Лахта Центр - о небоскребе и не только (lakhtacenter) wrote,
Лахта Центр - о небоскребе и не только
lakhtacenter

Технологии, которые развились благодаря небоскребам

У НЕБОСКРЁБА ДВА РОДИТЕЛЯ: ПРОКАТНЫЙ СТАН И ЛИФТ


Небоскребы способствовали появлению и развитию технологий, без которых сегодняшняя стройиндустрия уже немыслима.


Цена на сталь

Развитие сталелитейной промышленности снизило цены на стальной прокат - основу любого высотного здания.

Раньше высокими считались 10-12 этажные здания, кирпичные, с несущими внешними стенами, высота - не более 80 метров.


Революция произошла, когда стали применять металлические каркасы с несущей центральной опорой. Прочность стали примерно в 10 раз выше, чем у самого качественного бетона, каменной или кирпичной кладки. Здания стали опираться на металлический каркас, поддерживающий как внешние, так и внутренние стены.

Это позволило значительно уменьшить вес зданий, использовать сплошное остекление наружных стен и, главное, увеличить высоту объектов.


И пошел рост ввысь.


Лифт

Идея лифта восходит к Древней Греции. Конструкторские разработки привели к появлению лифтов в зданиях в начале ХIХ в., однако первые образцы были крайне несовершенными – медленными, небезопасными.


Желанный безопасный лифт изобрел американский инженер Элайша Отис. И не только изобрел, но и как грамотный предприниматель, лично представил публике.
В 1853 г. при большом стечении народа в Нью-Йоркском Хрустальном дворце изобретатель взобрался на тяжелую, груженую платформу. На высоте десять метров, к ужасу присутствующих, перерубил канат. Платформа не упала благодаря изобретенному Отисом автоматическому предохранительному устройству. Эта демонстрация имела большой успех, и вскоре наряду с созданием каркасных конструкций использование пассажирских лифтов позволило начать строительство высоких зданий.


Теперь высота зданий больше не зависела от физических возможностей их обитателей и стала признаком престижности. Второй этаж, как раньше, перестал быть «аристократическим». Состоятельные люди стремились к небу и солнцу.


Вентиляция и электрическое освещение

Не только металлический каркас сделал небоскребы успешными. Большая роль в этом принадлежит инженерным системам - от водопровода и канализации до освещения и вентиляции.

Электрический свет и вентиляция – именно эти технические системы помогли в свое время архитектору сделать высотное здание независимым от погоды и природы. В небоскребе появился свой микроклимат, который не зависит от погоды на улице.


Ступенчатая форма американских небоскребов - борьба за инсоляцию офисов - следствие дороговизны электрического освещения в первых небоскребах.


Наряду с естественной вентиляцией начали применять механическую, принудительную систему вентиляционных труб, находившихся в помещениях, и мощный вентилятор, расположенный в конце общего вентиляционного канала здания. Вентиляторы приводились в движение электромоторами и двигателями внутреннего сгорания. В вентиляционную систему больших зданий входили также приборы для увлажнения и фильтрации воздуха. В конце XIX— начале XX в. широко были известны механические вентиляторы английского инженера Блекмэна и американца Стертевэн-та, увлажнители воздуха Брюссинга и воздушные фильтры Гроувса и Мёллера.

Сегодня в небоскребе работают более тридцати различных инженерных систем. Создание небоскреба превратилось в науку.


Технологии фундаментов

Лишь небольшие участки Чикаго и Нью-Йорка расположены на скале. Остров Манхэттен, например, в верхней своей части состоит из морских наносных пород.

Первые высотки пытались строить на деревянных сваях, но сваи быстро гнили.

Решение проблемы предложил инженер-мостовик Чарльз Сойсмит.


Основной компонент — это опускной колодец из бетонных колец. Внутри – или пара рабочих с отбойными молотками, или небольшой экскаватор. Порода вынимается со дна, а колодец под собственным весом опускается. Сверху надстраивается еще одно бетонное кольцо. И так, пока этот «вертикальный тоннель» не упрется в скальное основание – метров двадцать - тридцать. Затем труба заполняется бетоном.

Рекордная глубина опускания кессона (кессон - конструкция для образования в водонасыщенном грунте рабочей камеры, свободной от воды) – 66,5 м при строительстве небоскреба Центр Джона Хэнкока в Чикаго.

С некоторыми дополнениями технология работает в сложных условиях до сих пор.
Опускные колодцы применяются при строительстве сверхвысоких зданий в ОАЭ и Саудовской Аравии, где под слоем песка таятся прочные скальные породы. При достижении необходимой глубины колодцы заливаются бетоном, становясь обсадной трубой.


Под самым высоким в мире «Бурдж Халифа» - почти 200 таких бетонных опор длиной 45 м и диаметром 1,5 м.

Еще одно инженерное изобретение - фундаменты-плиты. Например, здание МГУ в Москве строилось пирамидами на огромной плите. На плите пятнадцатиметровой толщины стоит основная колонна CN Tower в Торонто.

Свайные фундаменты глубокого заложения - с выемкой грунта и без неё. В первом случае применяются забивные или вдавливаемые сваи. Во втором — буровые сваи, опускные колодцы-кессоны и полые сваи из стальных труб. Фундамент небоскреба Цзинь Мао в Шанхае стоит на 1062 прочных стальных столбах, которые уходят в землю на глубину более 80 метров.

Свайно-плитный фундамент – комбинированный вариант. Например, для точечных небоскребов в Китае делают большой подиум в виде мощной развитой коробки, чтобы снизить нагрузку на слабые грунты, а под ним – сваи.


Фундамент корейского супернебоскрёба Lotte Super Tower состоит из 6,5-метровой плиты и бетонных свай - 108 штук длиной от 30 до 72 м.


Огнезащита

В первых небоскребах никакая защита не спасала обитателей от огня и дыма. Как предупредить обрушение стального каркаса при пожаре?
Для огнезащиты небоскрёбов в 1880-1920 использовали облицовку каркасов и кирпичных стен керамическими плитами. Как следствие, возникла немалая индустрия терракоттовой керамики, которая - в своих интересах - долгое время задавала тон архитектурного оформления зданий.


Терракотой был облицован Flatiron Building, построенный в Нью-Йорке в 1902 году

При строительстве небоскребов стали применять спринклерное пожаротушение – это сеть водопроводных труб, в которых постоянно находится вода или воздух под давлением.


На первый взгляд, его реализация (как и лифта) не требовала революционных новшеств, но привело к поэтапному развитию технологий как самой системы (насосы, датчики, автоматика, разводка и балансировка труб), так и городского хозяйства - ведь потребности пожарного водоснабжения городского центра в десятки раз превысили прежние нормы водозабора.


Технологии логистики и управления

Типичный стальной каркас небоскрёба 1890 годов (15-18 этажей) весил около 2 000 тонн при общем весе конструкции до 12 000 тонн. Задумайтесь, как все это доставлялось на площадку в плотной застройке делового центра. Ведь грузовиков еще не было.


Еще высотная стройка потребовала колоссальной мобилизации специалистов. На строительстве 77-этажного здания Крайслера работали
400 каменщиков с подмастерьями
• 256 водопроводчиков
• 130 электриков
• 100 плотников
• 100 слесарей по вентиляции и отоплению
• 60 плиточников
• 50 монтажников стальных конструкций, 25 слесарей по металлу
• 40 крановщиков
• 35 монтажников ограждений
• 35 стекольщиков
• 20 краснодеревщиков, 8 глазуровщиков, 4 мраморщика, 3 камнереза
• 15 слесарей по спринклерным системам, 6 - по строительным кранам, 4 - на монтаже пневмопочты
• 14 гидроизолировщиков, 10 мастеров по асбестовой изоляции, 4 кровельщика


А кроме них, не обошлось без
архитекторов, инженеров-механиков, инженеров-конструкторов, экспертов по планировке, старших сантехников, инженеров-теплотехников, вентиляционщиков
• конструкторов и производителей лифтов, инженеров по холодильной технике и кондиционерам
• кузнецов, бетонщиков, водителей бетоновозов, машинистов растворного узла
• водителей, бригадиров, прорабов, контролеров, охранников, бухгалтеров, страховщиков, риэлторов, и сотен других людей...


Все они работали в условиях крайне ограниченного времени, большинство - в ограниченном пространстве и в крайне опасных условиях. Они строили башни в камне и металле, мечтали о высоте и победили силу ветра.


Преодолеть ветер

Ветер очень влияет на башни. Шли поиски не только эстетически красивых, но и оптимальных аэродинамических форм для высоток.
Сужение по высоте снижает влияние ветра. Еще ветер обтекает круглые здания, в форме овала и треугольника со скругленными углами.


И все-таки при сильной непогоде небоскребы колеблются. Для снижения колебаний применяют массивные грузы-противовесы – демпферы или же аутрирегрные системы, придающие зданиям дополнительную горизонтальную жесткость.

Сегодня компьютерное моделирование и аэродинамические испытания форм и материалов обязательны. Множество возникающих проблем, порождает весьма интересные решения, а негативные факторы зачастую используются архитекторами во благо.


Например, панели Taipei 101 при сильном ветре могут «прогибаться» на глубину 18 сантиметров и возвращаться на место.


Для справки:

В 1890-ом году в Нью-Йорке было лишь шесть зданий выше 10 этажей. А в 1910-ом - уже 538.

Сейчас в Нью-Йорке уже более 600 зданий выше ста метров.

Сегодня в мире около 4000 зданий выше 150 метров. И это число небоскребов ежегодно растет. В 2014 год на планете построили 97 зданий выше 200 м, в 2016-м – уже 128. Их совокупная высота – более 30 км.

В 2017-ом году «выросло» еще 144 новых таких высоких зданий.


День сегодняшний добавил в небоскребостроение высокие и биологические совместимые технологии, органические элементы, принципы натуралистичной философии…


Фотоисточники: modernmarvels.in, cdn.homesthetics.net, burgessbroadcast.or, bdzoom.com, sm-alp.ru, wikiway.com, cloudfront.net, plumbers911.com, metalocus.es, colors.life, ventilyatsiya.pro, mitsubishielectric.com, rudzin.livejournal.com, blogspot.com, ello.co, gifok.net, myphotodump.com







Понравилась публикация? Ставьте лайк (💙), делитесь этой статьей в соцсетях с друзьями.

Подписывайтесь на журнал, если вам интересна урбанистика, архитектура, технологии и как создается в Санкт-Петербурге самый высокий небоскреб Европы.


Tags: лахта центр, лифты для небоскребов, небоскребы, пожарная безопасность, современные технологии, строительство небоскребов, технологии, фундамент
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Empire State Building от готики до ренессанса

    Классика небоскребостроения - культовый Empire State Building. Его облик узнаваем во всем мире, высотка – герой многих фильмов. Этот символ…

  • Фотолента Лахта Центра

    Подборка самых интересных фото с Лахта Центром из социальных сетей теперь и в нашем журнале ЖЖ! Не забывайте ставить тэг #лахтацентр или…

  • Ловец жемчуга в облаках

    Небоскребы тянутся к высокому не только метрами. Так, в них частенько появляются интересные арт объекты и инсталляции. Вот в атриуме…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments