Учебное пособие 800656

89-м уровне можно подняться за 39 секунд. Конструктивная особенность Тайбэй 101 – огромный крупнейший 660-тонный шар-маятник, расположенный в сердцевине здания на уровне 87-91 этажей, который служит инерционным демпфером башни, гасящим раскачивание башни при ураганах или землетрясении. Такое решение – необходимость, продиктованная особенностями природных условий и географическим положением Тайваня.

Здание, которое более чем на 300 м превзошло по высоте небоскреб Тайбэй 101 – меганебоскреб «Бурдж-Халифа» («Башня Халифа», до 2010 года называлась «Бурдж-Дубай» – «Дубайская башня»)

– самое высокое сооружение в мире, небоскрёб высотой 828 метров (163 этажа) в г. Дубае (Объединенные Арабские Эмираты) (фото 65).

Фото 65. Меганебоскреб «Бурдж-Халифа» («Башня Халифа») [65].

Арх. SOM (Skidmore, Owings & Merrill) и Эдриан Смит (англ. Adrian D. Smith).

Построено в 2004-2010 годах, г. Дубай, ОАЭ

Здание строилось в период 2004-2010 годы, его проектом зани-

малась архитектурная фирма SOM (Skidmore, Owings & Merrill) и

американский архитектор Эдриан Смит (англ. Adrian D. Smith). По формообразованию здание повторяет силуэт сталагмита (от др.-греч. Στάλαγμα – капля) – натёчные минеральные образования, растущие в виде конусов, столбов со дна пещер).

110

Для возведения «Бурдж-Халифа» была создана особая марка бетона, способная выдержать высокую температуру (+50 °C – температура воздуха, характерная для г. Дубай), которая свойственна для климата ОАЭ. Специально подготовленную смесь с добавлением льда укладывали только в ночное время, когда температура воздуха понижалась относительно дневного времени суток. Фундамент «Бурдж-Халифа», состоящий из около 200 висячих свай длиной 45 м и диаметром 1,5 м, и асимметричная форма здания позволяют снижать эффект раскачивания от ветровой нагрузки. Фасад этого небоскреба покрыт тонированными стеклянными термопанелями, которые уменьшают нагрев помещений, тем самым уменьшается нагрузка на систему кондиционирования.

«Бурдж-Халифа» – новый элемент делового центра в Дубае, «город в городе» со своим благоустройством – газонами, бульварами, парками, искусственным озером с фонтаном (учитывая расположение города и страны в пустыне). В нем р азмещены с тремя отдельными входными группами: отель, апартаменты, офисы. Отдельно расположены торговые центры.

Воздух внутри здания обрабатывается системами охлаждения и, проходя через специальные мембраны, ароматизируется композицией, созданной индивидуально для «Бурдж-Халифа». Свежий ароматный воздух подается через специальные отверстия в полу. Здание обслуживает 57 лифтов.

Служебный лифт поднимается с первого этажа на последний, а посетители небоскреба перемещаются между этажами с пересадками на определенных уровнях.

К 2020 году небоскребы «Бурдж-Халифа» и Тайбэй 101 будут иметь меньшую высоту – их рекордное место займет Jeddah Tower (ранее известная как Kingdom Tower – Королевская башня), которая станет первым зданием в мире высотой более 1 километра (проектная высота 1007 м – 167 этажей) (фото 66). Авторы проекта зда-

ния: Эдриан Смит (англ. Adrian D. Smith) и Гордон Джилл. Строи-

тельство Kingdom Tower началось в 2013 году в г. Джидда (или Джедда) (Саудовская Аравия). Назначение этого небоскреба: гостиница, офисы, апартаменты, торговые центры. Королевская башня является 100-ым «сверхвысоким» зданием. Более чем тысячеметровая Jeddah Tower по окончанию строительства станет очередным чемпионом мира среди небоскребов современности.

111

Фото 66. Jeddah Tower (ранее известная как Kingdom Tower –

Королевская башня) [66]. Арх. Эдриан Смит (англ. Adrian D. Smith)

и Гордон Джилл. Строительство начато в 2013 году, г. Джидда, Саудовская Аравия

Контрольные вопросы:

1.Особенности и география строительства высотных сооружений и комплексов начала XXI века.

2.Анализ опыта мировой архитектурной практики высотного строительства.

3.Факторы высотного строительства в современных урбанизированных крупных городах России.

4.Примеры и особенности высотных зданий/высотных комплексов начала XXI века в России и в мире.

112

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ

Высотное здание – здание, высота которого больше обозначенной в СП (СНиП) для жилых многоквартирных, а также многоэтажных общественных и многофункциональных зданий и проектирование, которого в соответствии с требованиями Градостроительного кодекса, СП (СНиП) и других нормативных документов осуществляется на основе Специальных технических условий на проектирование.

Высотный комплекс – группа зданий с включением высотного здания или нескольких высотных зданий, объединенных единым ар- хитектурно-планировочным и архитектурно-художественным решением.

Признаки, по которым классифицируют высотные здания:

−функциональное назначение;

−высотные характеристики;

−тип конструктивного решения;

−материалы, из которых выполнены несущие конструкции;

−технология возведения.

По функциональному назначению высотные здания бывают следующих типов:

−офисные здания для размещения банков, административноуправленческих организаций, проектно-конструкторских институтов;

−здания гостиничного бизнеса;

−жилые здания;

−многофункциональные комплексы.

Многофункциональные комплексы появились и получили распространение в 1960-1980-х годах (комплекс Марина Сити (англ. Marina City) – многофункциональный комплекс в Чикаго, построенный в 1960-1964 годы (фото 31-34), архитектор Бертранд Голдберг (англ. Bertrand Goldberg) (1913-1997). Многофункциональность является изначально признаком высотного сооружения. Большой объем и планировочные особенности небоскребов неудобно и невыгодно использовать в целях одной функции.

Для классификации небоскребов по высотным характеристикам была взята величина высоты зданий, а не их этажность, потому что высота этажа может меняться в зависимости от требований национальных норм проектирования и строительства, и от функциональной нагрузки здания.

113

На международном симпозиуме Symposium «Systems Approach to Pire Safety in Building», CIB (Tsukuba, Japan) в 1976 году была принята следующая система классификации зданий по высоте:

−сооружения до 30 м являются зданиями повышенной этажности;

−сооружения до 50 м, до 75 м и до 100 м – соответственно многоэтажные здания I, II и III категории;

−здания свыше 100 м – являются высотными. В этой группе существует дополнительная классификация зданий с градацией высотности в 100 м.

Вмире существует около 10 небоскребов с высотой более 400 м, более 20 зданий с высотой 300-400 м, около 100 зданий высотой 200-300 м, и постоянно прибавляется количество зданий с наиболее распространенной высотой 100-200 м.

Совет по высотным зданиям и городской среде обитания

(CTBUH – The Council on Tall Buildings and Urban Habitat) официаль-

но составляет рейтинг самых высоких зданий.

Вразличных странах, в зависимости от существующих норм и сложившихся традиций, классификация зданий по высоте, могут отличаться от принятых CIB. Так, например, в Москве нормы проектирования для массового многоэтажного строительства ориентированы на сооружения не более 75 м, соответственно, высотными квалифицируются здания, начиная от 75 м и выше.

По типу конструктивного решения высотные сооружения подразделяются на:

−диафрагмовые (стеновые);

−каркасно-рамного типа;

−ствольные (система применяется с 1960 года для зданий 25-70 этажей);

−оболочковые (для самых высоких сооружений);

−смешанного типа (каркасно-ствольные, каркаснооболочковые).

Основными материалами несущих конструкций при

возведении небоскребов стали:

−металлический каркас и несущие конструкции из стали;

−сборные железобетонные конструкции (в СССР с 1960-х годов применяется индустриальный метод каркасно-ствольной

114

системы с монолитным стволом и сборным железобетонным каркасом);

−монолитные железобетонные конструкции – применяются высокопрочные бетоны, суперпластификаторы, инновационные конструкции передвижных и крупно-щитовых опалубок (в Японии с 1970-х годов железобетонные сборные каркасы из высокопрочных бетонов получили распространение при строительстве жилых домов высотой 30-55 этажей);

−огнестойкие железобетонные несущие конструкции (особое распространение получили в Москве в новом высотном строительстве).

Железобетон не вытеснил металлические несущие конструкции из высотного строительства. Очередной международный симпозиум IABSE в сентябре 2004 г. в Шанхае рекомендовал в своих решениях использование в строительстве зданий повышенной этажности стальных несущих конструкций по причине их бесспорных технических и экономических преимуществ. Но таким конструкциям необходима серьезная огнезащита эксплуатационных свойств. Преимущества современных стальных несущих конструкций:

−быстрота монтажа;

−независимость технологических операций по изготовлению и сборке от климатических условий;

−возможность применения большепролетных (до 16 м) сталежелезобетонных перекрытий с наиболее выгодным соотношением прочность/масса;

−свободная планировка благодаря большим пролетам;

−возможность выдерживать большую ударную нагрузку благодаря высокому соотношению предела текучести и массы конструкции;

−минимальная стоимость изготовления, транспортировки, монтажа.

Исходя из практики проектирования, строительства, конструктивно-технологическим особенностям, высотные здания по

технологии возведения бывают:

−с металлическими несущими конструкциями;

−с монолитными несущими конструкциями;

−со сборными железобетонными несущими конструкциями.

115

Контрольные вопросы:

1. Признаки, по которым классифицируют высотные здания.

2.Типы высотных зданий по функциональному назначению.

3.Классификация небоскребов по высотным характеристикам.

4.Основные материалы несущих конструкций при возведении

небоскребов.

5. Технологии возведения высотных зданий.

3.ТИПОЛОГИЯ ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ И ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ

ВНУТРЕННЕГО ПРОСТРАНСТВА ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ

Определение высотности здания при проектировании напрямую связано с выбором формообразования и вариантом объемнопланировочного решения.

Из-за высокой интенсивности ветровой нагрузки определяющим вариантом формы высотных зданий является форма башни. Повышенная устойчивость небоскребов в вертикальном и горизонтальном направлениях обусловлена развитостью поперечного сечения его основания и обтекаемостью цилиндрического, пирамидального, призматического объема здания со скругленными углами.

У высотных зданий башенного типа компактная центричная форма плана, продиктованная требованиями минимального ограничения инсоляции окружающей небоскреб застройки. С учетом резонансного вихревого возбуждения колебаний высотных зданий, влияющего на устойчивость здания под ветровым воздействием, горизонтальное сечение небоскреба может меняться в зависимости от общей высоты и составлять величины – 40 м x 40 м, 50 м x 50 м, 40 м x 60 м.

Исходя из практики, площади этажей зданий высотой 80-100 этажей не превышают 2-2,5 тыс. м2. Наиболее предпочтительными конфигурациями планов высотных зданий являются поэтажные сечения минимально с двумя осями симметрии. Такое решение минимизирует действие горизонтальных нагрузок и позволяет сократить до минимального ассортимента типоразмер несущих конструктивных элементов. То есть, при необходимости проектирования высотного здания сложной конфигурации, необходимо разделить его поэтажные планировки на отдельные простые по форме сечения-блоки.

116

Вместе с тем возникает необходимость создания выразительного уникального силуэта высотного сооружения.

Аэродинамически эффективными формами небоскребов для

минимального воздействия ветровых нагрузок являются:

−цилиндрическая;

−пирамидальная;

−призматическая.

Пирамидальная форма небоскребов наименее предпочтительна, так как она требует особые объемно-планировочные решения со сменой поэтажных планов и согласования с распространенными конструктивными системами.

Пропорции высотного здания выбираются так же с учетом нормативных ограничений горизонтальных перемещений верхней части здания с учетом крена фундаментов в пропорциональной зависимости от его высоты (Н). Эта величина должна быть для зданий высотой до 150 м не более 1/500 Н, свыше 250 – 1/1000 Н, для промежуточных высот – величина определяется по интерполяции.

Формообразование небоскребов оказывает влияние на необходимое при их строительстве количество строительных материалов и на величину теплопотерь. Поэтому предпочтение отдается объемам с компактной формой и с минимумом удельного расхода внешних ограждающих конструкций. Уменьшение теплопотерь возможно при соблюдении требований обтекаемости формы здания и правильной организации ориентации застройки относительно преобладающего направления ветра (понижать скорость ветра непосредственно у поверхности здания на 50-70%). Также сократить величину тепловых потерь высоток можно за счет правильного подбора размеров и ориентации расположения оконных проемов и внедрения трансформации остекления лоджий. Это сокращает непосредственный показатель теплопотерь, например, в ночное время суток. Тем самым должно быть обеспечено правильное положительное воздействия наружного климата на тепловой баланс сооружения при нейтрализации отрицательного.

Современные высотные здания имеют большую глубину, продиктованную объемно-планировочными решениями с открытыми внутренними пространствами, освобожденными от несущих конструктивных элементов. Это обусловлено особенной свободной планировкой этажей, свойственной небоскребам функционально, так и про-

117

тивопожарными требованиями защиты вертикальных несущих конструкций. В таком случае несущие конструктивные элементы правильнее размещать в угловых и других пространствах, ограниченных по обзору и доступу. Однозначно колонны, полуколонны, пилоны должны быть защищены от воздействия высоких температур и могут быть оформлены декоративно.

Для соблюдения санитарно-гигиенических требований и выполнения функциональных характеристик здания необходимо рациональное объемно-планировочное решение с необходимым составом, размером и взаимным расположением основных, обслуживающих, коммуникационных и технических помещений. Компоновать помещения, близкие по функции, размерам и назначению необходимо в типовых этажах, а в нетиповых этажах размещать уникальные входные группы, оригинальные зрительные залы, выставочные пространства, лобби-плазы.

Учитывая все вышеизложенное, определены основные типоло-

гические группы высотных зданий.

Основные типологические группы высотных зданий:

1. Специализированные:

−административные здания (офисы);

−жилые здания (квартиры для постоянного и временного проживания – апартаменты квартирного типа);

−гостиничные (гостиницы, отели – жилые номера разного уровня комфорта).

Появляются специализированные высотные здания – учебные, медицинские, библиотечные.

2. Многофункциональные – в разной степени сочетание по-

мещений, предусмотренных в специализированных высотных зданиях.

Для деления зданий на указанные типы – специализированные и многофункциональные – необходим учет соотношений функционального состава помещений. Основные помещения, как правило, размещаются в высотной части здания. В то время как второстепенные по функциональному назначению помещения (торговля, бытовое обслуживание, культурно-зрелищные объекты), размещаются во встроенно-пристроенных объемах стилобатной части или на первых этажах. Таким образом, грамотно решается градостроительная задача

118

создания доступной инфраструктуры обслуживания примыкающих к высотному зданию общественных пешеходных пространств. Как правило, второстепенные помещения: имеют собственные входы/выходы с уличного пространства и бывают связаны дополнительными входами/выходами с вестибюльными частями основного высотного здания; и если они расположены на нескольких этажах, то у них должны быть собственные лестничные клетки и лифты, не связанные с основным зданием.

Тип высотного здания – это только высотная часть с основными помещениями (вспомогательные помещения для обслуживания жителей или посетителей не учитываются). Если в высотной части находится два и более функционально-образующих элемента, то такое здание является многофункциональным. Если у помещений высотной части здания один функционально-образующий элемент, то здание является по типологическим признакам, специализированным.

Контрольные вопросы:

1. Аэродинамически эффективные формы небоскребов.

2. Особенности объемно-планировочных решений современных высотных зданий.

3. Основные типологические группы высотных зданий.

3.1. Здания офисов

Преобладающая группа высотных сооружений – здания офисов, компаний, банков.

Планировочные структуры офисных зданий:

−жесткая (одноили двухкоридорная);

−гибкая (деление пространств – мебельными группами и транформируемыми перегородками; озеленением – «ландшафтное бюро»; экологические чистые офисы – применение атриумов);

−комбинированная.

Отличаются данные виды планировок способом стационарной фиксации внутренних территорий горизонтальных коммуникаций

119