Продолжая начатый в прошлый раз разговор о высотном строительстве, партнер архитектурного бюро Syntaxis Александр Стариков подчеркивает, что небоскребы — уникальные здания, которые в своем облике напрямую отражают наиболее передовые строительные технологии, и потому их смело можно назвать манифестом возможностей человечества в архитектуре и инженерии. «Органичное появление высотных объектов возможно только в крупнейших городах, где плотность концентрации ресурсов настолько велика, что они воплощаются в суперструктуры недвижимости. На компактном пятне городской застройки может быть реализован гигантский выход полезной площади. Такие сооружения являются видимым следствием экономической и технологической мощи мегаполиса, амбиций страны», — уверен собеседник Бизнес ФМ.

Городской пейзаж и вид на Поклонную гору из окон небоскребов комплекса «Ривер парк Кутузовский». Фото: riverpark-kutuzovskiy.ru

За последние годы сегмент высотного строительства претерпел фундаментальные технологические изменения, продолжает руководитель компании UNK Юлий Борисов. По словам архитектора, «мы ушли от эпохи, когда небоскребы были просто бетонными коробками, к зданиям, которые являются сложными инженерными и экологическими системами. Фокус сместился на эффективность, безопасность, скорость и интеграцию с городской средой».

Юлий Борисов руководитель компании UNK «Одним из наиболее интересных технологических решений при проектировании небоскребов сегодня является система Twin Double-deck. Ее суть заключается в размещении двух двухэтажных лифтовых кабин в одной шахте. Это нововведение позволяет кардинально повысить эффективность использования полезного пространства здания без увеличения времени ожидания для пассажиров. Среди важных технологических сдвигов, изменивших подход к проектированию и высотному строительству, также выделю следующие: высокоэффективный ультравысокопрочный бетон и композитные материалы, например углепластик, стеклопластик; инновации в конструкционной стали: высокопрочная позволяет создавать более легкие и жесткие каркасы. Это дает архитекторам больше свободы для создания сложных, асимметричных форм, которые были бы неустойчивы с использованием старых материалов; системы демпфирования, чтобы комфортно жить и работать на высоте; модульное и префаб-строительство; электрохромное стекло, интегрированные фотоэлементы, двойные и тройные фасады. От «коробки» к «вертикальному городу» — новые материалы и технологии позволили нам отказаться от жесткой сетки колонн. Мы проектируем «смешанные-use» башни, где на разных уровнях расположены совершенно разные функции (жилье, офисы, отели), объединенные общими «небесными лобби» — общественными пространствами на высоте 100-200 метров. В итоге современный небоскреб — это уже не просто инженерное сооружение. Это сложный организм, где каждый элемент, от молекулы бетона до алгоритма управления фасадом, работает на общую цель: быть выше, безопаснее, экологичнее и эффективнее. И наша задача как архитекторов — дирижировать этим сложнейшим оркестром технологий».

Основатель архитектурной мастерской DA Максим Долгов считает одной из заслуживающих особого внимания новых разработок сталежелезобетонный каркас с трубобетонными колоннами. «Технология позволяет значительно сократить сечение колонн и снизить расход конструкционной стали. Новые материалы, способные изменить архитектурные подходы, находятся на стадии исследований, прежде всего это углеродное волокно для каркасов и панелей», — делится подробностями эксперт.

Какие еще новинки в области технологий, материалов, подходов архитекторы называют важными, пусть не кардинально, но заметно изменившими мир высотного строительства? Любопытно, но вообще-то единого мнения на этот счет у представителей архитектурного сообщества нет. Точнее, так: конечно, и новые технологии появляются, и материалы разрабатываются, но многие говорят, что ключевые высотно-строительные изменения последнего времени лежат в несколько иной плоскости.

Елена Мызникова, основательница архитектурного бюро «Муза форм»

«Главное изменение последних лет связано не с материалом или отдельной технологией, изменился подход к проектированию высотных зданий. Большую роль сыграло цифровое проектирование и BIM. Сегодня на ранних стадиях можно увязать архитектуру, конструктив, инженерные системы, пожарные сценарии, вертикальный транспорт, фасадные решения и эксплуатационные требования. Для высотного строительства это принципиально важно: ошибка в координации систем в небоскребе стоит значительно дороже, чем в объекте меньшего масштаба. BIM влияет на скорость проектирования и темпы строительства. Архитектор получает возможность раньше видеть ограничения и точнее работать с формой, ядром здания, фасадами. Изменился и архитектурный подход. Высотное здание уже нельзя рассматривать только в границах пятна застройки. Небоскреб занимает небольшую площадь на земле, при этом имеет высокую емкость и серьезно влияет на город: транспортные и пешеходные потоки, визуальное восприятие, нагрузку на инфраструктуру. Современное высотное строительство все больше связано с качеством среды вокруг здания. Например, в проекте ФИЦ мы работали с градацией высот от 23 до 149 метров и сразу продумывали, как объект впишется в район. В проекте есть многофункциональные городские пространства, сформирован активный фронт застройки, внутренний ландшафтный парк для резидентов центра».

***

Андрей Михаленков, главный конструктор компании UNK

«Архитектурный облик здания диктует свои правила конструктивной системе, в результате те решения, что несколько лет назад были уникальными с точки зрения конструктива, стали стандартным подходом. Например, применение наклонных колонн для реализации сужающихся и расширяющихся объемов или применение трансфертных конструкций: в подземном паркинге используется стандартная сетка колонн для удобного размещения машино-мест, в уровне первого этажа пролеты вертикальных конструкций увеличены для устройства просторных лобби, на вышележащих этажах применяется третья сетка расположения вертикальных конструкций для удобных планировок.

Вид на жилые дома со стороны парка «Крылатские холмы». Фото: Сергей Булкин/NEWS.ru/TACC

Высокопрочные бетоны позволяют уменьшать сечение вертикальных несущих конструкций, увеличивая полезные площади этажей, а арматуры класса А550СК, которая является новой на рынке строительства, — добиться существенной экономии при возведении несущих конструкций».

***

Александр Стариков, партнер архитектурного бюро Syntaxis

«Появление ультравысокопрочного бетона (UHPC) позволяет сегодня проектировать стены и колонны куда более изящного сечения, чем раньше, максимизировать полезную площадь этажа. Продолжается развитие технологий в области самовосстанавливающегося бетона с бактериями или микрокапсулами, которые автономно словно «залечивают» трещины конструкции. Данная технология хорошо работает там, где доступ ремонтников ограничен или небезопасен. Также сейчас на рынке появляются бетоны с углеродным секвестированием: CaptureCrete™ и сходные по свойствам составы. Они буквально поглощают двуокись углерода из атмосферы в процессе эксплуатации, одновременно показывая прочность выше стандартной. Есть и интересная технология, где вместо металлической арматуры применяют карбоновую. Это создает возможность сокращать площадь сечения несущего элемента, делать его более утонченным. Впрочем, это достаточно дорогостоящее решение с рядом ограничений, связанных с хрупкостью карбона. Большой интерес у архитекторов вызывает технология трубобетона, где стальная труба заполняется раствором. Дело в том, что бетон отлично работает на сжатие, но при больших нагрузках начинает расширяться поперек и трескается. Стальная оболочка препятствует данному процессу, формируя трехосное обжатие. Тогда бетон внутри работает иначе, чем на воздухе, а его прочность возрастает в два раза. Сталь, в свою очередь, склонна к потере устойчивости, выпучиванию при больших нагрузках, но бетонное ядро поддерживает ее изнутри. Подобная система обеспечивает двойную страховку и надежность. Например, на Бадаевском заводе лишь с помощью подобной технологии удалось воплотить смелый замысел архитектора. Самый неожиданный технологический прорыв в сфере высотного строительства связан с использованием дерева. Массивный инженерный брус, CLT (cross-laminated timber), клееный перекрестно-слоистый брус сегодня серьезно рассматривается как материал для возведения зданий в 20-30 этажей и более. В городе Милуоки в США уже построен 25-этажный деревянный небоскреб Ascent MKE. Он разработан по гибридной схеме из дерева, бетонных ядер и стальных узлов. Наличие дерева меняет не только экологический след здания, но и его внутреннее пространство. Тепло, биофильность и совершенно другое качество среды — очевидные преимущества. Два главных врага любого небоскреба — ветер и сейсмическая активность. Если раньше подход к борьбе с ними основывался на жесткости ядра, то теперь важна гибкость и контролируемость движения. Для гашения нежелательных ветровых колебаний используют маятники массой до тысячи тонн, подвешенных в верхних этажах здания. Также сейчас в индустрии появились активные демпферы, где система датчиков в реальном времени считывает нагрузки, алгоритм вычисляет оптимальный отклик, приводы корректируют позицию противовеса. Здание буквально думает о своей устойчивости. Параллельно развивается аэродинамика форм, появляются скрученные башни, конусообразные сужения, геометрические вырезы на определенных высотах. Все это не прихоть, а активная работа с потоком воздуха. Кроме того, сейчас архитекторы успешно используют компьютерное моделирование для виртуальной продувки здания, оптимизируя форму до приемлемого результата. Затем они делают макет, который продувают уже в реальной аэротрубе, уточняя параметры формы».

***

Георгий Тюгаев, глава архитектурного бюро HADAA

«В технологическом аспекте процесс возведения небоскребов за последние годы радикально не изменился. Впрочем, когда речь идет о Москве, стоит отметить, что у города сильно выросли требования к эстетике, амплитудности, силуэтности этих зданий. Поэтому в столице сегодня применяется на порядок больше вариаций строительных конструкций, чем десять лет назад. Например, в зданиях появляются консоли, большие сдвижки объемов, а иногда решения, которые соединяют несколько объемов вместе. Раньше небоскребы были достаточно просты с точки зрения архитектуры и пространственной философии. Это довольно линейный регулярный план, который не слишком менялся по вертикали от нижней к верхней точке объекта. Теперь различных структурных обыгрышей в проектах гораздо больше. И все же говорить о том, что случились кардинальные прорывы в высотном девелопменте, пожалуй, преждевременно».

По мнению Георгия Тюгаева, «строительная индустрия сама по себе довольно консервативна в части технологий, ведь на рынке есть хорошие, проверенные вещи, которые стоят понятных денег, предсказуемы и обеспечены пулом подрядчиков. Если выразить инженерное развитие небоскребов в графике, то картина роста будет скорее линейной и поступательной». Продолжим.