Текущий выпуск
№3 2017
Главная|Журнал|Осень 2014|«Бурдж-Халифа». На рекордной высоте высоких технологий
      

«Бурдж-Халифа». На рекордной высоте высоких технологий

Михаил Ефремов

Объёмы и темпы строительства в Дубае поражают воображение.

Тысячи подъёмных кранов и целые армии строителей работают круглые сутки. Там, где несколько лет назад была пустыня, вырастают современные высотные кварталы. В прибрежной зоне один за другим появляются гигантские рукотворные острова. Центром грандиозного строительства стал «Бурдж-Халифа» – высочайший небоскрёб в мире. Это результат последнего исторического скачка строительной инженерной мысли.


Volume and speed of construction in Dubai boggle the imagination. Burj Khalifa became the center of the grand construction – the tallest skyscraper in the world. This is the result of the last historical leap of the building engineering idea.


Комплекс «Бурдж-Халифа» на спутниковом снимке

Самый высокий в мире небоскрёб стал знаковым проектом крупномасштабного строительства недвижимости многоцелевого использования, который включает в себя жилые и коммерческие площади, гостиничный, развлекательный и торговый комплексы. «Бурдж-Халифа» – ключевой элемент нового делового центра в Дубае. У подножия башни обустроены пешеходные зоны, зоны озеленения, фонтаны, торговый комплекс.


ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Наименование: «Бурдж-Халифа» (до 2010 года «Бурдж Дубай»).
Расположение:
Дубай (ОАЭ).
Общая площадь
454,249 м2.
Высота
828 м.
Количество этажей
162.
Основное назначение:
многофункциональное здание.
Типы помещений:
квартиры, апартаменты отеля, офисные, торговые, технические, рестораны.
Завершение основных строительных работ:
январь 2010 года.
Проект:
архитектурно-проектное бюро Skidmore, Owings & Merrill (ОАЭ).
Автор проекта:
архитектор Эдриан Смит (США).
Застройщик:
Emaar (ОАЭ).
Генеральный подрядчик:
Samsung Engineering (Южная Корея).


 

Рядом с небоскрёбом «Бурдж-Халифа» находится искусственное озеро площадью в 12 га. Высота струй музыкального фонтана «Дубай» достигает 150 м

За основу архитектурной концепции здания взята геометрия цветка пустыни, произрастающего в данной местности, и традиционных узоров исламской архитектуры. Высота сооружения до последнего момента хранилась в секрете и была объявлена лишь в день официального открытия небоскрёба.

Вертикальный город

В «Бурдж-Халифа» могут находиться одновременно 35 000 человек – население целого города. Здание образуют три «крыла», расположенные вокруг центральной оси.

Концевые пролёты элементов, составляющих «крылья», оформлены уступами, которые в виде спирали сужаются кверху. Это обеспечивает снижение массы здания по мере приближения к шпилю. Первое крыло – «Апартаменты». Здесь расположено 900 квартир.

Вид на Дубай со смотровой площадки

Квартиры начинаются с 43-го этажа и продолжаются до 108‑го. Для жильцов круглосуточно работает служба консьержей. Во втором крыле со 111-го до 154-го этажа расположены офисы компаний. Войдя в третье крыло, посетители оказываются в отеле «Армани». Дизайн-проект отеля разработал лично Джорджио Армани. С 1-го по 39-й этаж расположены номера, апартаменты и рестораны роскошного пятизвёздочного отеля. Здесь же расположены и офисы «Армани».

Смотровая площадка

На 43-м и 76-м этажах находятся тренажёрные залы, бассейны и джакузи с панорамными видами. Под смотровую площадку отведён 124-й этаж. На 122-м этаже находится ресторан At.mosphere. Это самый высокий ресторан в мире, т. к. он находится на высоте 442 м. Ресторан рассчитан на 80 мест. Создатели ресторана отталкивались от той идеи, что At.mosphere должен представлять собой «яхту в небе». В соответствии с этим антураж ресторана напоминает кают-компанию фешенебельной яхты. В трёх подземных этажах располагается парковка на 3 000 автомобилей.

Ресторан At.mosphere

Для достижения полного эстетического совершенства владельцы небоскрёба позаботились даже о запахе. По всем помещениям общего доступа распространяется аромат, созданный Армани специально для «Бурдж-Халифа». Аромат циркулирует по системам кондиционирования благодаря специальным сменным мембранам. Они содержат масла, придающие приточному воздуху аромат.

Отель «Армани»

Свежий воздух выполняет двойную функцию – охлаждает и ароматизирует помещение.

Клининговая служба предлагает уборку помещений в любое удобное для жильцов время. Качество уборки проверяют при ультрафиолетовом освещении. Это позволяет обнаружить малозаметные при дневном свете недочёты в уборке.

На мойку всех поверхностей наружных ограждений требуется около трёх месяцев. После чего всё повторяется заново. Плановая уборка происходит приблизительно 4 раза в год. Мойку проводят мойщики-альпинисты при помощи специальной уборочной техники, которая передвигается вдоль поверхности здания по наружным трубчатым рельсовым системам.

Мойку проводят мойщики-альпинисты при помощи специальной уборочной техники, которая передвигается вдоль поверхности здания

При желании можно заказать внеплановую мойку окон квартиры или офиса. Общая поверхность остекления составляет 111 500 м2, что сопоставимо с поверхностью 15 футбольных полей, только расположены они в сотнях метров от земли.

На всех этапах проектирования и строительства небоскрёба-рекордсмена возникали трудности, обусловленные как замыслом проекта с его невиданным размахом, так и климатическими условиями.


РЕКОРДЫ, УСТАНОВЛЕННЫЕ ЗДАНИЕМ

  • Высочайшее наземное сооружение за всю историю строительства – 828 м (до 2008 года рекорд принадлежал Варшавской радиомачте – 646 м).
  • Высочайшее наземное сооружение из ныне существующих – 828 м (ранее рекорд принадлежал телерадиомачте KVLY – 628 м).
  • Высочайшее свободно стоящее сооружение – 828 м (предыдущий рекорд – 553,3 м у башни «Си-Эн Тауэр»).
  • Высочайшее здание – 828 м (предыдущий рекорд – 508 м у небоскрёба «Тайбэй 101»).
  • Здание с наибольшим количеством этажей – 162 м (предыдущий рекорд – 110 м у небоскрёбов «Уиллис-Тауэр» и разрушенных башен-близнецов).
  • Здание с самым высоко расположенным последним этажом 624 м.
  • Самая большая длина перегона лифта – 624 м.
  • Наибольшая высота нагнетания бетонной смеси 601,0 м (предыдущий рекорд – 449,2 м у небоскрёба «Тайбэй 101»).
  • Самый высоко расположенный ресторан At.mosphere – на 122-м этаже на высоте 442 м (предыдущий рекорд принадлежал ресторану «360» на высоте 350 м в «Си-Эн Тауэр»).

Фундамент

«Бурдж-Халифа» сможет выдерживать землетрясения магнитудой до 6 баллов по шкале Рихтера благодаря своему массивному железобетонному каркасу. Однако перед инженерами возникла проблема.

На месте строительства «Бурдж-Халифа» скальная порода залегает неглубоко, но она очень плохого качества, хрупкая, содержит много трещин и, соответственно, не способна удерживать большой вес. Возведение сверхвысокого здания на песках пустыни потребовало особых подходов. Пришлось бурить скважины на глубину 50 м, что является практически пределом возможностей вращательного бура в данном месте. Но главные трудности начались после того, как бур был извлечён из скважины. Порода под «Бурдж-Халифа» хрупкая и насыщена грунтовыми водами, поэтому любая крупная скважина сразу начинает обваливаться.

Во избежание этого скважины заполняли вязкой полимерной смолой, которая вытесняла воду и обломки породы к краям, оставляя центр скважины свободным. Этот сиропообразный полимер плотнее воды, но легче бетона. Впоследствии бетон вытеснял смолу и, застывая, образовывал сваи фундамента. Единую систему формируют 200 висячих свай диаметром 1,5 м. Они не дают зданию весом в 500 000 т уйти под землю и придают ему устойчивость. За время строительства здание осело всего на 30 мм, что ничтожно мало для сооружений таких размеров.

Организация строительства

Затягивание строительства существенно удорожает стоимость проекта. Чем раньше здание будет введено в эксплуатацию, тем скорей проект начнёт приносить прибыль. Для проектов такого масштаба это особенно важно. В целях ускорения темпов строительства приняли решение изготавливать элементы из арматуры заранее и собирать из них здание. Поднять «скелет» из арматуры проще, чем готовый элемент. Но появляется другая задача – необходимо подать бетон на большую высоту. Здесь «Бурдж-Халифа» побил ещё один мировой рекорд. Наибольшая высота нагнетания бетонной смеси составила 601 м. До такой высоты бетон движется по трубопроводу около часа. В здании была установлена система трубопроводов для закачки бетонной смеси на высоту в несколько сот метров. Чтобы закачать 25 тонн бетона (бетоновоз) нужен насос мощностью 630 л.с.

.

Композиция World Voices в холле крыла «Апартаменты», автор Jaume Plensa. Элементы инсталляции символизируют 196 стран мира

Для заливки конструкций создали специальный вид бетона, который, помимо высокой прочности, обладает способность выдерживать высокую температуру, что является необходимым условием для любой стройки в Эмиратах. Бетонную смесь укладывали только ночью, а в раствор добавляли лёд. Система и организация работы были отлажены так, что скорость строительства в среднем составляла один этаж за три дня. Круглосуточно над созданием великой башни работали 12 000 рабочих.

Устойчивость к воздействию ветра

Чем выше стальной каркас здания, чем больше оно подвержено воздействию ветра. В своё время решение было найдено – металлический каркас выносится наружу, создавая своего рода внешний скелет здания. Но при высоте 800 м жёсткий внешний скелет уже не может достаточно эффективно противостоять ветру. Для того чтобы избавить обитателей верхних этажей от морской болезни, архитекторы обращаются к аэродинамическим решениям самого продвинутого уровня. Модели здания продували в аэродинамической трубе более 40 раз.

Сильный ветер чрезвычайно опасен для небоскрёба. Поток воздуха, обтекающий здание, образует мини-смерчи и вихри. Возникающие при этом области низкого давления тянут здание в стороны. И чем выше здание, тем более опасными становятся эти вихри. Огромные силы, которые они порождают, перпендикулярны направлению ветра. Поэтому если здание упадёт от ветра, то, скорее всего, оно рухнет не по направлению ветра, а в сторону. Вместо борьбы с ветром архитекторы применили оригинальное решение и, уходя от плоских и прямоугольных форм, они обратились к более непредсказуемым.

Секции башни спроектированы так, чтобы отклонять башню в разные стороны. Это разрушает мощь вихрей. Обдувая здание «Бурдж-Халифа», ветер никогда не образует единого потока. Вокруг каждой части здания вихри движутся с различной скоростью.

Вертикальный транспорт

Лифт – ключевой элемент обеспечения жизнеспособности высотного здания. Даже для здоровых, физически сильных людей подъём пешком на 10-й этаж представляет собой небольшое испытание. А если этажей больше 100? Высота и масштабы небоскрёба потребовали от инженеров, разрабатывающих лифты, почти невозможного.

Лифтовый холл смотровой площадки

В «Бурдж-Халифа» могут находиться одновременно десятки тысяч человек. Масса народа постоянно входит и выходит из здания, создавая огромную нагрузку на лифты. Недопустимо, чтобы в величайшем сооружении современности могли возникнуть неудобства для проживающих в нём собственников жилья или гостей. Для того чтобы справиться с этим гигантским потоком, было предусмотрено 57 лифтов. Пассажирские лифты двигаются со скоростью 10 м/с. При этом только служебный лифт поднимается с первого этажа на последний. Жильцам и посетителям верхних этажей небоскрёба приходится перемещаться с пересадками. Самый большой из лифтов вмещает до 60 пассажиров.

Лифты «Бурдж-Халифа» абсолютно безопасны. В случае чрезвычайной ситуации (лифт превышает установленный лимит скорости) специальная аварийная система торможения лифта останавливает кабину за 1–2 с. Более того, «Бурдж-Халифа» стал первым небоскрёбом, в котором ряд лифтов запрограммирован на выполнение автоматизированной эвакуации при определённых событиях, связанных с безопасностью, что сокращает время эвакуации на 45 %.

Оболочка

Каркас «Бурдж-Халифа» железобетонный. В его конструкцию входит более 30 000 т стали. Без учёта фундамента было использовано 250 000 м3 бетона. В линейной проекции длина всей арматуры, использованной при строительстве, покроет ¼ земного экватора. Каркас здания облачён в высокотехнологичные стены-шторы из стекла и металла. Стены крепятся к каркасу небоскрёба секциями высотой до двух этажей.

Панели стен жёсткие, а соединения между ними подвижные. Если кто-нибудь передвинет тяжёлую мебель к внешней стене, пол наклонится и стена опустится вниз, но подвижное соединение компенсирует микросдвиг. Кроме того, подвижные соединения позволяют каждой секции расширяться и сжиматься под воздействием изменяющейся температуры, когда солнце обходит небоскрёб со всех сторон. Суровая сила, которой наружные ограждения здания должны противостоять, – это ветер. Ограждения должны быть ветропылевлагонепроницаемы.

Вопросу эффективности панелей ограждения было уделено особое внимание. Помимо обеспечения прочности, они выполняют и термозащитную функцию. Отделка небоскрёба началась почти с полугодовым опозданием. Все присылаемые образцы не проходили приёмку по внешним или теплофизическим параметрам. И даже после того как был получен желаемый результат, образцы периодически проходили испытания на прочность перед монтажом. Авиационный двигатель, установленный поблизости, воспроизводил условия пустынной бури. Скорость потока воздуха достигала 75 км/ч.

Ещё одна суровая сила – зной. Дубай считается одним из самых жарких городов мира – средняя годовая температура там составляет 27,6 °C. Девять месяцев в году дневная температура превышает 30 °C. А с апреля по октябрь температура в 40 °C – привычное дело. И это в тени! А солнце в Дубае светит целый день. Во всех помещениях «Бурдж-Халифа» (за исключением помещений на технических этажах) используется панорамное остекление. В таких экстремальных условиях требования к светопрозрачным наружным ограждениям (тем более в здании топ-класса) особенно высокие. Использование обычного стекла невозможно из-за так называемого оранжерейного эффекта, при котором даже мощные кондиционеры не справляются с охлаждением помещений. Оранжерейный эффект состоит в том, что коротковолновая составляющая солнечного света, проходя сквозь остекление, согревает интерьер и окружающее пространство.

Поглощённое излучение возвращается во внутреннее окружающее пространство путём конвекции и в виде вторичного теплового излучения. Вторичное излучение тепловой энергии изнутри наружу имеет большую длину волны и удерживается стеклом. Таким образом, солнечное тепло удерживается внутри помещения.

Для «Бурдж-Халифа» использовались специальные термопанели. На термопанель нанесены два защитных слоя на основе металлов, на внешнее и внутреннее стекло соответственно. Внешний слой, подобно солнцезащитному крему, отражает ультрафиолетовое излучение, а внутренний слой на основе серебра препятствует прохождению инфракрасного излучения. Снаружи стекло зеркальное, что скрывает от посторонних (даже от мойщиков окон) внутреннее пространство и придаёт всему зданию цельный металлический образ. В итоге термопанель, частично пропуская видимый свет, блокирует проникновение ультрафиолетового и инфракрасного излучения, тем самым значительно снижая нагрузку (по некоторым оценкам, на 50 %) на охлаждение помещений. Всего на «Бурдж-Халифа» установлено более 30 000 панелей.

Инженерные системы

Как правило, высотные здания не имеют устойчивого (соответствующего рейтинговым системам оценки устойчивости среды обитания) проекта, «Бурдж Халифа» в этом плане исключение. На ранних этапах проектирования были выбраны стандарт проектирования ASHRAE 90.1 и критерии зелёного строительства LEED, в которых установлены более строгие требования по сравнению со стандартами, предусмотренными кодексом энергоэффективности в Дубае.

В проекте внедрён ряд зелёных решений, основными из которых являются:

• высокотехнологичная система остекления для наружной навесной стены здания;

• специальные системы утилизации теплоты вытяжного воздуха;

• использование морской воды для систем охлаждения;

• первая в своём роде система сбора конденсата из систем кондиционирования воздуха.

Сложнейшей задачей, поставленной перед проектировщиками, стало выравнивание экстремальных перепадов давления в инженерных системах здания, которые являются неотъемлемым следствием постройки такой исключительной высоты. Такая проблема возникала в системах охлаждения воды и водоотведения, подачи питьевой воды, а также пожарного водоснабжения. В небоскрёбе насчитывается семь двухэтажных технических зон, равномерно распределённых по высоте здания. Специальные инженерные разработки были использованы при проектировании самих систем и выборе мест размещения насосных и теплообменных станций и баков сброса давления. Благодаря этим разработкам инженерам удалось минимизировать температурные перепады и обеспечить максимальную безопасность, энергоэффективность и эффективное использование пространства.

В пиковые часы потребность здания в охлаждении составляет порядка 45 МВт. Система водоснабжения небоскрёба поставляет в среднем около 946 000 л воды в сутки. Пиковая потребность здания в электроэнергии оценивается в 50 МВт.

Парковая зона «Бурдж-Халифа»

Система сбора конденсата

Во всём мире в качестве одной из зелёных технологий применяется система сбора дождевой воды для последующего её использования на различные хозяйственно-бытовые нужды и на полив зелёных насаждений. В Дубае дождей практически не бывает. Незначительные осадки выпадают в зимний период, поэтому организовывать сбор дождевой воды неразумно. Но жаркий и влажный климат в сочетании с высокими потребностями здания в охлаждении обуславливает образование значительного количества конденсата из окружающего воздуха. В здании спроектировали систему сбора конденсата, который по системе трубопроводов доставляется в сборный резервуар в подвальных этажах здания. Собранная вода используется для орошения зелёных насаждений на территории комплекса. Данная система позволяет собирать ежегодно до 40 млн л воды, которая обычно просто теряется в виде отходов эксплуатации, что особенно важно в таком регионе, где вода является ограниченным и крайне ценным ресурсом.

Дубайский салют, прогремевший 1 января 2014 года, занесён в Книгу рекордов Гиннесса как самый масштабный и продолжительный в мире. Представление длилось 6 мин, в течение которых в небо было выпущено 450 000 пиротехнических ракет из 400 точек. Основная часть залпов велась с небоскрёба. «Бурдж-Халифа» продолжает бить рекорды

Безопасность

Пожарная безопасность и скорость эвакуации были приоритетными направлениями в проекте «Бурдж-Халифа». Эвакуировать людей из небоскрёба – задача феноменальной сложности. Чем выше здание, тем большему числу людей необходимо проделать более длинный путь, прежде чем они окажутся в безопасности. «Бурдж Халифа» огнестоек, постольку, поскольку огнестоек его железобетонный костяк. Но как люди выберутся из него в случае опасности?

На выходе из башни «Бурдж-Халифа» есть надписи на русском языке

В «Бурдж-Халифа» предусмотрены девять специальных помещений-убежищ (безопасных зон). Они защищены слоями железобетона и листовых огнеупорных покрытий. Их стены способны выдерживать натиск огня в течение 2 ч. Каждая безопасная зона оборудована специальной системой вентиляции. Герметичные огнеупорные двери предотвращают проникновение дыма.

В безопасных зонах люди могут укрываться до тех пор, пока аварийные службы не возьмут ситуацию под контроль или не подойдёт их очередь для эвакуации. Пожарный лифт спроектирован на перемещение 5 500 кг (50–60 человек). Это самый высокий лифт в мире среди всех категорий, в отличие от всех остальных лифтов небоскрёба он охватывает все этажи здания. Безопасные зоны расположены приблизительно через каждые 30 этажей, что делает их относительно легкодоступными.

Система раннего предупреждения работает непрерывно, 24 часа в сутки. Как только срабатывает детектор дыма, термодатчик или автоматический водный огнетушитель, в действие вступает система мощных вентиляторов. Они нагнетают чистый прохладный воздух в здание по огнеупорным воздуховодам. Свежий воздух вытесняет дым из лестничных шахт, гарантируя безопасность путей эвакуации. Спецперсонал сможет проводить людей в случае необходимости по безопасному маршруту до лифта или временного убежища.

.  .  .

Не каждый город может похвастаться известным всему миру символом, тем более символом современным. В Дубае теперь таких символа как минимум два. Это знаменитый отель-«парус» («Бурдж-эль-Араб») и самое высокое здание на планете – «Бурдж-Халифа».

 

Редакция журнала благодарит архитектурное бюро «Skidmore, Owings & Merrill» за предоставленные материалы.


ОБ АВТОРЕ

Михаил Ефремов – редактор журнала «Здания высоких технологий».


 


СТАТЬИ ПО ТЕМЕ:

Устойчивое развитие городов

Viikki – экспериментальный жилой район

Энергоэффективные лифты высотных зданий


 


ЭнергоэффективностьТеплохолодоснабжениеКлиматизацияЗелёное строительствоВертикальный транспорт