Высотные технологии

За счет беспрецедентно жесткой конструкции башня может выдержать даже шквальный ветер

Главгосэкспертиза одобрила проект «Охта центра».

Текст: Григорий Измайлов

Материалы стадии «Проект» — уже второй пакет документов, переданный инвестором на согласование в Главгосэкспертизу. В июне 2010 года учреждение вынесло положительное заключение по результатам инженерно-геологических изысканий на территории предполагаемого строительства «Охта центра». Выданные ведомством положительные заключения означают, что все расчеты, выполненные инженерами и проектировщиками «Охта центра», верны — при этом конструкции высотки и зданий стилобата спроектированы с учетом всех действующих российских норм и правил.

ВСЛЕД ЗА МЕТРОСТРОЕМ

Главные опасения относительно безопасности строительства высотного здания «Охта центра» изначально связывались с надежностью грунтов. Чтобы развеять мифы о «слабых питерских грунтах», были проведены уникальные для Санкт-Петербурга инженерно-геологические изыскания: пробурено более 200 исследовательских скважин, проведено около 2 тыс. лабораторных исследований, а также комплекс полевых испытаний, включая штамповые, прессиометрические испытания на глубинах до 130 м, испытания проектных свай и баррет. Результаты инженерно-геологических изысканий были положены в основу предпроектных проработок шпиля «Охта центра» и зданий стилобатной части, а данные исследований структуры грунтов на больших глубинах дали бесценный материал для всех петербургских строителей и проектировщиков.

Верхние 40 м почвы в районе намечаемого строительства оказались действительно слабыми — именно на такие грунты и опирается большинство зданий в Петербурге. А вот на глубинах более 40 м, куда раньше опускались только метростроевцы, залегают так называемые вендские глины, по прочности сравнимые с камнем. Исходя из этого, разрабатывалась технология строительства башни «Охта центра» — первого в городе сооружения, которое будет опираться на эти твердые породы. При рытье котлована строителям предстоит поднять 1 млн кубометров грунта. Затем в земле будет прорезано около 200 прямоугольных скважин глубиной до 80 м, которые зальют бетоном, — баррет. Применение этой технологии позволит избежать шума, который сопровождает забивку обычных свай. Поверх свайного поля будет залита бетонная пятиугольная плита, на которой и смонтируют башню.

Литой фундамент, закрепленный барретами в толще вендских глин, сможет легко удерживать вес всей башни (332 тыс. тонн), выдерживать сейсмические толчки силой до шести баллов. Для снижения давления на грунт при строительстве комплекса зданий общественно-делового района планируется использовать особо прочную сталь, на четверть облегчающую вес конструкций. Работу над созданием новой марки, которая отвечала бы и российским (ГОСТ), и европейским (EN) нормам, специалисты международного концерна ArcelorMittal вели в течение нескольких месяцев.

ЭФФЕКТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Еще одно ноу-хау башни — беспрецедентная жесткость конструкции. Для исследования воздействия на конструкцию силы ветра макет шпиля, оснащенный специальными датчиками, продули в аэродинамической трубе. Выяснилось, что башня может выдержать шквальный ветер, а отклонение ее верхушки от оси составит не более 30 см. По зарубежным нормам амплитуда колебаний верхушки 400-метрового здания может достигать метра, а например, шпиль Останкинской башни (высота — 540 м) рассчитан на амплитуды колебаний до 14 м.

Масса уникальных проектных решений связана с энергоэффективностью сооружения. «Интеллектуальный» фасад здания башни представляет собой двухслойную конструкцию с двухуровневыми буферными зонами между витражами фасадного остекления, вентилируемыми летом при перегреве и наглухо закрывающимися зимой для удержания тепла в здании. На каждом этаже по пять таких зон. Цель создания буферных пространств — сокращение потерь тепла через наружные фасадные конструкции изнутри и, наоборот, снижение уровня поступления снаружи тепла от солнечного излучения. По словам проектировщиков, использование аэрации в буферных зонах позволит вдвое снизить нагрузку на системы холодоснабжения, а инерция теплопередачи позволит сэкономить до 40% энергии в здании. Эта система фасада, разработанная немецкой компанией Josef Gartner, уже сертифицирована в России по результатам стендовых испытаний.

Для изучения воздействия петербургского климата на фасады на площадке будущего комплекса почти год функционировал специальный экспериментальный павильон, представлявший собой два этажа будущей башни в натуральную величину со всеми проектными конструктивными решениями, инженерными сетями и оборудованием. Данные, полученные в ходе этих испытаний, послужат основанием для корректировки некоторых разделов проекта.

Еще одно энергетическое ноухау — использование холодной невской воды для отведения избыточного тепла системы холодоснабжения комплекса зданий «Охта центра». Это обеспечит ощутимую экономию энергоресурсов, а установка погружных теплообменных аппаратов у Свердловской набережной еще и повышает экологическую безопасность — из-за исключения из технологической цепи операций по забору и сбросу воды. В целом, реализация проекта «Охта центра» — импульс для развития не только новых направлений в архитектуре и строительстве, в плюсе оказывается вся экономика и социальная сфера города. Прогнозная доля использования импортных материалов в строительстве — лишь 15–20%. В основном это металлические конструкции каркаса от ArcelorMittal, не производящиеся в России скоростные лифты, пленка для тонирования стекла. Уже решено, что бетон, арматура и стекло будут местного производства, инженерные системы (вентиляция, сантехника) — сборными, а отделочные материалы смо жет предложить любой производитель.