Цена высоты: о скрытых расходах и технических требованиях к высотному строительству

фото: пресс-служба UNK

Высотное строительство в России становится все более популярным, Москва уже стала европейским лидером по числу небоскребов: в ней свыше 190 зданий высотой более 100 метров. При этом особенности климата средней полосы накладывают определенные требования к высотному строительству. О том, что важно учитывать знать при разработке концепции высоток, и на что девелоперу стоит закладывать бюджет заранее, чтобы не столкнуться с неприятными сюрпризами при строительстве и эксплуатации здания, «Стройгазете» рассказал заместитель генерального директора генпроектировщика UNK project Дмитрий Кривенко.

Ветер – главная проблема высотных сооружений

Расчет ветровой нагрузки – один из важнейших этапов инженерной работы при проектировании высотных зданий, особенно в климате средней полосы России, в том числе для Москвы.

При моделировании формы здания помимо расчета ветровой нагрузки непосредственно для него необходимо учитывать соседнюю застройку, которая создает собственные вихревые и турбулентные потоки. Для верного расчета необходимо проводить в аэродинамической трубе тесты физических моделей. Для того, чтобы финально согласовать форму здания, необходимо провести три-четыре продувки. В высотном здании инженерное решение может стать частью архитектурного образа. Например, в проекте «Лахта-центр 2», который прошел государственную экспертизу, предусмотрена лента, обвивающая здание, — «Хеликс», она и выполняет функцию декоративного элемента и снижает аэродинамическое воздействие на конструкцию.

При продувке испытывается макет не только самого здания, но и окружающих объектов. Яркий пример – расчет поведения каждой новой башни в Москва-Сити, которая моделируется с учетом всех уже стоящих соседей.

Борьба с обледенением

Отдельная задача, связанная с формой – управление наледью. Российский климат сочетает влажность, перепады температур и ледяной дождь, из-за чего на высотных конструкциях при сильном ветре быстро образуется, оттаивает и вновь намерзает лед.

Кусок льда весом даже 200 граммов, сорвавшийся с высоты 200 метров, у земли достигает скорости свыше 100 км/ч и создает риски причинения непоправимого вреда здоровью и/или ущерба имуществу. Для того, чтобы их избежать, при проектировании также необходимо с помощью аэродинамического моделирования определить зоны риска, а затем закрывать их одним из нескольких решений: супергидрофобными покрытиями фасада в зонах предполагаемого обмерзания, электрическим обогревом обшивки с датчиком включения при температуре около +5°C или форсуночным распылением противообледенительных составов.

Важно помнить, что у каждого решения есть свои ограничения, и принимать финальное решение необходимо с их учетом.

Так, покрытия ограничены по цветовой палитре, это влияет на эстетическую составляющую проекта, если она является критической, то необходимо выбирать другие варианты.

Обогрев добавляет ощутимую нагрузку на энергосистему здания – порядка 300 Вт на квадратный метр обогреваемой поверхности, соответственно при его использовании увеличится стоимость эксплуатации. «Незамерзайка» же требует отдельного контура ливневой канализации, так как талая вода, смешанная с реагентом, юридически считается технической жидкостью и не может сбрасываться в обычный ливнесток без предварительной очистки.

Есть еще один вариант — привлечение промышленных альпинистов для ручной очистки, но он рассматривается скорее как крайняя мера: на высоте при сильном ветре такая работа становится рискованной, а зону вокруг здания на время работ приходится ограждать, что создает дополнительные неудобства для его пользователей и прохожих.

Внутреннее наполнение и борьба с эффектом тяги

Еще одна особенность, характерная именно для российского климата, – эффект тяги или «эффект дымовой трубы», который проявляется зимой при значительном перепаде температур наружного и внутреннего воздуха. Возникающая разница давлений создает мощный сквозной поток: с ним связаны хлопающие двери, которые трудно открыть, гул воздуха в шахтах и разлетающиеся по офису бумаги, если одновременно открыты двери у основания здания и наверху.

Решением этой проблемы становятся тамбурные шлюзы на входных группах, устроенные так, что входная дверь закрывается прежде, чем откроется следующая. Это физически исключает сквозной эффект. Помимо этого, для комфорта при эксплуатации здания важно обеспечить герметичность фасадных конструкций и лифтовых шахт, чтобы минимизировать перетекание воздуха между этажами. Это решение напрямую влияет на архитектуру входной группы. Часто хочется создать эффектный открытый вход без тамбура, чтобы избежать возможных скоплений людей, но тогда в здании появляется сквозняк, который делает объект некомфортным в эксплуатации. Разумный компромисс обычно находится в самой архитектуре входной группы: тамбурную зону можно вписать в проект лобби, сохранив ощущение открытого пространства.

Внутреннее наполнение высотного здания также определяется требованиями пожарной безопасности. Высотки делятся на пожарные отсеки, высота первого из которых составляет 75 метров для жилых зданий и 50 метров для общественных, затем разбиение идет каждые 50 метров. На этих отметках зачастую появляется необходимость устройства технических этажей с инженерным оборудованием. Это прямой вопрос экономики проекта, ведь такие этажи не продаются и не сдаются в аренду, но их необходимо учесть в проекте с самого начала, а не пытаться найти уже после того, как согласована продаваемая площадь этажей.

В офисных высотках похожая логика касается лифтов. Ядро здания с шахтами ограничено контуром здания и не растет пропорционально этажности, а количество сотрудников с ростом площади этажей увеличивается. Для решения этой проблемы существует технология, которую совсем недавно начали применять на строящихся объектах, – лифты-даблдекеры, двухэтажные кабины, которые обслуживают сразу два этажа в одной шахте, эффективно увеличивая пропускную способность вертикального транспорта без увеличения числа шахт и, соответственно, без потери полезной площади.

Что в итоге

На большой высоте климатические вызовы, самые актуальные из которых в российском климате – это сильные ветры, дожди, резкие перепады температур, образование и таяние льда, особенно радикальны, но при этом контролируемы, и решения, в том числе превентивные, для этого давно отработаны инженерно и продолжают совершенствоваться. Форма здания, фундамент, системы антиобледенения, тамбуры для борьбы с эффектом тяги, ремонтопригодные фасады с системой обслуживания – вот стандартный набор аспектов, которые опытный генпроектировщик будет стремиться учесть и уложить в единую систему еще на первичных этапах работы над макетом высотного здания. Задача девелопера – смотреть на требования климата как на исходные данные, а не на проблему. Такой подход позволяет заложить большую часть решений на этапе проекта и избежать необходимости вносить изменения уже в момент, когда работы начались. В противном случае это значительно увеличит стоимость услуг всех подрядчиков, ведь нередко это приводит к тому, что заказчик привлекает более опытных консультантов и специалистов, что влечет за собой еще один риск – вероятность изменения проекта до неузнаваемости.

По материалам