Сучасне будівництво висотних будівель

Сучасне будівництво висотних будівель

Практично з початку часів людина прагнула вгору. Вавилонська вежа, єгипетські і американські піраміди, Кельнський собор, Empire State Building, Burj Dubai – все це ланки одного нескінченного ланцюга, що зв'язує тисячоліття розвитку висотного будівництва. І кожна нова висота здавалася сучасникам граничної – вище тільки небо.

Сьогодні може здатися, що межа «штурму небес» майже досягнуто: інші з хмарочосів вже впритул підійшли до кілометрової позначки. Однак прогрес не зупинити. Чого ми досягли, що чекає нас у найближчому майбутньому, і які чудеса нам ще належить побачити?

Пора купити якісний шлакоблок, у Полтаві ціна невелика

Вчора і сьогодні

Вважається, що сучасне висотне будівництво почалося з прозаїчної причини – через брак землі в швидко зростаючих містах. Частково це так – наприклад, обмеженість острова Манхеттен дійсно змусила нью-йоркських забудовників «тягнути» корпусу вгору. Але це не пояснює справжню «гонку за висотою», яка розгорнулася з кінця XX століття на цілком вільних територіях, на зразок Аравійської пустелі.

Насправді, відповідь проста: люди почали будувати хмарочоси тому, що навчилися це робити. Високоякісна сталь, бетон і безпечний ліфт – ось справжні творці висотного буму. Особливо сприяли зростанню поверховості залізобетон і розвиток технологій роботи з ним.

Незважаючи на те, що самі по собі бетонні роботи стали використовувати ще в глибоку давнину (наприклад, Велика Китайська стіна багато в чому створена за технологією монолітного будівництва), свої дивовижні здібності бетон виявив найбільш повно саме при створенні висоток. Проривом стало винахід металевого каркаса – він і дозволив отримувати споруди практично будь-якої висоти.

Прискорило «перегони по вертикалі» і винахід знімною багаторазової опалубки. Придумали її в післявоєнній Німеччині, зруйнованого бомбардуваннями. Потрібно було швидко і якісно будувати «з нуля» практично всю інфраструктуру. Ні часу, ні матеріалів, ні робочої сили катастрофічно не вистачало. Тому, за легендою, німецький бізнесмен і інженер Георг Майєр-Келлер вирішив збирати готові дерев'яні щити металевим кріпленням, щоб оперативно переміщати їх від одного об'єкта до іншого. Ідея виявилася настільки вдалою, що зараз монолітне будівництво будь-якої поверховості складно уявити без такої розбірної опалубки.

За минулі десятиліття сучасні опалубні системи пішли дуже далеко від свого прабатька. Прийнята сьогодні повсюдно у висотному будівництві щитова опалубна система включає в себе каркасні щити, підпірні елементи і деталі кріплення. Каркасні щити – основа системи. Вони збираються з жорсткої металевої рами (сталевої або алюмінієвої) і опалубного плити, як правило, фанерною. Завдяки конструктивним особливостям збірна опалубка дозволяє заливати будь-які поверхні – вертикальні, горизонтальні, вигнуті, округлі і навіть похилі.

«У чому, властивості опалубки залежать від міцності і якості матеріалу щита: він повинен витримувати величезні навантаження – до 8 тонн залитого бетону на квадратний метр – і бути стійким до агресивного термічного та хімічного впливу окладу бетону. Ламінована березова фанера по співвідношенню «вага-міцність» перевершує сталь, а спеціальне покриття фенольною плівкою забезпечує надійний захист від шкідливих факторів. Тому опалубка з таких щитів з успіхом дозволяє здійснювати практично будь-які архітектурні ідеї», – говорить Андрій Кобець, менеджер з розвитку продукту «СВЕЗА», світового лідера у виробництві березової фанери.

Чим вище будівля, тим воно міцніше. Але, з іншого боку, будівельні матеріали повинні бути легше. В іншому випадку хмарочос може просто не витримати власного величезної ваги. Тому «висотна гонка» вимагає об'єднаних зусиль хіміків, металургів і архітекторів. Наприклад, армування бетону сталлю дозволило уникнути головного протиріччя у застосуванні будь-яких аналогів каменю – відсутності у останнього достатньої міцності на розтяг. В невисоких будівлях це непринципово, але починаючи з 4-5 поверхів, для стійкості конструкції, доводиться потовщувати стіни. У сучасному будівництві це неприйнятно. Обійти проблему допомогло залізо: воно має приблизно рівним бетону коефіцієнтом температурного розширення (простіше кажучи, однаково реагує на тепло і холод). Таким чином, еластичний метал бере на себе розтягуюче зусилля, даючи можливість будівельникам без побоювання рухатися вгору.

Ще більше «просунула» будівництво вгору технологія преднапряженного залізобетону. Метод полягає в тому, що високоміцна сталева арматура перед укладанням бетонної суміші натягується спеціальним пристроєм. Коли бетон схоплюється, сила попереднього натягу передається застывающему матеріалу, стискаючи його. Таким чином, частково або повністю, усуваються розтягувальні напруги від навантаження.

«Преднапряжение дозволяє істотно знизити вагу конструкції і підвищити її міцність, – говорить Денис Портаев, керівник напрямку по преднапряжению промислово-будівельного холдингу ЦК . – Завдяки цій технології відстань між несучими колонами можна збільшити до двох разів, до 20% знизити товщину перекриттів і на 25% зменшити витрату бетону».

Цікаво, що одним з перших розробників методу (поряд з європейськими компаніями) став радянський вчений Віктор Михайлов.

Над рівнем неба

У наші дні у світі збудовано понад 2600 хмарочосів, третину з яких (862) зведена в Китаї (включаючи Гонконг і Макао). Інші розташовані в США – 665, Японії – 163, ОАЕ – 146 та інших державах, причому з кожним роком все більше країн приєднуються до «небесного клубу». Втім, хоча висотне будівництво давно перестало бути екзотикою, кожен хмарочос – будівля унікальне. Тому досить умовна і класифікація висоток. Тим не менш, вона існує, оскільки існує цілий ряд «уніфікованих» проектних рішень, які служать орієнтиром для професіоналів.

Такі рішення оновлюються і затверджуються на регулярних зустрічах міжнародних незалежних спільнот інженерів і архітекторів – IABCE (International Association for Bridge and Structural Engineering), ASCE (American Society of Civil Engineers) та CIB (International Council for Research and Innovation in Building and Construction). Остання організація – CIB – у 1976 році на своєму симпозіумі прийняла класифікацію хмарочосів по їх висоті в метрах, який вважається сьогодні загальноприйнятою. Будівлі нижче 30 м були віднесені до споруд підвищеної поверховості; до 50, 75 і 100 метрів – відповідно до I, II і III категорій багатоповерхівок, а понад 100 метрів – до висотних.

Лахта центр.

Остання група, в свою чергу, також ділиться по висоті з кроком 100 метрів. На сьогодні будівель вище 400 метрів у світі близько 10, від 300 до 400 метрів – трохи більше 20, від 200 до 300 метрів – близько 100 метрів. Найбільше хмарочосів в діапазоні від 100 до 200 метрів, і підрахувати їх точно неможливо – занадто великі темпи будівництва.

Незалежно від архітектурних надмірностей, всі сучасні хмарочоси об'єднує загальна структура: як правило, це вежа більш-менш округлої форми. Єдність пояснюється двома головними факторами. По-перше, будівля такої висоти не повинно заважати природному освітленню своїх більш низьких сусідів. По-друге, чим більше висота, тим сильніше вітрові навантаження (верхні поверхи висоток при сильних вітрах розгойдуються цілком відчутно для мешканців). Щоб зменшити їх вплив, краще вибирати оптимальну в аеродинамічному відношенні форму будівлі – піраміду, циліндр або призму. Причому основа висотки завжди повинна бути трохи ширше верху.

При всіх очевидних перевагах висотних пірамід (аеродинамічна стійкість і стабільність) їх не зводять – в силу складності і матеріаломісткості. Зате циліндрів і призм предостатньо по всьому світу – можна згадати знамениту Burj Dubai (ОАЕ) або столичні висотки «Москва-Сіті».

Ще один приклад використання циліндрів в архітектурі – «Північна вежа» комплексу «Москва-Сіті». Корпус вежі побудований за монолітною технологією, а потім завершено суцільним скляним фасадом. «Вибір будівельної технології залежить від архітектурного рішення будівлі, – каже Олександр Глоба, інженер виробничо-технічного відділу будівельної компанії «INRI». – Та основні труднощі – у правильному комбінуванні методів. «Північна вежа» – спочатку правильно вирішена, архітектурно і технологічно, тому вона така цікава».

Що день прийдешній нам готує?

Майбутнє, як відомо, починається сьогодні. І найближчий кордон висотного будівництва – кілометр – ось-ось буде перейдено. До заповітної позначки залишилося зовсім небагато – нещодавно відкритий Burj Dubai перевищив 800 метрів. Але висота – зовсім не головна тенденція, і не вона визначає найближчі перспективи хмарочосів.

Можна виділити два основних тренда, які запанують на найближчі 10-20 років – це архітектурна незвичність і екологічність проектів.

Перша тенденція, спочатку, не здається особливим – адже, як вже говорилося, будь хмарочос унікальний. Проте якщо поглянути на висотки навіть 10-річної давності, видно, що особливих архітектурних вишукувань у них немає. Як правило, це просто вежі зі скла і бетону, в кращому випадку – зі шпилями незвичайної форми.

Лише в останні роки з'явилися будівлі, які дійсно відрізняються оригінальністю дизайну. І саме вони задали тон черговий гонці – на цей раз за красою. Наприклад, можна виділити кувейтську висотку Al Hamra Firdous («Аль-Хамра Фірдаус»). Незважаючи на досить пересічний, за нинішніми мірками, зростання – «всього» 412 метрів, – вона стала світовою пам'яткою, мимохідь, швидше, на сучасну художню інсталяцію. Динамічною, складною формою хмарочос нагадує рухому людську фігуру в національній арабському одязі. Домогтися такого ефекту вдалося завдяки використанню сучасних будівельних технологій.

«Складний силует будівлі, – каже Андрій Кобець («СВЕЗА»), – отримали, використовуючи метод монолітного будівництва. В даному випадку ефектну спіральну форму зовнішньої стіни дозволила створити знімна опалубка зі щитами з березової фанери (при будівництві, в тому числі, застосовувалася фанера СВЕЗА). Цей проект на сьогоднішній день став унікальним – вперше у світі був побудований хмарочос виключно з монолітному методом. Досить сказати, що на зведення Al Hamra Firdous пішло понад 500 тис. тонн цементу – це справжня рукотворна скала!»

Друга глобальна тенденція – «зелена» – також активно розвивається вже сьогодні. Вона виникла не стільки на хвилі моди на екологію, скільки як відповідь на дискомфорт, який людина відчуває в сверхурбанизированной середовищі. Виходом із ситуації може стати організація середовища проживання, максимально наближеної до природного, всередині «сталевих печер» мегаполісів. Така середовище – біокліматична – найближча мета архітекторів і проектувальників.

«Все вище, і вище, і вище...» – сучасна архітектура вже понад століття слід цьому гаслу. На зміну стандартним скляним вежам, завдяки монолітної технології будівництва, приходять рукотворні гори, вкриті лісами, змінюються інтер'єри і техніка, але одне залишається незмінним: виклик земному тяжінню. Благо, новітні матеріали і технології постійно розширюють горизонти будівництва.

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)