колонн и балок делает их структуру чрезвычайно гибкой. Единственный реальный предел — воображение архитекторов и инженеров, которые создают детали небоскреба.
Самые ранние небоскребы, построенные в конце 1800-х, были примитивными коробками со стенами из камня и стекла. Архитекторам, которые построили эти здания, достаточно было их чрезвычайной, по тем временам, высоты. В начале 20 века, эстетика начала изменяться. Здания стали более высокими, и архитекторы добавляли экстравагантные готические элементы, скрывая квадратную стальную структуру внутри.
Движение арт-деко 1920-х, 30-х и 40-х расширило этот подход, создавая здания, которые выглядели как истинные произведения искусства. Некоторые самые известные небоскребы, включая Эмпайр Стейт Билдинг, пришли к нам из этой эры. Утилитарность вернулась снова в 1950-х, когда начал утверждаться интернациональный стиль. Как и у самых ранних небоскребов, у этих зданий был минимальный декор. Они были сделаны, главным образом, из стекла, стали и бетона.
С 1960-х годов много архитекторов применяли небоскреб в новых и неожиданных ракурсах. Одной из самых интересных — была комбинация нескольких вертикальных скелетных секций в одном здании. Сирс-Тауэр в Чикаго, самый известный пример этого подхода, состоит из девяти башен различной высоты.
Вперед и вверх
Право называться «самым высоким в мире» регулярно переходит от небоскреба к небоскребу. Это — один из самых захватывающих конкурсов в строительстве.
По общему мнению, гонка небоскребов далека от окончания. Есть более, чем 50 предложенных проектов, которые побили бы текущий рекорд. Но, на сегодня, эти более амбициозные здания, существуют пока только в теории. Действительно ли они возможны? Согласно некоторым техническим экспертам, реальное ограничение — деньги, а не технология. Супер высокие здания потребовали бы чрезвычайно прочных материалов и глубоко укрепленных оснований. Строительные команды должны были бы разработать системы транспортировки, чтобы поднимать материалы и бетон до высших уровней. Сооружение такого здания может обойтись в десятки миллиардов долларов.
Кроме того, были бы логистические проблемы с лифтами. Чтобы сделать верхние этажи в 200-этажном здании легкодоступными, Вы нуждались бы в большом количестве лифтов, которые займут большую площадь в центре здания. Одно из легких решений этой проблемы состоит в том, чтобы устроить лифты, таким образом, чтобы они проходили только через часть здания. Пассажиры, которые хотят поехать на вершину, доехали бы на одном лифте половину пути, вышли, а затем проехали бы на другом лифте остальную часть пути.
Эксперты разделились в том, как высоко мы можем действительно подняться в ближайшее будущее. Некоторые говорят, что мы могли построить здание высотой в 1609 метров с существующей технологией, в то время как другие говорят, что мы должны были бы разработать более легкие, более прочные материалы, более быстрые лифты и передовые демпферы, прежде чем эти здания стали бы реальностью. Будущие технологические достижения, очевидно, приведут к высотным городам.
Человечество просто вынуждено строить вверх в будущем, чтобы сохранить землю. Когда вы строите вверх, то можете сконцентрировать намного больше городских структур в одной небольшой площади, вместо того, чтобы распространиться в неиспользованные природные зоны. Города небоскребов также были бы очень удобны: Больше компаний и предприятий может быть сгруппировано в городе, уменьшая время на транспортные перевозки между ними.
Но главная сила, заставляющая устраивать гонку небоскребов, это человеческое тщеславие. Где монументальная высота когда-то чтила богов и королей, там она теперь прославляет корпорации и города — все хотят иметь самое большое здание на планете. Этот двигатель был основным фактором в развитии небоскреба за прошлые 120 лет и вряд ли что-то изменится в обозримом будущем.
В крупных городах много небоскребов, которые зачастую становятся настоящим украшением города. В большинстве случаев на строительство таких сооружений толкает нехватка свободного места и рост населения крупных городов. Сооружения высотой более 75 метров относятся к числу сложных и опасных, а потому строительство небоскребов существенно отличается от процедуры возведения простых многоэтажных домов.
Участок под строительство небоскреба подобрать непросто, потому, как такое сооружение оказывает на почву большое давление. Специалисты проводят длительные работы по исследованию грунтов, обязательно в расчет специалисты берут и то, что несколько этажей такого здания будут располагаться в подземной части.
Для строительства небоскребов используются современные материалы, обладающие высокими показателями прочности. Такие материалы как кирпич и бетонные плиты не подходят потому, как они не выдерживают высоких нагрузок, и такое строение быстро рухнет. В большинстве случаев при возведении высотных сооружений выстраивают плитно-свайный фундамент, а стены его строят из монолитного высокопрочного железобетона. Используют при строительстве и соединение арматурных стержней .
Внутренняя планировка небоскребов также существенно отличается от планировки в простых многоэтажных домах. Построение их продумывается таким образом, чтобы в случае пожара пламя не перебрасывалось на остальные части высотного сооружения и люди в кратчайшие сроки могли покинуть небоскреб. Для этого еще во время строительства эти сооружения делятся специальными противопожарными преградами на отдельные блоки.
В небоскребе устраивается от четырех шахт лифта, причем, всегда один лифт подключается к источнику бесперебойного питания. Лестничные пролеты располагают таким образом, чтобы в случае пожара в них не попадал дым и не мешал людям покидать небоскреб. В квартиры всегда устанавливаются двойные двери, которые не пропускают сквозняки, образующиеся из-за неравномерного прогревания стен такого здания по высоте.
Не похоже и техническое оснащение небоскребов. При обустройстве системы электроснабжения мастера стараются максимально снизить потребление электроэнергии. С первого этажа небоскреба и до последнего закачать воду не получается, и чтобы все здание получило воду приходится на каждом десятом или пятнадцатом этаже устанавливать насосные станции. Обязательными в небоскребах являются система принудительной вентиляции и автономное кондиционирование.
Современный человек не обходится без автомобильного транспорта, а потому в большинстве случаев в подземной части небоскреба устраивается многоуровневая парковка.
Понравилась эта новость? Тогда жми .
Высотное здание - это всегда красиво. Высотка как правило предстает доминантой для целого района и даже города. Однако для того чтобы возвести такое здание, всякий раз приходится «изобретать велосипед», придумывать особенные и уникальные инженерные и технологические решения. В России там, где начинаются небоскребы , кончаются правила.
Недавний форум небоскребов «100+ Forum Russia» прошел в Екатеринбурге и задал тон нешуточной дискуссии: зачем нужны высотные здания, какие плюсы у высотного строительства, оправдано ли подобное строительство экономически и, наконец, не пора ли подвести под высотную стройку прочную нормативную базу.
Уральцы пригласили к себе известных международных архитекторов, занимающихся высотным строительством, творческий коллектив строящейся московской башни «Федерация» (в дни форума выросла до отметки самого высотного здания в Европе), отечественных инженеров и строителей, интересующихся данной темой.
В чем сложность такого строительства? - поделился с журналистами заместитель главы администрации Екатеринбурга Сергей Мямин.- В России на все, что в пределах 75 м, еще существуют кое-какие нормы. На здания до 100 м норм уже практически нет, и каждый объект приходится возводить по особым лекалам. А если высотка «перевалила» за 100 м - это уже уникальное инженерное сооружение, которым можно гордиться едва ли не на мировом уровне.
Высотное строительство у нас - своеобразная terra incognita, - подтверждает и куратор форума, член Совета Федерации от Свердловской области Аркадий Чернецкий. - Для каждой конкретной высотки мы должны изобретать специальные техусловия. Это странный подход.
Навряд ли кто-нибудь станет возражать, что первостепенное в высотном строительстве - это надежность. Необходимо разработать такие «высотные» нормативы, с тем чтобы можно было, не переспрашивая каждый раз Москву, двигаться в данном направлении самостоятельно, выразили убежденность участники форума.
Отдельное заявление по данному поводу высказала замминистра строительства и ЖКХ России Елена Сиэрра и поведала что в министерстве полным ходом идет работа по формированию отечественной нормативно-технической базы по высотному строительству. Помимо того, ведомство озабочено улучшением предпринимательского климата в строительстве высотных зданий : в настоящее время количество административных процедур и согласований в этой сфере прямо-таки зашкаливает.
К высотному строительству у нас в стране смотрят по-разному. Одни считают высотки панацеей в условиях огромной плотности городской застройки. Другие склоняются к малоэтажному строительству, демонстрирующему более человечные масштабы. В сообществе участников форума завязалась дискуссия и об экономической целесообразности строительства небоскребов . Новая екатеринбургская высотка Opera Tower, например, потребует инвестиций в 5 млрд рублей. Удастся ли в результате заработать хоть какую-то прибыль?
На самом деле, высотное строительство может быть достаточно выгодным, - полагает Виктор Афанасьев, директор по развитию «Атомстройкомплекса», компании, строящей Opera Tower. - Удорожание высотного здания идет в первую очередь за счет более дорогих инженерных и противопожарных систем, которые здесь монтируются. Однако наличествует еще одна особенность. В небоскребах гораздо больше лифтов и лестниц, нежели в обыкновенном доме. Соответственно, ядро непродаваемых площадей разрастается. Если коэффициент полезных площадей в малоэтажках где-то 70-80%, то в высотках он намного ниже. Вследствие этого задача архитектора - рассчитать проект таким образом, чтобы «полезное» соотношение было выше, за счет удачных планировочных решений, грамотной прокладки коммуникаций, - подытожил он. При этом Виктор Афанасьев не стал скрывать, что «Атомстройкомплекс» намерен получить на строительстве небоскреба хороший девелоперский процент - 30-40%.
Построить небоскреб крайне сложно. Высотное здание - это другой фундамент, другой каркас. К примеру, при строительстве «Башни Федерация» было было потрачено 14 000 куб.м бетона – что стало рекордом книги Гиннеса. Необходимо учитывать ветровые нагрузки. Даже форточку на высоте 130 м надо проектировать, придерживаясь особым техническим условиям. В башнях «Москва-Сити» , как правило форточками могут пользоваться лишь обитатели верхних этажей.
Отдельная тема - энергоснабжение небоскреба. Под него надо делать резервирование электричества и теплоснабжения из городской сети, кроме того, продумывать дополнительные энергетические источники. У высотного здания энергозатраты, само собой, больше. Однако современные технологии позволяют существенно снизить энергопотребление за счет энергоэффективных элементов в конструкции и инженерии здания. Во всех небоскребах Сити электроснабжение осуществляется по I категории надежности, от двух независимых источников энергопитания, а в башне «Меркурий Сити» таким же образом построена система теплоснабжения. Таким образом, арендаторы и собственники не останутся без света и тепла даже в форс-мажорной ситуации.
Есть те, кого пугают проблемы, связанные с высотным строительством. Но большинство указывают только на преимущества небоскребов. - Небоскреб - это, по существу, улица, устремленная вверх, - говорит генеральный директор компании ЗАО «Башня Федерация» Михаил Смирнов. Все мегаполисы мира имеют свой Сити, свой квартал деловой жизни. Такие деловые районы, застроенные небоскребами, вы встретите в Лондоне, Нью-Йорке, Чикаго, Шанхае. Иметь свой офис в Сити - очень престижно. Сейчас и у Москвы есть свой Сити. Флагманский небоскреб Москва-Сити достиг уже 343 м, опередив по высоте самое высотное европейское здание «Меркурий Сити Тауэр» .
По сути, это новый стандарт комфортной жизни. Жить в Сити - это значит иметь уникальное, ни на что не похожее жилье с роскошным видом на Москву. Апартаменты в Сити (алтернатива квартирам в небоскребе) предоставляют высочайший уровень комфорта. Офис в Сити - это удобно для проведения переговоров любого уровня: не нужно добираться по пробкам к определенному часу, достаточно спуститься в ресторан или кафе в том же небоскребе, и вы на месте.
Наконец, считать Сити своим местом работы - это престижно. Даже сейчас, на этапе строительства, у нас нет недостатка в клиентах. Солидные фирмы стараются занять место или на более высоких этажах, или весь этаж целиком. А бизнес поменьше стремится осесть «под крылышком» у крупных компаний: таким образом легче формировать имидж успешной фирмы, - отмечает гендиректор башни «Федерация» Михаил Смирнов.
Еще 7 лет назад в Москва-Сити было страшновато приезжать. Территория была поделена на 20 участков, на многих из которых лишь начиналось строительство. Сплошная стройплощадка, общественного транспорта не было, припарковаться негде, даже таксисты не были в курсе, как сюда подъезжать...
Теперь совсем другое дело. Москва-Сити - это 11 сданных в эксплуатацию зданий из 23 запланированных. Общая площадь всех объектов, включая инфраструктурные, - 1,9 млн кв. м. Это будет огромный транспортно-пересадочный узел, соединяющий наземный транспорт, метро, железную дорогу (МЖД), вертолетную площадку и выход к речному транспорту. Одним словом, башня «Федерация» - это очевидный успех высотного строительства.
Как известно, не все известные небоскребы сразу и безоговорочно принимались населением. А некоторые так и не удалось возвести из-за ярого противодействия жителей города. К примеру, не был реализован проект «Охта-центра» в Санкт-Петербурге, офиса ОАО «Газпром», из-за того, что «фитиль» небоскреба якобы портил исторический пейзаж Северной столицы.
Были споры и по поводу Opera Tower в Екатеринбурге. Ведь небоскреб возводится аккурат на фоне областного оперного театра, построенного в чисто классических традициях. Однако сомнения екатеринбуржцев живо развеялись, когда они увидели модель высотки в 3D. Небоскреб на удивление гармонично вписался в городскую застройку.
Испортил ли Москву деловой центр Москва-Сити, который виден практически из всех мест столицы? Думается, не только не испортил, но стал той достопримечательностью, которой столь не хватало Москве XXI века.