Высотные здания — новая среда обитания человека
Неконтролируемое «расползание» городов является одной из основных проблем, с которыми сталкивается в настоящее время мировое сообщество. Города
растут по горизонтали в большей степени, чем по вертикали, поглощая все большие земельные площади; для проезда на работу и домой людям приходится преодолевать все большие расстояния.
Существует прямая корреляция между плотностью городского населения и затратами на энергообеспечение — в более плотных городах затраты на энергообеспечение ниже, т. к. протяженность тепловых и электрических сетей меньше.
Вместе с тем высотные здания стали характерными контурами городского ландшафта многих городов мира. Высотные здания представляют новый закономерный
этап развития городского строительства и являются экономически выгодными элементами городского хозяйства. По мнению современных архитекторов, большая
этажность зданий или большая плотность городского населения, при которой жилье, работа и учреждения социальной сферы и отдыха расположены близко друг от
друга, ведет автоматически к более высокому качеству жизни.
Говоря про высотное здание, необходимо дать его определение. Любой человек воспринимает здание с 20 и более этажами как высокое, но такое чувственное
определение не может служить критерием для строительных норм и правил, где
требования меняются в зависимости от высоты здания. Существует много определений термина «высотное здание», которые учитывают сейсмичность района
строительства, возможности обеспечения пожаробезопасности людей, технические особенности энергоснабжения и инженерного оборудования. Технический
комитет ASHRAE по высотным зданиям, например, определил высотное здание
как здание, высота которого превышает 91 м. На международной конференции
по пожаробезопасности высотных зданий в Варентоне (США) в 1971 году дали
следующее определение высотным зданиям: «здания, в которых эвакуация в чрезвычайных ситуациях невозможна и в котором из-за его высоты с пожаром надо
бороться только изнутри». В МГСН 4.19—05 «Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве» высотные здания определяются как «здания высотой более 75 м».
В истории московской архитектуры термин «высотное здание» появился при
возведении в 1940—1950-х годах семи высотных зданий (рис. 1). До этого времени в Москве отсутствовала практика возведения жилых и общественных зданий
высотой свыше 10 этажей. Соответствующих строительных норм также не существовало. При проектировании этих зданий архитекторы и инженеры изучали
как положительный, так и отрицательный опыт строительства высотных зданий
в Америке.
В статье «Самые высокие здания столицы», опубликованной в 1947 году в газете «Советское искусство», начальник управления строительства Дворца Советов А. Прокофьев отмечает: «Строительство многоэтажных зданий будет резко
отличаться от прежних строек. Перед проектировщиками стоит задача — дать
свои оригинальные решения архитектурного образа высотных сооружений и в то
же время решить совершенно новые задачи в отношении техники строительства,
не повторяя ошибок, допущенных при возведении таких зданий в США. В частности для нас совершенно неприемлема распространенная в Америке планировка,
при которой большое количество помещений лишено естественного освещения
или выходит окнами в глубокие узкие дворы. В наших многоэтажных зданиях
все жилые комнаты и рабочие помещения должны быть хорошо и естественно
освещены».
Этажность московских высоток ограничивалась более суровыми климатическими условиями, а также сложной геологией московских грунтов. Для современных инженеров представляет определенный интерес высказывание Н. Соколова в
статье «Композиция высотных зданий», опубликованной в газете «Советское искусство» за тот же год, о влиянии наружных климатических условий на задачу организации воздухообмена в помещениях: «Влияние климата должно сильно сказаться на устройстве окон. Потребуется создание нового, герметического
металлического переплета....При проектировании многоэтажных зданий должна
быть учтена возможность устройства монолитных окон из прозрачной штампованной пластмассы, также как устройство не открывающихся окон и специальных
отверстий для индивидуального проветривания комнат. Такое проветривание не
исключено при самых совершенных установках кондиционированного воздуха.
Вопросы вентиляции, по всей вероятности, встанут тоже по-особому. Суровость климата может выдвинуть как главную задачу предупреждение слишком
резкого и обильного перемещения воздуха в здании, особенно при открывании
наружных, внутренних и междуэтажных дверей. С этой целью надо будет отказаться от расположения лестничных клеток по одной вертикали сверху до низу. Американцы в небоскребах полностью выключают лестницы из нормального обихода — со стороны лестницы даже нельзя открыть дверь — нет ручек. Этот опыт
следует, конечно, использовать применительно к нашим зданиям».
Автор статьи уже в 1947 году предлагает использовать «стеклопакеты», а в
местах перехода из одной зоны в другую устанавливать двери, препятствующие
перетеканию воздуха с большой скоростью.
С момента строительства первых высотных зданий вопрос о целесообразности их строительства постоянно обсуждается в острых дискуссиях между архитекторами, инженерами, социологами, психологами, экологами, медиками и
специалистами по безопасности. Нам представляется, что ответ на этот вопрос
содержится в концепции понимания высотного здания как нового этапа развития среды обитания человека. Одним из воплощений этой концепции является
проект токийской «Башни тысячелетия», предложенный архитектором Норма-
ном Фостером.
«Башня тысячелетия» представляет собой вертикально расположенный традиционный горизонтальный городской квартал с жилыми зданиями, магазинами, ресторанами, кинотеатрами, музеями, спортивными сооружениями, зелеными насаждениями и транспортной системой, образующий тем самым
сверхвысокое сооружение многофункционального назначения. Высота этого
170-этажного здания должна составить 800 м. В нем смогут проживать до 60 тысяч жителей. Это на 20 тысяч больше населения Монако. Причем башня будет
занимать площадь всего 0, 013 км2 по сравнению с 1, 950 км2 площади Монако.
Это сооружение представляет собой фактически самодостаточное, долговечное живущее в небе сообщество. Все это звучит как фантастическое описание будущего, но современная строительная индустрия обладает всеми средствами для
создания таких сооружений.
Не умаляя важности архитектурных и конструктивных проблем при проектирование высотных зданий, отметим следующие, не менее серьезные проблемы,
которые имеют место при проектировании систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха:
• проектирование систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха
высотного здания принципиально отличается от проектирования этих же систем для многоэтажных зданий, т. к. для высотных зданий влияние наружных
климатических воздействий и величины градиентов перемещения потоков массы и энергии внутри здания являются по своей значимости экстремальными;
• каждое высотное здание является уникальным произведением архитектурно-инженерного искусства, и применяемые в нем решения не могут быть
тиражированы в других проектах без серьезного переосмысления и глубоких
дополнительных исследований, включающих методы физического и математического моделирования.
Актуальным вопросом является энергопотребление современных высотных
зданий. В последнее десятилетие в обществе существенно изменилось отношение к экологии и потреблению энергии, что потребовало строительства энергоэффективных и энергоустойчивых, экологически рациональных, не наносящих
ущерба окружающей среде (sustainable) зданий. Методология проектирования
энергоэффективных зданий должна основываться на системном анализе здания
как единой энергетической системы, все элементы которой: форма, ориентация,
ограждающие конструкции, солнцезащитные устройства, система климатизации и т. д., — энергетически взаимосвязаны между собой. Такой подход к
энергосбережению, сохранению экологии и повышению качества микроклимата помещений повлиял на архитектурное проектирование и потребовал приме-
нения энергоэффективных систем тепло-, энергоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Современная методология проектирования высотных зданий ориентирована на строительство зданий в соответствии с климатом, использование нетрадиционных источников энергии, естественного освещения и естественной вентиляции, новых технологий энергосбережения, интеллектуализации зданий на
основе компьютерной техники. Традиционные и современные принципы проектирования высотных зданий представлены на рис. 2. Рассмотрим далее архитектурные приемы и особенности инженерного оборудования современных высотных зданий на примере зданий, представленных в таблице 1.
Популярное:
