Главная Наши публикации Высотное домостроение С. В. Николаев. О первом опыте проектирования и строительства высотных зданий
С. В. Николаев. О первом опыте проектирования и строительства высотных зданий

Программа строительства 200 высотных зданий в Москве постепенно набирает нужный ритм – красуется двуглавая высотка «Эдельвейс» на Давыд­ковской улице, воздвигнута восьмая «сталинская» высотка на Соколе – «Три­умф-Палас», поднимаются как грибы высотки на «Москва-Сити». Конечно, темпы строительства не столь амбициозны, как в Дубаи — Арабских Эмиратах. Там за два года, 2006 и 2007, будет построено 100 миллионов квадратных метров жилья, причем, только в районе «Марина-Сити» — около 60 высотных зданий, не говоря уже, что в этих объемах будет закончено самое высокое здание в мире — башня Бурж высотой около 800 метров!

У нас амбиций на этот счет меньше и может быть это даже хорошо. Можно хотя бы присматривать за тем, что строится, учиться методом проб и ошибок, набираться опыта у тех же иностранных фирм, анализировать допу­щенные или еще допускаемые ошибки.

Попробуем вместе с читателем провести предварительный анализ отечествен­ного строительства высотных зданий в Москве.

Уже не однажды высказывалась мысль о том, что высотное домостроение по всему циклу от замысла и проектирования до строительства и эксплуатации – это принципиально отличающаяся от обычного строительства ниша — с осо­быми знаниями и требованиями по геоинженерии, фундаментостроению, рас­четам статики с учетом осадок и ветровых нагрузок, пожарной безопасности. И на «западе» (Америке, Европе, Азии) это обстоятельство привело к совершенно определенным формам организации строительства высотных зданий. Этим за­нимаются управляющие компании (УК), которые объединяют все процессы, начиная от выигрыша тендера на строительство и кончая арендой или эксплуа­тацией построенных зданий. Учитывая особенности знаний по высотному до­мостроению, ответственности этих зданий, большой стоимости страхования всех видов деятельности при их строительстве и эксплуатации, число таких УК очень ограничено: в Нью-Йорке — 5, в Чикаго — 4, в Лондоне — 1, в Дубаи — 2. Объяснение очень простое. Управляющая компания обязана застраховать свою деятельность на любой, кроме форс-мажорных обстоятельств, случай. Челове­ческая жизнь на Западе высоко ценится – миллион и выше долларов за чело­века. Страховая компания для того, чтобы не платить такие огромные деньги при возможных аварийных ситуациях, естественно, не просто заключает стра­ховой контракт. Прежде чем его заключить, она нанимает экспертов и специа­листов высокопрофессиональных фирм и хорошо оплачивает их услуги. Экс­перты дотошно проверяют не только расчеты высотного здания, но и контроли­руют все этапы проектирования, строительства и эксплуатации застрахованного объекта.

Из сказанного вытекают два первых вывода и предложения:

  • допускать на тендер по высотным зданиям фирмы и компании, органи­зационно-правовая форма которых позволяет считать их управляющими ком­паниями, способными обеспечить весь комплекс разработки проектно-смет­ной документации, выбор подрядчиков и ведение всех строительно-монтаж­ных работ, а также заключать контракты на аренду или эксплуатацию высот­ного здания со страхованием всех этапов деятельности;
  • человеческая жизнь и, конкретно, жизнь обитателя жилища или офис­ного работника, или человека, остановившегося в гостинице высотного дома, должна оцениваться и страховаться УК в размере не менее одного миллиона американских долларов.

Наиболее близко форме УК соответствует компания «Новое Кольцо Москвы», хотя, конечно, на сегодняшний день ее опыт работы далек от опыта работы таких управляющих компаний как фирма «Тернер» (Turner Construction Company — основана в 1895г. ), фирма MueserRuttendge Consulting Engineers — основана в 1910 г., фирма Tornton — Tomasett Engineers — основана в 1910 г., фирма Skidmore Owinds Merrill LLP (SOM), фирма BESIX — Арабские Эмираты. Все эти фирмы хорошо известны на мировом рынке строительства высотных зданий, они много строят в Америке, Европе, Азии и опыт этих фирм, безусловно, неоценим для отечественного строительства высоток.

Особо хочется подчеркнуть ряд важных особенностей и преимуществ для российской, а также московской практики использования управляющих ком­паний. Зарубежная практика такова, что все «заботы» городской администра­ции попадают в статью «Услуги» управляющей компании (не правда ли за­манчиво!). А это и создание инфраструктуры участка высотного строитель­ства, включая дороги, сети, общественные здания, гаражи (!), отселение — пе­реселение жителей — все это и многое другое.

Не меньшие преимущества дает и обеспечивает предлагаемая система страхования. Будь она такой, это не позволило бы строить ни архитектору, ни конструктору оболочку на известном обрушившемся сооружении, в котором в одном из направлений на длине примерно 20 метров железобетонное пере­крытие оказалось (в оболочке!) плоским.

Еще на одних «граблях» стоит остановиться. Практика проектирования зданий высотой до 25 этажей (примерно до 75 м) сложилась годами (!) весьма примитивный и простой - архитектор «ваяет», конструктор «воплощает». Действительно, для указанных высот возможно применять практически все известные конструктивные системы зданий с той или иной степенью эффек­тивности. А вот, при величине отношения высоты к наименьшей ширине ос­нования больше 4-х  архитектор должен начинать учитывать конструктивные особенности такого здания и, что называется, советоваться с конструктором. Надо уяснить, что не любую форму архитектор может предлагать для вопло­щения. Характерным примером может служить предложенное архитекторами решение по высотному зданию по ул. Маршала Жукова. Плакаты с видом этого здания можно увидеть до сих пор на многих рекламных щитах Москвы. Проем в здании на высоте более 100 метров делал его и элегантным, и при­влекательным. Но, увы, архитекторы не учли слова учителя (или забыли их) – Луиса Салливана, который еще в 1898 году, устанавливая архитектурные принципы проектирования высотных зданий, написал — «функция определяет форму». Предложенный архитекторами проем не соответствовал одной про­стой «житейской» функции — жить в квартирах, расположенных в проеме, не­возможно из-за ветровых «завываний», что подтвердили испытания макета этого здания в аэродинамической трубе ЦАГИ.

Снова обращаясь к организационной форме строительства высотных зданий в виде УК можно лишь констатировать, что эта форма не допускает подобного разобщения архитекторов и конструкторов, и не только их, а, на­против, обеспечивает участие с первых шагов проектирования геоинженеров, специалистов по инженерным системам и пожарной безопасности. Это есть единственно возможный метод проектирования высотных зданий и архитек­торы, какими бы они не были отмечены званиями и заслугами, должны при­нять это как аксиому. Таким образом, третий вывод и предложение следующее:

  • при проектировании высотных зданий с первых шагов должна созда­ваться единая команда по разработке проекта, объединяющая архитекторов, конструкторов, геотехников, специалистов по инженерным сетям и пожарной безопасности, а также маркетолога.

Важность совместной работы архитектора со специалистами смежных специальностей при проектировании высотных зданий предопределяется, не побоюсь этого определения, отсутствием у отечественных архитекторов про­фессиональных знаний о работе и эксплуатации высоток. И речь идет не только о влиянии ветровых нагрузок на высотное здание, речь идет о ком­плексном подходе к проектированию, строительству и эксплуатации этих зда­ний, чему до сих пор отечественных архитекторов не учили и не учат.

В Чикаго, в Иллинойском технологическом институте есть факультет, на котором в течение 6 лет обучаются архитекторы-конструкторы (как одна специальность) по высотным зданиям. Студенты строят структурные модели высоток, продувают их в специальных аэродинамических трубах с моделиро­ванием пограничного слоя, изучают основы теории массового обслуживания. «А это зачем?» - можно спросить. Затем, что без знаний теории массового об­служивания и основ теории вероятностей нельзя рассчитать время эвакуации людей из горящего здания и установить грамотно число лифтов и их скорость. К сожалению, наши архитекторы, да и не только они, приучены работать по нормативам — куда как не здорово — посмотрел в таблицу нормативов — полу­чай ответ. Хотя и есть теперь временные нормативы по высотным зданиям-комплексам (МГСН 4.19-2005), такие характеристики как число и скорость лифтов, время эвакуации из высотки, и многое другое, к чему привыкли архитекторы и проектировщики, отсутствуют, отсутствуют объективно, поскольку каждое высотное здание – индивидуально и требует отдельного расчета и подтверждения принятых решений.

Проблема гаражей. Понятно, чем выше здание, чем больше в нем жиль­цов и служащих офисов,  тем больше должно быть мест для стоянок машин, тем больше необходимо заглублять гаражи. Опять-таки, с подземным фундаменто­строением и, тем более, с гаражестроением мы в Отечестве не на «ты». Под обычными 10-20-этажными домами подземные гаражи не делаем, поскольку заглубленные на один этаж даже технические этажи в большинстве зданий стоят в воде. Почему? Отвечают — «уровень грунтовых вод в Москве очень высокий». А как же те многоярусные гаражи в Женевском озере? Как строили высотки во Франкфурте-на-Майне рядом с рекой? Отвечают – «что для нем­цев хорошо, для нас гибель». Так ли это? К сожалению один из последних провалов грунта в Москве по Ленинградскому шоссе возник именно при строительстве подземного 5-этажного гаража под офисным зданием. И при­том только потому, что не был применен метод строительства, известный за рубежом как метод «белых ванн». Что это такое — почитайте специальную ли­тературу или хотя бы книгу немецких специалистов Г. Лохмейера и К. Эбе­линга с аналогичным русскому названием на немецком языке.

На сегодня мировая практика фундаментостроения обладает техниче­скими и технологическими средствами и способами выполнения этих работ, позволяющими гарантировать надежность и безопасность сооружений, распо­ложенных много ниже отметок грунтовых вод. При их выведении гарантиру­ется сохранность водного баланса и, тем самым, сохранности близлежащих зданий, сооружений и сетей. Решения достаточно простые и требуют:

  • правильного выбора и армирования бетона, а также соблюдения техноло­гии укладки бетонной смеси;
  • использования специальных уплотнительных лент для герметизации швов и стыков, а также полых камер и шин для последующей инъекции бе­тонного раствора.

Естественно, архитектор не должен знать тонкости технических реше­ний и технологических приемов, но «рисуя» многоэтажные подземные гаражи (а в Москве уже со второго этажа под землей возникают проблемы) он (она, они) должны знать возникающие вопросы и ответы на них. Не менее важны при этом принимаемые решения по конкретным фундаментам. Ведь подзем­ные гаражи это не более чем заглубленные в землю железобетонные коробки с внутренними стенами, пилонами, колоннами. Осадка этих коробок под вы­сотным зданием — пренеприятное обстоятельство, происходящее и во время строительства и во время эксплуатации зданий. С неравномерностью осадок связаны наклон зданий, возникновение дополнительных нагрузок на его ске­лет, совместимость высотной части здания с прилегающими невысотными строениями, объектами и сетями. Опять-таки, знание международного опыта строительства высоток позволяет на 70-80% снизить осадки зданий и риск их кренения. Достаточно обратиться к опыту немецких архитекторов и специа­листов. До 80-х годов высотки во Франкфурте-на-Майне строились на плит­ном основании, после 80-х — на свайно-плитном. Решения по высотным зда­ниям в Москве на Давыдковской улице — «Эдельвейс», на улице Маршала Жукова, «Вертикаль» по Ленинскому проспекту, по многим другим высоткам пока выполнены и выполняются на плитном основании со значитель­ными – до 20 см и более — осадками. Спасает одно — достаточно малое отно­шение высоты к ширине наименьшего основания на этих объектах. При зна­чении этого отношения больше 6 в высотных зданиях риски от увеличиваю­щихся осадок и кренений могут создать серьезные проблемы.

Снижению этих проблем помогает не только использование свайно - плитных фундаментов, но и применение технических средств по наблюдению (мониторингу) за зданием и его отдельными элементами. Установка датчиков в сваи, плиты фундаментов, в наиболее нагруженные элементы скелета здания – все это позволяет контролировать работу высотного здания, как в процессе его строительства, так и при его эксплуатации. Поскольку основные осадки высотных сооружений происходят в процессе их строительства, мониторинг этого процесса, как показывает зарубежный опыт, позволяет своевременно подправить принятые решения. ЦНИИЭП жилища в проекте высотки на улице Маршала Жукова установил множество датчиков, позволяющих кон­тролировать параметры работы здания, как в процессе его возведения, так и в последующем при его эксплуатации.

И, наконец, о  культуре проектирования и продажи площадей высотного здания. Последнее обстоятельство объясняет причину, почему в «команде» архитекторов и специалистов по проектированию должен быть специалист по маркетингу. Речь идет о безопасной эксплуатации здания, главным образом, пожарной безопасности. Опять-таки, мировая статистика по пожарам подтверждает тот факт, что при наличии действующей системы дымообнаружения и пожароту­шения в 95% случаев удается избежать пожара локальными средствами. Что на этот счет говорит отечественный опыт? Да, мы тоже закладываем в про­екты технические средства обнаружения и тушения пожара. Но эти средства выбывают из строя при перестройке первой же квартиры. А поскольку пере­страиваются, как показывает уже имеющийся опыт, 95-99% квартир в течение 2-3 лет после сдачи дома в эксплуатацию, то можно представить возможные последствия от такой практики. Вывод один – контракты по продаже квар­тиры должны включать планировку квартиры, их отделку и оборудование полностью удовлетворяющую покупателя на стадии проектирования и запре­щающую эти переделки после въезда жильца в дом. На сегодня набор обору­дования, мебели, отделочных материалов полностью обеспечивают вкусы лю­бого, даже самого предвзятого и сверхизысканного жильца.

 

К изложенным выше предложениям добавим:

  • для ведения мониторинга при строительстве и эксплуатации высотных зданий как обязательный компонент их оснащения должны закладываться датчики контроля работы фундамента, скелета здания и его наиболее нагру­женных элементов;
  • контракты по продаже квартир в высотных зданиях должны в соответ­ствии с требованиями покупателей включать полную отделку квартир, ис­ключающую их перепланировку после сдачи дома в эксплуатацию.

Все перечисленные выше предложения лежат, что называется, на по­верхности накопленного опыта проектирования, строительства и эксплуата­ции высотных зданий. Важно не затягивать с их внедрением в практику.