Будмайданчика на висоті

...У світі висота будівель вже давно перевалила за півкілометра. Ще в 1974 році в Чикаго був побудований «Вілліс Тауер» висотою 527,3 м. І зростання будівель вгору триває. На Тайвані в 2008 році побудований офісний центр «Тайбей» висотою 509, 2 м (101 поверх), а в минулому році в Дубаї був зведений хмарочос «Бурдж-Халіфа», висотою 828 м (163 поверхи), який зараз вважається найвищою будівлею в світі. Дефіцит на ринку землі з допомогою будівництва хмарочосів намагаються вирішити і в Москві, де спорудами в 40-50, а то і 80 поверхів вже нікого не здивуєш — в Росії узаконено проектування будівель на рівні 200-400 м. В цьому контексті Україна виглядає дуже скромно.

До 2010 року всі будівлі висотою від 75 м потрапляли в категорію експериментальних, їх проекти вимагали окремих погоджень, експертиз, досліджень. У минулому році планку по висотності будівель в нашій країні «підвищили» до 100 м. Але особливих змін в розвиток висотного будівництва це не принесло. Висотні будівлі в Україні будуються рідко і дуже довго. У чому причина? Спробуємо розібратися разом з експертами.

Будувати вгору не дозволяють нормативи

В даний час в Україні при будівництві висотних будівель в якості нормативної бази використовуються українське «Положення про експериментальне будівництво» та нормативні документи США, Німеччини, Росії. У минулому році був розроблений ДБН Ст. 2.2-24-2009 «Будівлі і споруди. Проектування висотних житлових і громадських будинків». Проте, як вже згадувалося, цей документ обмежує висоту будівель до 100 м. Таким чином, нормативні документи, що регламентують будівництво висотних будівель в нашій країні, практично відсутні. Щоб Київ, приміром, став схожий на Манхеттен, де величезна кількість будівель заввишки 300 м, в Україні повинна бути в першу чергу сформована нормативна база, що передбачає всі вимоги сучасного висотного будівництва та враховує світовий досвід у цій сфері.

Як відзначають фахівці, головна причина відсталості в напрямку висотного будівництва лежить аж ніяк не в технічній площині. Сучасний ринок пропонує достатньо матеріалів, конструкцій, технологій, рішень, що забезпечують довговічність, міцність, стійкість висотних будівель від різних коливань, як сейсмічних, так і поривів вітру. Основне питання — грамотність проектування, точність розрахунків, скрупульозний аналіз проектної документації, високий професіоналізм конструкторів, а найважливіше — висока будівельна культура. І саме над цими складовими вітчизняним фахівцям ще належить серйозно попрацювати.

Інженерні рішення: складно, але можна

При зовнішній архітектурної простоті висотні будівлі мають складні конструктивно-технологічні та об'ємно-планувальні рішення зі специфічною організаційною структурою. Багатоповерховий будинок — це не просто стіни і дах, піднімається на велику висоту — це, насамперед, комплекс інженерного обладнання. Навіть одне перерахування всіх систем, що зустрічаються в сучасних висотних спорудах, може збентежити: системи опалення, вентиляції, пожежної безпеки, водопроводу, каналізації, сміттєвидалення, автоматизації, пасажирського та вантажного підйомного обладнання і т. д. Причому, всі ці системи мають свої особливості порівняно з тими, які використовуються в малоповерховому будівництві. І, в більшості випадків, потрібно не просто як їх розмістити, а взаємно пов'язати їх роботу. При зведенні багатоповерхових будівель слід приділити особливу увагу проблемам мінливого повітряно-теплового режиму, протидимного захисту при пожежі, теплопостачання, кондиціонування, опалення, вентиляції, систем автоматизації та управління, проблемам безпеки і психологічного дискомфорту. Для вирішення цих та багатьох інших питань висотних будівель в більшості випадків потрібен нестандартний підхід і оригінальні інженерні рішення. Для кращого розуміння всієї складності висотного будівництва достатньо навести декілька прикладів. Так, у традиційних системах опалення та водопостачання під дією гравітації на висоті 100 м в стояках тиск на перших поверхах буде перевищувати 10 атм, і буде підвищуватися на 10 атм кожні сто метрів. Але навіть у стометровому будівлі тиск води просто «розірве» будь-яку звичайну систему.

Системи гарячого та холодного водопостачання потребують особливої уваги і з іншої причини. Для запобігання змішування і перетікання води з холодною в гарячу магістраль слід встановити зворотні клапани на вводах у квартири. При проектуванні систем каналізації слід врахувати, що у верхній і середній частинах водостоку можуть утворюватися зони вакууму, а в нижній — зона підвищеного тиску. Тому розрахунок на пропуск з стояків каналізації потрібно виконувати з урахуванням цих чинників, інакше зрив гідрозатворів санітарних приладів неминучий. Враховуючи, що кожне висотна будівля є великим енергетичним споживачем, вибір оптимальних у техніко-економічному відношенні показників (параметрів) теплозахисту будівель і систем регулювання мікроклімату повинен визначатися на основі експлуатаційних витрат, основною складовою яких є витрати на тепло, холод і електроенергію. Крім того, на основі цих показників повинна бути визначена оптимальна форма оболонки будівлі. Всі системи висотних багатофункціональних комплексів повинні мати 100-відсоткове резервування за теплообмінників і насосів. Це дозволяє в разі великих морозів, коли теплопостачальна організація не дотримується температурний графік і по температурі не вистачає площі нагрівання, включати в паралельну роботу резервні теплообмінники і тим самим забезпечувати нормальний графік для даної температури зовнішнього повітря. Гравітація в рівній мірі діє і на інші системи життєзабезпечення будівлі. Сила тяжіння діє на сміттєпровід і каналізацію. Тому при проектуванні цих систем слід передбачити установку гасителів швидкості, вжити заходів щодо зниження шуму. Це стосується і пристрою ліфтових шахт, установки різних двигунів та ін. Гравітаційні сили слід враховувати і при плануванні протипожежної системи. Вода, використовувана для гасіння пожежі, повинна відводитися в мережу водостоку. При цьому за сучасним будівельним правилам квартири і допоміжні приміщення повинні мати повну гідроізоляцію. Тому, щоб при гасінні вода не накопичувалася в приміщенні і не обрушила перекриття, підлоги повинні мати невеликий ухил, по якому вода буде стікати у водостік. Інженерні системи та комунікації будівель, в тому числі системи протидимного захисту, повинні проектуватися автономними для кожного пожежного відсіку. У разі транзитної прокладки інженерних комунікацій через інший пожежний відсік, необхідно передбачати відділення таких комунікацій будівельними конструкціями з нормованими межами вогнестійкості. У зв'язку з підвищеною поверховістю і особливостями об'ємно-планувальних рішень высотныездания, в тому числі житлові, як правило, обладнують системами спринклерного пожежогасіння по всій площі. При цьому на стадії проектування таких систем виникають питання, пов'язані з подачею води на великі висоти і обмеженнями по робочому тиску застосовуваної арматури, трубопроводів спринклерних зрошувачів. Один з перспективних напрямів організації систем пожежогасіння — системи подачі тонкорозпиленою води. У зарубіжній літературі прийнято термін «water mist» («водяний туман»). Перевагою «водяного туману» у порівнянні з традиційними спринклерными системами є те, що при приблизно однаковій ефективності пожежогасіння кількість води, що подається в рази менше. Ця обставина, крім іншого, дозволяє мінімізувати економічні втрати при відшкодуванні збитків від проток у випадку спрацьовування системи. Крім того, часто система зовнішнього водопроводу на об'єкті просто не може забезпечити необхідний для пожежогасіння, особливо на автостоянках, витрата води.

В даний час у світі простежується тенденція до використання єдиної інтегрованої системи автоматичного керування інженерним устаткуванням (концепція інтелектуальної будівлі). У вітчизняній практиці протипожежна автоматика, як правило, обосабливается від інших систем автоматизації та диспетчеризації. Це пов'язано з тим, що створення інтелектуального будівлі, «розумного будинку» спочатку передбачає використання дорогого базового обладнання. Забудовники, як правило, не готові йти на такі витрати. Крім того, чим складніше апаратура, чим більше систем вона повинна обслуговувати, тим вище ймовірність виходу її (або її частини) з ладу.

Автоматика систем протипожежного захисту висотного будинку повинна забезпечувати повну працездатність багатьох внутрішніх інженерних систем об'єкта, тому додатково ускладнювати її, поєднуючи з автоматизацією общеобменных систем вентиляції, ЦТП, ліфтами тощо, теж недоцільно. У зв'язку з сукупністю цих факторів, надійності і вартості, у сформованих умовах виправдано виділення протипожежної автоматики в окрему систему, яка відособлена від інших систем автоматизації і диспетчеризації будівлі і має зв'язок з тією ж системою загальнообмінної вентиляції не більш, ніж на рівні «сухих» контактів. Як відомо, на початковому етапі будь пожежу загасити набагато простіше. Навіть якщо і не вдається повністю ліквідувати вогнище загоряння, можна спростити подальше гасіння пожежі, локалізувавши його і не допустивши поширення вогню по будівлі. З цих міркувань експлуатують компанії багатофункціональних висотних комплексів часто створюють свої відомчі (объектовые) пожежні підрозділи, які навчені оперативно реагувати на факт виникнення пожежі і в завдання яких входить можлива локалізація місць пожежі до прибуття пожежних підрозділів. Перелік труднощів, з якими стикаються проектувальники і будівельники, можна продовжувати і розвивати в різних напрямках. Тому проектування інженерних систем споруд великої висотності, оптимальний підбір обладнання та місць його монтажу — надзвичайно відповідальна стадія спорудження висотного об'єкта.

Світовий досвід показує, що висотна будівля має розроблятися як єдиний архітектурно-інженерний проект. Створення такої будівлі ведеться з урахуванням інтересів замовника, архітекторів, конструкторів, інженерів-проектувальників інженерних систем, фахівців в області вертикального транспорту, безпеки будівель, фахівців, що займаються експлуатацією таких об'єктів. Їх досвід — важливий і цінний матеріал, що суттєво впливає на вибір архітектурних, інженерних, конструкторських рішень, що враховує ряд особливостей, які часто упускаються в процесі проектування, але надалі викликають проблеми при експлуатації подібних об'єктів.

Коментар фахівця Євгенія АЛЕКСЄЄВА, менеджер по роботі з ключовими клієнтами ТОВ «ПРОТЕКС-С»

Основною проблемою для висотного будівництва залишається відсутність нормативної та технічної бази. Чим вище будівля, тим більше вимог до нього пред'являється. Але, незважаючи на проблеми, поступово висотне будівництво в країні починає розвиватися. Будівлі, які зводяться, розглядаються як експериментальні. (Держбудом України була затверджена програма «Організації експериментального будівництва», яка розроблялася рядом вітчизняних проектних інститутів). І як показує світова практика, тенденція висотного будівництва буде розвиватися.

Можна також відзначити, що компанії, які займаються продажем будівельних матеріалів, відстежують проблеми в монолітному будівництві, ведуть активні пошуки, вивчають матеріали і нові технології зарубіжних виробників, спираючись на досвід світової практики при зведенні висотних монолітних будівель. Дана тенденція сприятиме впровадження в Україні нових, революційних технологій в монолітному будівництві, що збільшить якість і кількість споруджуваних об'єктів, внесення змін у нормативну, технічну документацію.

Олена ЛЫХОГРА, комерційний директор ТОВ «Баварія Теріва Филигран»

У 2009 році вперше був введений ДБН Ст. 2,2-24:2009 «Будинки і споруди». Проектування висотних житлових і громадських споруд«, що стало досить важливою подією в даній сфері. Адже будівництво висотних споруд в країні ведеться давно, але актуальних норм, з'єднаних в один документ, не було. Нові норми регламентують проектування висотних будівель в україні. Велика увага приділяється енергозбереженню. Створена нормативна база для масового використання енергозберігаючих технічних рішень, ефективного інженерного обладнання (енергоефективні системи, альтернативні джерела енергії, енергозберігаючі будівельні матеріали, технології обігріву без використання природного газу тощо). Але слід зауважити, що в нормативах мало уваги приділено системі безпеки. Безумовно, зараз при будівництві висотних будівель в Україні враховується світовий досвід, адже в розвинених країнах реалізовано чимало проектів, що служать прикладом сучасних технологій матеріалів і нормативних вимог. Зокрема, технології незнімної опалубки системи «Филигран» вдалося об'єднати всі позитивні якості великопанельного і монолітного домобудівництва, позбувшись від їх недоліків.

Ганна КОСОВА, директор ТОВ «Аирконд» (офіційний торговий партнер Daikin в Україні)

Існують три головні проблеми влаштування систем кондиціювання у висотках. Перша — проблема розміщення обладнання. Як правило, висотні будівлі будуються в щільному оточенні, відсутня плоска покрівля, достатня для розміщення кліматичного обладнання. У випадку з водонаповненими системами (і це стосується не тільки систем холодопостачання) виникає друга проблема — вибір максимального гідростатичного тиску в комунікаціях. Чим більше перепад між технічними поверхами, тим вище тиск, і більше капітальні витрати на труби і арматуру. Третя проблема притаманна в основному адміністративним (офісних) висотним будівлям, де виникає необхідність охолодження в зимовий час. Це пов'язано з хорошою теплоізоляцією в сукупності з високими тепловиділеннями. Для вирішення даної проблеми зазвичай застосовується dry cooler, але таке обладнання має великі габарити і місця для його розміщення, як правило, немає.

Коментар фахівця ЛУЩИК Ольга, менеджер по роботі з клієнтами ПП «Доспел-Україна»

Складно коментувати проекти, які реалізуються в Україні, через закритість інформації про них, але на слуху ряд проблем, з якими стикаються мешканці висотних будівель. Це — «зворотна тяга» у квартирах на верхніх поверхах, цвіль на стінах, великі гідравлічні втрати із-за значної довжини повітроводів, збільшена інфільтрація зовнішнього повітря в нижні поверхи, неможливість провітрювання санітарних вузлів і т. п. Вирішення цих питань лежить не стільки в області вентиляційного обладнання, скільки в якості підготовки технічної документації проекту, в умінні архітекторів ставити перед собою цікаві завдання, творчо і сумлінно підходити до їх вирішення. На мій погляд, зниження енерговитратності експлуатації висотних будівель і підвищення комфорту проживання у них — це завдання, яке має вирішуватися спільними зусиллями інженерів-проектантів, будівельних організацій та виробників кліматичного і опалювального устаткування.

Валентин ОРЛОВСЬКИЙ, начальник департаменту бетону і добавок системи «Комплекс» НВП «Містім»

Що стосується бетону і залізобетону, які рекомендується використовувати у висотному будівництві, актуальним стає застосування високомарочних (міцних) бетонів класів до 90...100 з високорухливих або литих бетонних сумішей. В результаті зростає обсяг застосування сумішей подвижностю П4 і П5, а в деяких випадках SCC (СУБ) консистенції. Для отримання таких бетонних сумішей використовують «супера» нового покоління і високоактивні наповнювачі, фібру. Нашим підприємством НВП «МІСТІМ» була розроблена комплексна добавка «КОМПЛЕКС К-15», яка отримала технічне свідоцтво придатності № 102 від 30. 06. 2009 р. для застосування в будівництві висотних будівель і споруд цементних бетонів класу В40 і вище з литих бетонних сумішей. Добавка на поликарбоксилатной основі дозволяє при витратах близько 1 л на 100 кг цементу отримувати литі бетонні суміші при низьких витратах в'яжучого, які не розшаровуються, легко подаються на великі відстані насосами, а також дозволяють отримати бетонну суміш з ефектом самоущільнення. Полімерна природа добавки забезпечує високі показники на стираність поверхні конструкцій.

Валентин ВОЛГІН, керівник відділу проектування компанії «Розумний клімат»

Важко уявити сучасне будівництво, в тому числі висотне, без системи вентиляції. У розвиток даної галузі щороку вкладаються величезні гроші. Тим не менш, вентиляція має ряд проблем, над вирішенням яких сьогодні працюють в цій індустрії. Перша — збільшення ефективності роботи систем вентиляції. Безумовно, сучасні припливно-витяжні установки відрізняються високим ККД. Але вимоги постійно зростають. Неправильна температура, відхиляються від норми тиск або вологість, перевищення ГДК пилу або хімічних речовин — все це може призвести до несправної роботи і нанесення шкоди здоров'ю. Природно, це неприпустимо, адже високоточне обладнання, як відомо, не є дешевим. Ще однією проблемою є і енергоспоживання вентиляції. Тому варто звертати увагу на системи, що дозволяють істотно знизити енергоспоживання кондиціонуючих пристроїв. І хоча пристрої місцевої вентиляції, наприклад, промислові припливно-витяжні установки, насилу піддаються оптимізації в цій сфері, пропонуються установки рекуперативної вентиляції та інші новітні розробки в системах опалення та кондиціонування повітря, які істотно знижують енерговитрати.