Учебное пособие 800580

Прообразом архитектурного облика небоскреба Аква стала водная гладь озера Мичиган, на берегу которого находится город Чикаго. Водные мотивы знаменитого озера, входящего в пятерку системы Великих озер, выражены крупным динамичным волнообразным рисунком, образующимся при смещении монолитных плит, выступающих за края фасада здания и служащих балконными плитами и солнцезащитными экранами. В плане каждого этажа можно заметить криволинейную поверхность, вписанную в прямоугольник. Также, по словам архитектора Джинн Ганг, такой мотив чередующихся выступающих волн был продиктован впечатлением от формообразования выходом известняковых геологических пород, характерных для района Больших Озер.

В многофункциональном здании небоскреба Аква высотой 261,74 м (87 этажей) находятся: подземный паркинг, отель, офисы, жилые квартиры, пентхаус. На знаменитой «зеленой крыше» (англ. green roof) здания расположен парк площадью 743 м² (8000 кв. футов), являющийся напоминанием знаменитых висячих садов. В парке расположены зеленые насаждения, плавательный бассейн, беговые дорожки, пляж, декоративный водоем.

Башня Цзинь Мао (Jin Mаo Dаshа – Башня «Золотое процветание») (фото 20) была построена в 1996-1999 гг. в Шанхае (Китай) в районе Пудун по проекту знаменитой архитектурной компании Skidmore, Owings & Merrill. Его высота 366 м (88 этажей), а со шпилем-антенной 421 м.

Фото 20. Башня Цзинь Мао (Jin Mаo Dаshа) [20]. Арх. Skidmore, Owings & Merrill.

Построено в 1994-1999 гг., Шанхай, Китай

60

Отличительной особенностью данного небоскреба стала его современная интерпретация национального китайского колорита – сходство архитектурного облика здания с пагодой. Также все пропорции архитектурного и конструктивного решения кратны числу 8 – в китайской культуре оно ассоциируется с благополучием: высота здания 88 этажей (с бельведером 93 этажа); каждый этаж состоит из 16 сегментов; каждый этаж на 1/8 короче 16-этажного основания; основа здания – 8-угольный бетонный центральный каркас, окруженный 8 композитными колоннами и 8 внешними стальными колоннами.

Прогрессивным решением стало применение в конструкциях здания высокотехнологичной структурной системы, позволяющей создавать возможности для функционирования здания при скорости ураганного ветра до 200 км/ч (максимальная амплитуда раскачивания вершины здания 75 см) и при условиях землетрясения мощностью 7 баллов. Для этого у стальных колонн были созданы подвижные соединения, поглощающие силу разрушающих толчков и смягчающие воздействие ветра, при этом наполненный водой плавательный бассейн в здании на 57 этаже стал амортизатором. Для выполнения конструкций наружной стены применены стекло, нержавеющая сталь, алюминий, гранит, элементы ячеек-сот изготовлены из трубчатых конструкций с применением алюминиевого сплава.

Проект небоскреба Namaste Tower в Индии в г. Мумбаи (фото 21) стал воплощением традиций индийской культуры в современной архитектуре высотных зданий.

Фото 21. Виды небоскреба Namaste Tower с разных точек [21]. Арх. WS Atkins.

Начало строительства 2011 год, г. Мумбаи, Индия

61

Многофункциональный небоскреб высотой 316 м (63 этажа) включает в себя гостиницу на 380 номеров, офисные и торговые пространства (фото 22). Концепцией формообразования проекта стала индийская традиция – особо сложенные в приветствии кисти рук. В отделке фасадов планируется применение рисунков из индийской культуры украшения росписью хной тела человека. Здание будет оборудовано прогрессивной энергоэффективной системой обеспечения благоприятного микроклимата.

Фото 22. Схема небоскреба Namaste Tower [22]

Контрольные вопросы

1.Перечислите особенности архитектуры высотных зданий и сооружений в различных странах мира.

2.Опишите примеры реализованных и концептуальных проектов небоскребов в мировой архитектуре.

4.4. ДЕРЕВЯННЫЕ НЕБОСКРЕБЫ

Стремительные темпы эволюционных процессов, происходящих в современном архитектурном проектировании и направленных на развитие гуманизации городских общественных и жилых пространств, продиктовали стремление к сближению с природой. Поэтому вновь возникшая тенденция возведения многоквартирных жилых домов и бизнес-центров из дерева стала особенно актуальной.

62

Экологичность древесины доказана, и поэтому она становится альтернативным строительным материалом, заменяющим сталь и бетон по технологическим и экономическим показателям.

Примером могут стать 30-этажные небоскребы, расположенные в Европе

иСеверной Америке, которые должны отвечать современным критериям энер-

госберегающих технологий и принципам очищения атмосферы от углекислого газа (СО2). По актуальным исследованиям доля строительной индустрии как основного лидера по количеству выбросов СО2 в атмосферу составляет 39 % от общего количества такого рода загрязнения.

Применение прессованной многослойной древесины и смешанных универсальных конструктивных схем возведения могут обеспечить строительство зданий высотой до 30 этажей и выше.

Важной особенностью этого метода строительства деревянных высоток является высокая степень огнестойкости – многослойная древесина при высоких температурах пожара обугливается поверхностно. Бесспорно, что дерево легко возгорается, а сталь не горит – но огнестойкость в данном случае не связана напрямую со степенью горючести материала. Деревянные строительные материалы имеют низкую теплопроводность, при этом продолжительное время сохраняют целостную структуру при воздействии на них огнем – такие материалы горят по предсказуемому сценарию и с медленной скоростью. Лесной пожар доказывает это наглядно – деревья, обгорая с поверхности в глубину на определенные значения, не падают. Более того, после воздействий очень высоких температур, у дерева остается слой для последующей его регенерации как живого организма.

Сталь, абсолютно негорючий материал, с высокой степенью теплопроводности, легко плавится при значениях температуры 400-500 оС (в очаге пожара температура приближается к значению 1000 оС), конструкции из неё деформируются в разных направлениях и непредсказуемо теряют несущую способность,

иесли стальные конструкции не были обработаны огнезащитным слоем, обру-

шиваются через 15 мин после начала воздействия высоких температур. У стали при температуре 600о С меняется структура и соответственно наступает потеря

несущей способности При температуре 280 оС на поверхности древесины образуется слой обуг-

лившейся структуры, который, тлея со скоростью 0,5-0,8 мм/мин, формирует в свою очередь слой, изолирующий сердцевину и препятствующий поступлению

кислорода, останавливая горение материала. Защитный обугленный слой при температуре около 500 оС раскаляется и самовоспламеняется, тем самым создавая условия для обрушения конструкций. Величина предела огнестойкости пропорциональна значениям сечения и размерам деревянных деталей – при высоких значениях габаритов более низкая степень возгорания и медленная скорость горения.

63

Технология строительства высотных зданий Cross-Laminated Timber или X-lam – это метод строительства из крупногабаритных пе- рекрестно-склееных панелей (CLT panels). Основные элементы для строительства – стропила, колонны, балки выполняются из продуктов переработки древесины хвойных пород. Этот перспективный материал можно назвать «умным материалом», так как его производство является в большей мере безотходным.

Можно утверждать, что деревянные конструкции при воздействии высоких температур на пожаре имеют высокую степень огнестойкости и предсказуемость с соблюдением условий заводской обработки деталей конструкции антипиренами и установкой на возводимом объекте надежных систем пожарного оповещения и системы спринклеров.

Но архитекторы и проектировщики не останавливаются на достигнутом, поэтому постоянно ведутся разработки новых технологий проектирования и возведения многоэтажных высотных зданий с применением древесины.

В процессе производства деревянные ламели толщиной 10-45 мм высушиваются под давлением > 0,6 Н/мм2, склеиваются друг с другом составом, содержащим фенолформальдегидные смолы. При этом способе волокна древесины в панелях толщиной в 3-7 слоев оказываются расположенными перпендикулярно, тем самым нивелируя анизотропность и создавая эффект, при котором снижается усыхание ламелей и увеличивается их несущая способность. Из получившихся заготовок вырезают элементы-панели (максимальные размеры – 16,5 м × 2,95 м × 0,5м) в соответствии с утвержденными чертежами и с выполненными согласно требованиям проекта дверными и оконными проёмами, отверстиями для коммуникаций и каналами для электрической проводки. Для строительства на конкретной площадке на производстве панели заранее маркируют и сопровождают подробной схемой по сборке объекта. Для возведения деревянного 8-10-этажного здания из CLT-панелей в срок за 9-10 недель необходима работа четырех специалистов-строителей и одного подъемного крана.

Преимущества такой работы по строительству многоэтажного деревянного дома – чистота строительной площадки и тишина процесса монтажа деталей. Элементы здания соединяются штифтами, пластинами из стали, рядами вмонтированных крест-накрест шурупов длиной 550 мм – это обеспечивает надежность конструкций в стыках между панелями и между перекрытиями и панелями при больших нагрузках. Плотное прилегание многослойных деревянных панелей друг к другу (допуск при подгонке на стройплощадке составляет +/–5 мм) обеспечивает герметичность и доступность легкой состыковки элементов, сокращая значения показателей теплопотерь и обеспечивая высокие акустические характеристики создаваемых помещений. Конструкции из CLT-панелей обеспечивают высокие значения несущей способности при относительно небольшом весе элементов, создавая при этом благоприятные условия для транс-

64

портировки на стройплощадку, снижение показателей нагрузки на фундаменты, ускорение монтажа.

Внутренние помещения зданий из дерева не нуждаются в дорогостоящих отделках из-за эстетической привлекательности древесины, при этом создается уникальный микроклимат, звукоизоляционные условия и температурное постоянство.

Примерами высотных зданий из древесины могут стать следующие объекты. Stadthaus – 9-этажный 29-квартирный дом, построенный в 2009 году в Лондоне (London, Hackney, 24 Murray Grove) по проекту архитектурного бюро Waugh Thistleton Architects (фото 23). Это первый в мире реализованный проект высотного деревянного дома (30 м) с применением многослойных CLTпанелей. Из этого материала выполнены: основные несущие конструкции; ограждающие конструкции с размещенными в них согласно проекту каналами для коммуникаций и вентиляции и с размещенными в них окнами и дверями;

лестничные и лифтовые шахты.

Фото 23. Stadthaus – 9-этажный 29-квартирный дом [23]. Проект архитектурного бюро Waugh Thistleton Architects.

Построен в 2009 году, г. Лондон (London, Hackney, 24 Murray Grove), Великобритания

Основной задачей при строительстве стало деликатное вписание в уже существующую архитектурную среду и включение в комфорт городской жизни крупного мегаполиса современного многоквартирного жилого дома на строительной площадке размером 17 м × 17 м.

Это здание по проекту должно было стать энергоэффективным, экономически выгодным и гармонично вписывающимся в существующее окружение,

65

состоящее из комфортных жилых домов. Процесс строительства не должен был влиять на устоявшиеся комфортные условия проживания жильцов в соседних зданиях.

При возведении конструкций использовались готовые модули, которые при относительно легком весе поднимались и монтировались практически бесшумно и без большого количества мусора на строительной площадке. Строительство Stadthaus из деревянных панелей было завершено за 49 недель, тогда как подобный объект из железобетона строился бы 72 недели. Строительство надземной части несущего каркаса заняло 27 рабочих дней – для этого понадобился труд 5 человек с электрическими отвертками и использование ими 1 передвижного крана.

Для большей надежности в пожаробезопасном аспекте здание снаружи покрыто декоративными и защитными этернитовыми фасадными панелями, на 70 % состоящими из стружки и отходов деревоперерабатывающей промышленности, а изнутри применены гипсокартон и штукатурка (фото 24).

Фото 24. Разрез наружной стены и перекрытия здания Stadthaus [24]

66

Конструкция и технология сборки предполагают демонтаж и замену в случае перепланировки или по другой причине отдельных конструктивных модулей. Узорный фасад, набранный из плитки (около 5000 штук) разных цветов размером 1200 мм 230 мм, разработан в стиле работ художников Герхарда Рихтера и Марка Харви и напоминает зафиксированное изображение светотени, создаваемой на здании окружающей застройкой и деревьями (фото 25).

Фото 25. Структура Stadthaus [25]

Цвета фасада не влияют на восприятие отражающего от него света жильцами соседних домов – он остался для них привычным, таким же как и до строительства Stadthaus. Энергоэффективность построенного здания заключается в следующем – 70 % тепла возвращенного из системы вентиляции, направляется на обслуживание солнечных батарей и теплопотери с 1 м2 ограждающих конструкций при перепаде температур в 1о равняются 0,13 Вт.

Forte Living – жилое здание в г. Мельбурн (Австралия) (фото 26) высотой 32,2 м является самым высоким зданием из древесины и из CLT-панелей. При

67

его возведении было использовано 759 панелей, привезенных на строительную площадку в 25 контейнерах.

Из-за атак термитов, характерных для данной местности, было принято решение для защиты деревянных конструкций выполнить фундамент и первый этаж Forte Living из железобетона. Для стен использованы панели толщиной 128 мм, для перекрытий – 146 мм. Из CLT-панелей выполнены лестничные и лифтовые шахты. Сборка деревянной конструкции 10-этажного здания Forte Living произошла за 38 дней. При отделке фасада здания использованы алюминиевые панели.

Фото 26. Жилое здание Forte Living [26]. Проектировщик Lend Lease.

Построено в 2012 году, г. Мельбур, Австралия.

Проект отмечен сертификатом GreeStar Австралийского совета по экологически ответственному («зеленому») строительству GBCA

Здание отвечает всем требованиям стандартов звукоизоляции и огнестойкости, как при строительстве подобного здания с применением железобетона.

Экологичность Forte Living заключается в следующем: выборе конструкционного материала из дерева и применении ресурсосберегающих технологий (LED-светильники, системе сбора и применения дождевой воды). В архитектурном решении предложены широкие просторные балконы с размещенными на них мини-огородами. Для возможности такого применения балконов, являющихся продолжением перекрытий, для их покрытия использованы полиуретановая гидроизоляционная мембрана и плитка по стяжке.

68

Treet (с норвеж. treet – дерево) 14-этажное деревянное здание в г. Берген (Норвегия) на 62 квартиры высотой 52,8 м (фото 27, 28). Особенностью данного проекта стало применение бетона для укрепления основных трех перекрытий, которые в свою очередь стали основанием для четырех ярусов деревянных модульных секций, размещенных друг над другом.

Клееный брус, выполненный технологией продольного склеивания деревянных ламелей водостойким клеем (CLT-панели), стал основным материалом при изготовлении несущих конструкций. При этом вертикальная нагрузка направлена на восприятие деревянными вертикальными фермами, у которых размер сечения колонн 495 мм × 495 мм и 405 мм × 650 мм и раскосов 405 мм × 406 мм. Лестничные, лифтовые шахты, пролеты лестниц, наружные и внутренние стены, перекрытия выполнены из CLT-панелей. Основной параметр периода огнестойкости несущей конструкции (деревянной фермы) равняется 90 мин, а период огнестойкости деревянных панелей – 60 мин.

Фото 27. Treet – 14-этажное деревянное жилое здание [27]. Архитектурное проектирование – Artec Prosjekt Team AS.

Проектирование и изготовление жилых модулей – Kodumajatehase AS.

Сроки строительства – 2014-2015 гг., г. Берген, Норвегия

Проект Treet – это проектирование здания по принципу «пассивный дом» с определенным жесткими стандартами, которые устанавливают конкретные нормы энергопотребления. Поэтому большая проектная и эксплуатационная работа проводилась в направлении энергоэффективности и теплоутилизации систем трубопроводов инженерных систем здания.

69