Перспективы строительства и эксплуатации небоскребов в 21 веке Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Региональное развитие • № 1(5) • 2015__________________________________^ http://regrazvitie.ru

«Региональное развитие: электронный научно-практический журнал» Е-ISSN 2410-1672 http: //re grazvitie. ru Выпуск № 1(5), 2015 http://regrazvitie.ru/2015/03/

URL статьи: http://regrazvitie.ru/perspektivy-stroitelstva-i-ekspluatatsii-neboskrebov-v-21-veke/

УДК 69.032.2

Перспективы строительства и эксплуатации небоскребов в 21 веке

© Астафьева Нонна Сергеевна

кандидат философских наук, доцент © Канищева Екатерина Сергеевна

студент

© Никонова Ирина Олеговна

студент

Самарский государственный архитектурно-строительный университет Е-mail: nonnaast@yandex.ru, katya.kanishcheva.93@mail.ru, ir.nikonova2011 @yandex.ru

Ключевые слова: небоскреб; эксплуатация небоскребов; перспективы высотного строительства.

Аннотация. Проанализирован опыт мирового высотного строительства. Выделены положительные и отрицательные факторы строительства небоскребов. Сформулировано перспективное направление строительства и эксплуатации небоскребов.

Prospects for the construction and operation of skyscrapers in the 21st century

© Astafeva Nonna Sergeevna

candidate of philosophical Sciences © Kanishcheva Ekaterina Sergeevna

student

© Nikonova Irina Olegovna

student

Samara state University of architecture and civil engineering Е-mail: nonnaast@yandex.ru, katya.kanishcheva.93@mail.ru, ir.nikonova2011 @yandex.ru

Keywords: skyscraper; exploitation of skyscraper; prospects of high-rise construction.

1

regrazvitie@yandex.ru

Землеустройство и кадастры

Abstract. The article says about experience of the global skyscrapers construction. The article deals with positive and negative factors of high-rise construction. A perspective direction of construction and operation of skyscrapers was formulated.

Выходные сведения статьи:

Астафьева Н.С., Канищева Е.С., Никонова И.О. Перспективы строительства и эксплуатации небоскребов в 21 веке // Региональное развитие: электронный научно-практический журнал. № 1(5). 2015. URL: http://regrazvitie.ru/perspektivy-stroitelstva-i-ekspluatatsii-neboskrebov-v-21-veke/ (доступ свободный). Загл. с экрана.

На сегодняшний день высотные здания стали неотъемлемой частью градостроительства. Наличие небоскребов отличает любой современный город, а умение их возводить говорит о высоком развитии строительных технологий, интеллектуальных возможностях проектировщиков, готовности соответствующей материально-технической базы. Высокие новостройки в России появились после Второй мировой войны. Громадные здания показывали все величие Советского Союза, его несгибаемость и непобедимость. Изначально советские небоскребы возводились как коммерческие объекты, организации, гостиницы. Но первые высотные жилые здания появились в России спустя долгое время.

Отметим, что некоторые древние здания достигали внушительных размеров, однако первые высотные дома появились всего около 130 лет назад. Самый первый небоскреб был построен в США. По сегодняшним меркам здание «Хо-ум Иншуренс» в Чикаго, США, нельзя отнести к высотным зданиям, но, несмотря на это, оно считается первым в мире небоскребом. В 1885 г., на момент окончания строительства, в нем было 10 этажей, а к моменту сноса в 1931 г. уже двенадцать. Здание «Хоум Иншуренс», по проекту Уильяма Лебарона Дженни (США), стало первым среди каркасных. За счет этого вес сооружения переносили на землю не несущие стены, а внутренняя рама, которая поддерживает его.

Скорость роста самых высоких зданий мира в XXI веке продолжает ускоряться. За последние 4 года было построено более половины самых высоких зданий мира, а общее количество сверхвысоких зданий за последние 7 лет почти утроилось. В последние годы лидерство в строительстве небоскребов держат Азия и Ближний Восток, на долю которых приходится около 90% сверхвысоких проектов.

Свидетельство тому - 828-мет-ровая Бурдж-Халифа ("Башня Халифа") в Дубаи, ОАЭ, которая более чем на 300 метров выше здания, поставившего предыдущий мировой рекорд по высоте -Taipei 101 (509 метров) в Тайване. Но уже в 2019 году эти небоскребы будут иметь меньшую высоту по сравнению с Королевской башней, которая станет первым зданием мира с высотой белее 1 километр.

2

Региональное развитие • № 1(5) • 2015

http://regrazvitie.ru

В 2014 году в мире началось ее строительство. Королевская башня является 100-ым "сверхвысоким" зданием. Тысячеметровая Королевская башня в Джидда, Саудовская Аравия по окончанию строительства станет очередным чемпионом мира среди небоскребов.

Мировой рекорд по высотности зданий увеличится в два раза всего за 10 лет. К 2020 году средняя высота 20 самых высоких зданий мира приблизится к 600 метрам, что равно двум высотам Эйфелевой башни.

В России лидером по высотному строительству является Москва. Этому способствует наличие финансовых и материальных возможностей столицы.

Максимальную высоту имеет ММДЦ "Москва-Сити": 338,8 метра ("Меркурий Сити Тауэр"). В башне 75 наземных и 5 подземных этажей. Имеет характерную золотистую окраску и необычное архитектурное решение. Строительство делового центра началось в 1995 году и продолжается до сих пор. Оно являлось самым высоким зданием в Европе до 25 Сентября 2014 года. В этом небоскребе применены все инновационные технические решения, такие как сплошное панорамное остекление с применением энергосберегающих, высокопрочных, тонированных стеклопакетов; четырех трубная система кондиционирования; система центрального отопления I категории надежности от двух независимых источников теплоснабжения - конвекторы, встроенные в пол, установлены по периметру здания; бесперебойная система электроснабжения I категории надежности; единая автоматизированная система управления зданием, соответствующая концепции «интеллектуального здания»; оптико-волоконные телекоммуникации; комплексная система безопасности, которая связана единой управляющей программой; система оповещения и управления эвакуацией при пожаре, спринклерная система пожаротушения, противопожарный водопровод, система автоматической пожарной сигнализации с обеспечением полного комплекса защиты от пожара, управление инженерными системами при пожаре; 26 современных высокоскоростных лифтов, время ожидания которых менее 30 сек.

До постройки "Москва-Сити" одной из самых высоких новостроек столицы был ЖК «Воробьевы горы» (188,2 м) [5]. Семь корпусов расположены на пятиуровневом стилобате, с встроенной объемной парковкой и автомойкой. В этом комплексе впервые в Москове происходило озеленение на поверхности кровли. Самый большой небоскреб в этом комплексе имеет высоту 48 этажей. Для возведения этой конструкции использовались самые новейшие технологии, прогрессивные инженерные системы.

Другая высотка - «Триумф-Палас» имеющая высоту 45 этажей, которые возвышаются на 264 метра. Этот комплекс в 2003 году попал в Книгу рекордов Гинесса, как самое высокое жилое здание в Европе. Здесь нижние пять этажей являются цельной стилобатной основой.

При возведении небоскребов применяются самоподъемные опалубки, передвигающиеся вверх по мере строительства. Часто используются самоподъем-

3

regrazvitie@yandex.ru

Землеустройство и кадастры

ные краны. Рабочие поднимаются наверх на грузопассажирском подъемнике вместимостью до 20 человек.

В высотном строительстве, в основном, используются такие материалы как сталь и бетон. Хорошо выдерживать ветровые нагрузки помогает жесткость «скелета» постройки, а гибкость - сопротивляться сейсмическим колебаниям. Фасады небоскребов — это, в основном, стальные профили и легкие навесные панели из прозрачного стекла, алюминия, полимеров. Популярны вентилируемые системы, которые отделаны натуральным или искусственным камнем, металлическими листами, фибробетоном, т.е. бетоном с волокнами из металла и полимеров. Среди новейших видов облицовки — керамика с боросиликатным стеклом (имеющим в своем составе вместо щелочи — окись бора, что делает стекло устойчивым к пожару), панели из металлической пены, нанокомпозиты, стеклянные панели с водоотталкивающим самоочищающимся слоем.

Специалисты при строительстве тщательно подбирают лифты и другие инженерные системы. Они характеризуются высоким качеством и длительным гарантийным срокам. Это очень важно, т.к. в случае поломки лифта, жильцам верхних этажей придется подниматься самостоятельно на большую высоту.

Большое внимание уделяется лифтам из-за того, что при их помощи люди быстро могут спуститься и оберечься при пожаре или землетрясении. Специалисты Европы и США уверенны, что лучшим средством эвакуации являются лифты. Но остаются нерешенными такие проблемы: лифты и их шахты должны быть негорючими и обезопасенными от пламени и дыма. Также необходимо заменить тросовый подъемный механизм, который уязвим, и зависит от электричества; следует исключить падение лифта; лифт должен вмещать сотни людей. Перечисленные рекомендации не соответствуют ни одному лифту в мире. Плавающие лифты являются наиболее перспективным направлением в качестве средства спасения.

Новоявленный способ эвакуации с помощью лифтов разработал ОАО «Московский институт материаловедения и эффективных технологий». Основа открытия — использование столбов воды, которые поддерживают специальные лифты, плавающие в эвакуационных шахтах. Такой лифт представляет собой многоэтажную металлическую конструкцию на понтоне с грузоподъёмностью до тысячи человек. При этой системе жильцы заходят в спасительный лифт одновременно с нескольких этажей. Зоны безопасности представляют собой эвакуационные шахты: люди будут находиться в лифтах с нормальным освещением, воздухоснабжением, баками с питьевой водой, а также с необходимыми средствами первой помощи. Изобретатели считают, что объем воды, замонти-рованный в верхней части высотки, не считая лифтов, содействует и тушению пожара, и устойчивости здания (для уравновешения его колебаний).

Комплекс жизнеобеспечения высотки обычно содержит в себе более тридцати систем: для обеспечения микроклимата (отопления, вентиляции и кондиционирования), канализации и водоснабжения, электроснабжения, дымо- и му-

4

Региональное развитие • № 1(5) • 2015

http://regrazvitie.ru

сороудаления автоматики и диспетчеризации охраны, пожаротушения и так далее.

Высотка неизменно разделена на блоки с противопожарными преградами, как и многие инженерные системы. Например, для того чтобы вентиляции не препятствовали беспорядочные потоки воздуха внутри дома из-за неравного нагрева стен по высоте, устраивают промежуточные технические этажи, шлюзы на лифтовых холлах, лестничных клетках, двойные двери при входе в квартиры, и на входе в здание,

Система водоснабжения имеет вспомогательные насосы на каждые 12-15 этажей, а мусоропроводы оснащены перемычками, которые тормозят выпадение тяжелого мусора и разбивают воздушные потоки, не дают ультралегковесному мусору парить по колодцу.

Вентиляция также проектируется раздельно для каждого блока. Так как на больших высотах окна часто проектируются глухими (не открывающиеся), они имеют клапаны и форточки-створки, а во всем здании оборудована механическая приточно-вытяжная вентиляция и самоуправляющиеся кондиционирование.

Высотки не зря называют «интеллектуальными зданиями»: контроль безопасности компьютеризирован для того, чтобы избежать людской ошибки при управлении в чрезвычайных условиях сотнями систем одновременно [3]. В единой диспетчерской осуществляется автоматизационное управление всеми коммуникациями. Строительство высотных зданий является эпохальной ступенью развития строительства, которая должна дать начало смене философии самого процесса [4]. В мире ширится образование сверхвысотных зданий, так как развивающиеся страны при помощи такого строительства хотят объявить о своем потенциале, а крупные капиталы - о своей силе.

Существенное достоинство высотных зданий - их высокие экономические показания и результативность. Строительство небоскребов граничит со стоимостью возведения обычных многоэтажных зданий, в виду того, что основной капитал приходится на покупку земли и подготовку площадки под строительство. Вдобавок, жить в небоскребах считается престижно, поэтому квартиры быстро покупают.

Немаловажным фактором в благоприятном влиянии высоток, является создание дополнительных рабочих мест. Например, службы обеспечения функционирования комплекса.

Недочёты высотного строительства объединены с проблемами транспортно-градостроительного характера, которые возникают после возведения высотного здания, например, в центральной части города. При существующей достаточно высокой плотности застройки в центре сооружения высотки возникает транспортный кризис не только в районе, где ее сооружают, но и в близкорасположенных улицах. Например, в Париже, была осуществлена специальная программа по удалению офисных зданий из центра города на периферию. В результате чего люди перестали стремиться в центр в рабочие часы, и это ощути-

5

regrazvitie@yandex.ru

Землеустройство и кадастры

мо облегчило транспортное наполнение. Специалисты вычислили, что в застроенных высотками мегаполисах, например в Токио, где зданий, превышающих стометровую отметку более четырех тысяч, человек за всю жизнь тратит два года на отыскание парковочного места [1].

Следующим недочётом высотного строительства специалисты называют высокие вероятности рисков. Причинами чрезвычайных ситуаций и аварий, во-первых, могут служить неадекватные желание заказчика сэкономить на фундаментах. При строительстве высотных зданий должны быть приумножены объемы и качество инженерно-геологических изысканий, до начала строительства. Во-вторых, дилетанство проектировщиков и отсутствие норм, которые жестко регламентируют строительство этих исключительных объектов.

Против высотного жилья протестуют медики, которые заявляют, что беспрестанное пребывание человека на уровне 16 этажа может побудить суицидальные наклонности. По данным иностранных ученых, в городах Германии, Великобритании, Франции, Испании не планируется взращивать сферу высотного жилищного строительства, поскольку обитатели небоскребов не испытывают чувство комфорта в «поднебесном раздолье». Еще одним осложнением для высотных зданий является ветер. Из-за больших высот и в пространстве фасадов, скорость ветра, обтекающего здание, возрастает с высотой, а массивные воздушные завихрения могут создавать колебания, например, как при 4-5-бальном землетрясении. Временами возникает «завывание» в окружности здания. Но, применительно исследований немецких ученых, ветер может оказывать благоприятное действие - он служит гарантией вытягивания дыма при пожаре.

Давление ветра напрямую зависит от формы высотки. Предпочтительные -круглая: воздух благотворно обтекает, не создавая завихрений. Второе место -форма капли, овала, треугольника со скругленными углами. На третьем месте -ромб, квадрат; на четвертом - дуплетные высотки (обычно круглые), на пятом -Г и Н-образные формы. Закрывает список форма волны или пластины: выглядит выразительно, но у здания избыточная парусность.

Проанализировав существующий мировой опыт строительства небоскребов, мы пришли к выводу, что в настоящее время темпы строительства небоскребов будут только нарастать в городской застройке. Этому способствует удорожание городской земли в крупных городах мира и совершенствование материально-технической базы, строительных материалов, программирование строительного проектирования с помощью расчетных программ. Население стремится проживать в крупных мегаполисах с урбанизированными центрами, что также провоцирует востребованность высоток [2]. По нашему предположению следующим этапом в развитии эксплуатации небоскребов будет повсеместное соединение их между собой с помощью подвесных переходов на разных высотных уровнях по типу перехода башень-близнецов Петронас в центре столицы Малайзии Кауала-Лумпур. Причем, мы полагаем, что эти переходы будут

6

Региональное развитие • № 1(5) • 2015

http://regrazvitie.ru

мультифункциональны. Поскольку, в настоящее время обсуждается только вертикальное перемещение в небоскребах равное километру, и игнорируется горизонтальное перемещение, которое также возможно исчислять километрами. Внедрение горизонтальных переходов может решить целый комплекс отрицательных факторов небоскребов. Например, эвакуация при пожаре не вниз, а в сторону, в переход соседнего здания. Возвращение домой из общественного небоскреба не по улице, а по переходам и пр. Безусловно, задача горизонтальных переходов сложная, но, мы полагаем, что темп научно-технического прогресса в скором времени успешно справится с ней.

Литература:

1. Колесников С.А. Градо-экологический прогноз развития высокоурбанизированных многофункциональных узлов городской структуры крупнейших российских городов // Вестник МГСУ. 2015. № 1. С. 7—15.

2. Колесников С.А. Особенности функционально-планировочной структуры и ее высоко-урбанизированных многофункциональных узлов городов Казань, Самара, Тольятти // Вестник МГСУ. 2010. № 1. С. 25—27.

3. Абрамсон Л.А. (ЦНИИЭП-жилища). Развитие строительства высотных зданий // Жилищное строительство. 2005. № 10. С. 43-45.

4. Николаев С.В. (ЦНИИЭП-жилища). Высотные здания - это комплекс высокопрофессиональных решений // Жилищное строительство. 2005. № 10. С. 38-40.

5. Горин С.С. Жилые небоскребы в Москве - прошлое, настоящее, будущее // Жилищное строительство. 2003. № 9-10. С. 15-17.

7