Материал: Высотные здания. История. опыт проектирования и строительства. Классификация и типология. Пупавцев Р.Н., Семенова Н.В

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