СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НЕБОСКРЕБОВ

MODERN TRENDS IN SKYSCRAPER DESIGN

Yekaterina Belova

student, Department of Architecture Kryachkov Novosibirsk State University of Architecture, Design and Arts

Russia, Novosibirsk

Yevgeniy Likhachev

scientific supervisor, PhD, A/Professor, Kryachkov Novosibirsk State University of Architecture, Design and Arts,

Russia, Novosibirsk

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены основные современные тенденции проектирования небоскребов на основе обзора зарубежного опыта разработки и реализации высотных зданий. Выявлены передовые конструктивные особенности в строительстве небоскребов, изложены преимущества параметрического подхода при проектировании и важность экологических аспектов при реализации высотных зданий.

ABSTRACT

The article discusses the basic modern trends of skyscraper design based on a review of foreign experience in the development and implementation of high-rise buildings. Advanced design features in the construction of skyscrapers are identified, the advantages of the parametric approach to design and the importance of environmental aspects in the implementation of high-rise buildings are outlined.

Ключевые слова: экологичные высотные здания, плотная городская застройка, методы проектирования, инновационный дизайн и энергосбережение.

Keywords: environmentally-friendly high-rise buildings, dense urban areas, building practices, innovative design, and energy conservation.

В современном мире наблюдаются тенденция развития концепции «компактных» городов и, как следствие, расширяется функционал и растет этажность зданий. Реализованные небоскребы в ОАЭ уже достигли высоты более 800 метров, а концепции предполагают здания высотой более 1 км. При возведении зданий подобного масштаба возникают новые проблемы, усложняющие процесс строительства и эксплуатации, однако проектировщики интегрируют новые методы и технологии, которые делают новые высотные сооружения уникальными по сравнению с традиционными зданиями.

Небоскребы представляют собой объекты высочайшего уровня ответственности и надежности. При оценке необходимости строительства высотных зданий учитываются различные факторы, такие как транспортные проблемы, вопросы водоснабжения, канализации и ливневой канализации, а также инсоляция и потребление энергии. Также учитывается повышенная уязвимость зданий в экстремальных ситуациях, таких как землетрясения, пожары и террористические акты, а также проблемы демонтажа и утилизации отходов. Кроме того, большую роль играет выбор конструктивного решения при проектировании высотных зданий, поскольку воздействие горизонтальных ветровых нагрузок по сравнению с вертикальными, как и нагрузка на несущие элементы, включая основания и фундаменты значительно увеличена.

Современные небоскребы отличаются не только своей архитектурной экспрессией, но и применением передовых технологий, которые улучшают их экологичность и эффективность. Далее будут рассмотрены несколько подходов, которые активно внедряются в проектирование и строительство небоскребов:

• Параметрическое моделирование для оптимизации проектирования.
• Усовершенствование конструктива и применение нестандартных форм.
• Эко-подходы: энергосбережение и использование возобновляемых источников энергии.

Параметрическое моделирование. С появлением компьютерных технологий стало возможным создавать 3D-модели архитектурных объектов, которые можно изменять на любом этапе разработке проекта. На этом прогресс не останавливается и сейчас набирает популярность моделирование с применением программирования. Такой дизайн назвали параметрическим, поскольку он позволять изменять n-ое количество параметров за очень короткий промежуток времени. Так проектирование становится эффективнее за счет оптимального определения взаимосвязей между всеми элементами, составляющими архитектурный объект.

Для решения подобных задач было разработано специальное программное обеспечение, принцип работы которого заключается в связке 3D редактора и модуля визуального программирования. Например, Rhinoceros + Grasshopper, Dynamo + Revit и т.д.

Перечисленное программное обеспечение позволяет оптимизировать все стадии проектирования. В том числе при разработке концепции, где тысячи возможных вариантов формы здания, его размещения на участке с учетом минимизации влияния на окружающую среду рассчитывает компьютер, в то время как человек может больше внимания уделить визуальной составляющей и другим субъективным факторам.

Таким образом данный метод значительно облегчает поиск оптимальной концепции в равной степени, как и ускоряет работу над проектной и рабочей стадиями проекта, наращивая при этом потенциал современной архитектуры.

Современные конструкции. С развитием высотного строительства было разработано несколько конструктивных схем небоскребов. Основная форма зданий - башенная, обладающая повышенной устойчивостью во всех направлениях и обтекаемым объемом с оптимальным соотношением ширины к высоте не менее 1/8-1/10.

Сегодня использование параметрического моделирования позволяет внедрить новейшие технологические средства и материалы. Криволинейные формы могут быть реализованы с использованием алюминия и цинк-титановых панелей. Листы, из которых изготовлены панели, обладают хорошей пластичностью, поэтому их можно согнуть под углом 180 градусов. Гибкость элементов позволяет облицовывать фасады сложной формы. Примером использования таких панелей является жилой комплекс Reflections в Сингапуре.

В объектах, имеющих большие пролеты перекрытий, сплошные полимеры заменяют стекло, одним из них является ETFE. Его вес составляет всего 1% от веса стекла, но выдерживает нагрузку. Материал плавится, однако не загорается. Эта пленка ETFE использовалась в «Хан Шатыр» в Казахстане.

Еще одна новейшая строительная технология - бетон, армированный стекловолокном. С ее помощью стали возможными многогранные изогнутые формы с неограниченными возможностями конфигурации. Был использован в 36-этажном небоскребе с плавными изгибами «Residence Ardmore» в Сингапуре.

Все эти материалы, изготовленные с помощью современных технологий, обеспечивают длительный срок службы, высокий класс пожарной безопасности, стойкость к коррозии и перепадам температур, и соответствие требованиям.

Эко-подход. Озеленение фасадов и крыш небоскребов давно стало одним из наиболее эффективных методов улучшения их экологических характеристик и привлекательности для жителей. В последние годы появились здания с "зелеными холмами", задача которых заключается в улучшении визуального восприятия городских территорий. Например, в Нидерландах строится 19-этажный жилой дом Urban Cactus, отличительной чертой которого является ступенчатая архитектура, с озеленением на разных уровнях здания.

Эффективный способ сделать высотные здания более экологически чистыми заключается в использовании возобновляемых источников энергии. Прекрасная демонстрация эко-подхода в архитектуре - небоскреб «Bank of America» в Нью-Йорке, который имеет наружное и внутреннее остекление от пола до потолка для проникновения света внутрь здания, что позволяет снизить нагрузку на систему отопления за счет солнечных коллекторов. В здании установлена регулируемая система освещения в зависимости от интенсивности внешнего света. Здание обеспечивает четырехкратный воздухообмен и очищает избыточный воздух перед выводом его наружу. Дождевая вода собирается на крыше и используется для как дренаж и водоснабжение санитарных помещений.

Подобные инновационные подходы, такие как системы сбора дождевой воды, регулируемые системы освещения и использование возобновляемых источников энергии, делают современные небоскребы не только эстетически привлекательными, но и экологичными.

Список литературы:

1. Доможирова Е.А., Степанова Ю.С., Маричева В.П. Проектирование гибких архитектурных форм с использованием взаимных структур // Инженерный вестник Дона. 2019. №2.
2. Тетиор А.Н. Пространственные решения современных экологичных небоскребов и компактных городов // Научно-технический и производственный журнал. 2011.
3. Стессель С.А. Предпосылки развития идей нелинейности в современной архитектуре // Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». 2016. № 3.