Согласно решению Московского правительства в Москве в ближайшие 9 лет будут построены 60 высотных домов, из них 38 небоскребов на основных пересечениях третьего транспортного кольца с радиальными дорогами, ведущими из центра города в область, а в будущем намечено построить 200 высотных домов. Это будут жилые, гостиничные и офисные здания, а зачастую дома-'сандвичи', совмещающие в себе жилые и офисные этажи. Первым высотным сооружением в истории человечества было здание казармы высотой 140 м г.Александрия (Египет, 1 век до н.э.)

А строит кто?

Прежде, чем приступить к проектированию и строительству высотных зданий, в Москве решено подготовить специалистов в два этапа:

1-ый ЭТАП- долгосрочное повышение квалификации специалистов в МГСУ(Московском государственном строительном университете) с получением свидетельства государственного образца по 4 направлениям:

1). Проектирование высотных зданий.

2). Строительство высотных зданий.

3). Инженерные изыскания при строительстве высотных зданий.

2-ой ЭТАП - стажировка специалистов, прошедших успешно повышение квалификации, в таких странах, как США, Япония, Германия и т.п.

В настоящее время долгосрочное повышение квалификации прошли более 100 проектировщиков и строителей Московского строительного комплекса.

Основным фактором риска в высотном строительстве является оценка несущей способности грунта. Второй по значимости фактор - влияние ветровых нагрузок на высотные здания. В московском регионе он перекрывает динамику землетрясений 4-5 бальной силы, поэтому требуется тщательный расчет ветровых факторов на самой ранней стадии проектирования. В Санкт-Петербурге этот фактор еще более существенен.

Чтобы не сдуло

При проектировании высотных зданий очень важно получить детальную картину обтекания их ветром. Для крупных объектов сложной формы и с учетом ветрового профиля (нарастания скорости ветра с высотой) это задача в полном объеме не решается даже современными вычислительными средствами. За рубежом для аэродинамических испытаний используют трубы разных конструкций и размеров, при этом считается, что использование крупномасштабных моделей дают более детальную и точную картину ветрового воздействия. В России Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ) располагает наиболее крупными аэродинамическими трубами в Европе (Т-101, Т-104), что позволяет испытывать модели высотных зданий, включая окружающую застройку, в масштабах 1:50 - 1:100. Для 48-этажного комплекса, строящегося в Москве был создан макет и проведены аэродинамические испытания. Масштаб макета 1:75; воспроизведен весь комплекс, включая соседнее высокое здание. Принятый масштаб позволил воссоздать в макете сложную структуру фасада, в том числе балконы, выступы, башни, проемы и пр., важные для формирования потока.

С середины высоты зданий 40 процентов ветровых потоков движется вниз. Энергия этих потоков создает локальные ветровые нагрузки на здание, и на уровне входа в высотку ветровые нагрузки могут быть больше, чем на высоте 100 м. При этом различают глобальную ветровую нагрузку ('структурный ветер') и локальную (панельную, или пульсационную) нагрузку на фасад. Проектировщики говорят: структурная нагрузка 'трясет судно', панельная - 'раздирает паруса'.

Результаты аэродинамических испытаний показали, что данный подход открывает новые возможности в строительной науке. Уже сейчас можно определить ряд требований, прежде всего, предъявляемых к макету:

- размеры макета должны обеспечивать масштаб не мельче, чем 1:100, что дает возможность реализовать подобие процесса обтекания объекта потоком воздуха,

- необходимо воссоздание застройки вокруг высотного сооружения или комплекса, включающего высотный объект; макетируется весь комплекс, включая соседние здания,

- должны быть отражены все существенные для обтекания элементы объемного решения - выступы, ниши, проемы, эркеры, козырьки и шпили, балконы и пр.

Создание крупных макетов и их испытания в трубах большого диаметра является сложной и дорогостоящей работой.

Выше или шире?

Быстрое развитие высокопрочного бетона стало значительным вкладом в высотное строительство. Развитие насосных технологий, позволяющих сегодня закачивать материал на самые верхние уровни высоток, помогло повысить статус этого материала и поставить его в один ранг со сталью. В каждом проекте экономические аспекты являются решающими в выборе материалов и методов строительства.

Большую важность имеет выбор эффективной системы жесткости. Гибкость большинства высоток -коэффициент высоты к ширине - обычно имеет значение от одного до восьми. Более высокие значения коэффициента гибкости приводят к возникновению недопустимых боковых ускорений на верху здания и необходимости использования демпфирующих элементов для обеспечения нормальной эксплуатации этих зданий.

Например, Петронас Тауэр в Куалу Лумпуре имеет коэффициент гибкости 8.6 при диаметре 46,2 м. Такая высокая степень гибкости стала возмож­ной благодаря чрезвычайно эффективной системе жесткости из аутригерных балок. Использование мегаколонн, расположенных по периметру здания и обладающих естественными демпфирующими способностями, позволило ограничить раскачивание.

Возможности усиления здания, предлагаемые системами центрального ствола, трубными или консольно-балочными системами, позволяют создавать высокоэффективные здания, отвечающие любым архитектурным запросам. 200-этажные меганебоскребы высотой до 600 метров казались утопией в начале 90-х годов. Теперь они принимают конкретные формы.

Безопаснее!!!

По международным нормативам все здания, у которых хотя бы один этаж лежит вне достижимости лестницы пожарной машины, считается высотным и относится к группе 'специальных зданий'. Это обуславливает создание специальных, повышенных пожарных требований.

Соблюдение всех требований национальных стандартов является обязательным. В состав бригады проектировщиков необходимо вводить консультанта по пожарной безопасности от начала проектирования и строительства до сдачи зда­ния под заселение пользователем.

Для обеспечения безопасности в проекте высотного здания должны предусматриваться помещения для технологического оборудования правоохранительных органов (оборудование систем оперативной радиосвязи СОРС), государственной противопожарной службы, помещение для стационарной станции мониторинга основных несущих конструкций здания и центрального пункта управления (ЦПУ). Допускается применение новых технических решений, конструкций, оборудования и материалов при наличии технических свидетельств или других документов, разрешающих их использование в зданиях высотой более 75м.

Расстояние от зданий высотой до 100м до ближайшего пожарного депо должно быть не более 2 км, а при высоте здания более 100м - не более 1км.

Лестничные клетки в высотных зданиях проектируются только незадымляемыми. На покрытии высотного здания необходимо предусматривать площадки для спасательных кабин вертолетов, а наземные вертолетные площадки для доставки спасаемых людей должны находиться на расстоянии, как правило, не более 500м от здания.

В высотных зданиях предусматривается около 30 разных инженерных и коммуникационных систем. В нормах регламентируются к ним соответствующие требования.

Скорость лифтов в высотных зданиях назначается в пределах от 1,6 до 7,0 м/c. Помимо пассажирских лифтов должны применяться лифты для пожарных. Пределы огнестойкости несущих и противопожарных конструкций установлены равными 4 ч, лифтовых и коммуникационных шахт - 3 ч. Эти пределы следует подтверждать отчетами (протоколами) испытаний.

Нормами регламентируется необходимость производить расчеты времени эвакуации людей при чрезвычайных обстоятельствах и проектировать варианты систем управления эвакуацией. Конструкции и система здания в целом должны обеспечивать предотвращение прогрессирующего разрушения при авариях и локальных разрушениях.

Практически по всем разделам норм разработаны приложения, в которых приводятся дополнительные требования, разъяснения, регламентационные данные, информационно-справочные материалы.

Учитывая недостаточность отечественного опыта высотного строительства нормам придан статус временных.

Мировой опыт строительства и эксплуатации современных высотных зданий показывает, что существенной особенностью является оснащение объектов системами контроля состояния сооружения.

Рекордная 'Федерация'

В 2006 году на территории сооружаемого международного делового центра 'Москва-Сити' состоялась торжественная церемония, посвященная заливке первого кубометра бетона в основание многофункционального офисно-рекреационного комплекса 'Федерация'. Строение будет представлять собой многоуровневый подиум с двумя башнями (87 и 57 этажей) и станет самым высоким и впечатляющим небоскребом России и Европы. Его высота достигнет 340 метров, а со шпилем - 440 метров. Общая площадь самой высокой башни Европы составит 330874 квадратных метра, общая территория застройки международного делового центра 'Москва - Сити' - около 2,2 млн. кв. метров. Помимо главного небоскреба, намечено строительство ряда высотных и других административных, торговых, досуговых и спортивных зданий. Небоскреб 'Федерация' планируется сдать в эксплуатацию в 2007 году.

:Из сообщений информагентств

Проект 'Федерация' - международный, объединяющий интересы российского частного бизнеса и мирового опыта высотного строительства. Он был выбран из 40 вариантов, разработанных ведущими архитектурными мастерскими мира. Подрядчиком строительства каркаса башни Б выступает турецкая компания Ant Yapi, башню А возводит Всекитайская государственная инженерно-строительная корпорация. Управляющей компанией выступает Turner Construction. Фундаментные работы проводила компания 'Каскташ А.Ш'.

При строительстве 'Федерации' применяются уникальные для России технологии. В частности, центральное ядро здания возводится с применением гидравлической опалубки. Это практически автоматизированный подъем, исключающий потребность в крановом времени. Данная технология широко известна на Западе, но в России ранее не применялась.

Бетонная плита в основании башни Б (9500 м³) является самой большой в Европе и второй в мире после плиты башни 'Тайбэй 101' в Тайване. Заливка прошла в рекордно-сжатые сроки - всего 39 часов. При заливке были задействованы 250 миксеров и 8 бетононасосов, подававшие в котлован модифицированный бетон Б80, состав которого был разработан московским НИИ Железобетона совместно с НИИ Строительной физики специально для комплекса 'Федерация'. Объем плиты в основании башни А составит более 14000 м³.

Естественно, что для небоскреба такого уровня одним из важнейших вопросов является вопрос комплексной безопасности. Предварительную аналитическую работу по оценке устойчивости каркаса и прочности основания фундамента комплекса 'Федерация' проводили специалисты НИИ строительной физики. Они же дали заключение по различным моделям свае-плиточного основания и предварительный ориентировочный конструкторский расчет. По данным ученых-геофизиков НИИ Оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова, в основании комплекса 'Федерация' находятся скальные и полускальные породы, которые не вызывают никаких опасений относительно устойчивости фундаментных конструкций.

Конструкция комплекса 'Федерация' будет состоять из монолита, т.к. его огнеупорность на порядок выше обычных металлических конструкций. Кроме того, опорные конструкции башни будут покрыты защитным слоем, который в 2,5 раза эффективнее того, что применяется при строительстве обычных высоток. В результате огнестойкость несущих конструкций комплекса 'Федерация' составляет четыре часа. Здание разбито техническими этажами на секции по вертикали 12-25 этажей. Технический этаж является противопожарной преградой, которая препятствует распространению пожара на вышележащую секцию в течение 4 часов. Все перекрытия имеют двухчасовой запас прочности. Кроме того, фасад 'Федерации' дренчируется, тем самым обеспечивая получасовую гарантию стабильности конструкции и нераспространение огня на этажи.

'Федерация' - уникальный объект и поэтому привлекает внимание большого числа специалистов-строителей и представителей бизнес-сообщества.

На 'Федерации' побывал известный японский архитектор Кионори Кикутаки. В беседе об архитектуре будущего он заметил, что 'грядет эра революционных преобразований. Здания будут живыми организмами. Дом будет меняться, приспосабливаться к условиям, жителям, климату. Если раньше все было разрозненно - отдельно больницы, отдельно гостиницы, офисы, квартиры, то в будущем архитектура будет меняться в зависимости от потребностей человека. Архитектура будет универсальна'. Башня 'Федерация' - пионер и новатор будущей высотной архитектуры в России.