Emboss Tower: Использование рельефной несущей наружной оболочки в высотном строительстве

В данной статье исследуются возможности применения несущих наружных оболочек с рельефной поверхностью в строительстве высотных зданий. Основная диагонально-сетчатая конструкция фасада с дополнительными выпуклыми секциями представляет собой улучшенную несущую наружную оболочку, способствующую увеличению площади помещений и сокращению аэродинамических нагрузок на здание за счет изменения скорости и направления основных потоков ветра, воздействующих на фасад. Для исследования оптимизированной структуры использовался параметрический анализ, который показал, что рельефная оболочка имеет конструктивные преимущества перед плоскими диагонально-сетчатыми конструкциями за счет уменьшения горизонтального смещения до 90%. Результаты аэродинамических расчетов с использованием вычислительной гидродинамики продемонстрировали, что предлагаемая рельефная выпуклая конструкция может уменьшить ветровую нагрузку на поверхность здания. За счет высоких эксплуатационных характеристик такая структура позволяет создать более комфортные условия внутри помещений, в том числе за счет контроля количества проникающих солнечных лучей и улучшенной терморегуляции оболочки.

ВСТУПЛЕНИЕ: ТОЛЩИНА НАРУЖНОЙ ОБОЛОЧКИ ЗДАНИЯ

Прошло более 100 лет с тех пор, как Ле Корбюзье разработал систему «Дом-Ино», ставший прототи­пом зданий с открытой планировкой этажа, изба­вившей архитекторов от необходимости использо­вать в своих проектах толстые стены и массивные фасады, добавляющие нагрузку на здание. Идея конструкции «свободного фасада», состоявшая в использовании легкого материала для наружной оболочки, в XXI веке стала эталоном строительства зданий. Под влиянием рыночных условий обще­принятые стандарты и цепочка поставок материа­лов для строительной индустрии стали ориентиро­ваться на производство систем, связанных с навес­ными фасадами. Прозрачные внешние ограждаю­щие конструкции, не несущие общую нагрузку на здание, быстро распространились по всему миру вместе с архитектурным стилем модерн и посте­пенно стали универсальной составляющей зданий, которые теперь возвышаются над горизонтом всех крупных мегаполисов на планете. В результате про­изводство и эксплуатация навесных алюминиевых фасадов с низкой теплоемкостью наряду с расту­щим стремлением общества снизить воздействие промышленных предприятий на окружающую среду способствовали разработке средств, при­званных усовершенствовать существующую систе­му навесного фасада, вместо того чтобы полностью переосмыслить подход к конструктивной системе высотных зданий. Ужесточение минимальных норм энергоэффективности зданий требует оптимиза­ции тепловых характеристик фасада и возмож­ности регулирования естественного освещения. Тем не менее стандартизация решений привела к выработке единых архитектурных концепций решения проблем климата, типов конструкций и инсоляции. Когда ограниченный бюджет не позво­ляет использовать высокоэффективное остекле­ние или внешние системы затенения на больших фасадах, зачастую для достижения коэффициента теплопередачи, установленного местными строи­тельными нормами и правилами, приходится кор­ректировать соотношение между площадью окон и стен. В отличие от типовых решений, компью­терные средства проектирования и производства в совокупности с достижениями в области строи­тельных материалов способствуют «возрождению декоративности» фасадов зданий. Такие фасады вполне могут стать новым выражением субъектив­ности века цифровых технологий (Picon, 2014).

С полным содержанием этого номера Вы можете ознакомиться здесь

Полную версию статьи Вы можете прочитать в нашем печатном издании или подписавшись на электронную версию нашего журнала

Текст: ЧИН ЁН СОН, кафедра архитектуры, Университет штата Нью-Йорк в Буффало, Государственный университет Нью-Йорка; ТОНХОН ЛИ, Leslie E. Robertson Associates; ДЖЕЙМС ЭРИКСОН, Государственный университет Аризоны; ЦЗЯНЬМИН ХАО и ТЭН У, кафедра проектирования зданий, сооружений и инженерного обеспечения охраны окружающей среды, Университет штата Нью-Йорк в Буффало, Государственный университет Нью-Йорка; БОНХВАН КИМ, Skidmore, Owings & Merrill LLP