Budownictwo wysokościowe zawsze interesowało inwestorów. Już w średniowieczu ścigano się we wznoszeniu jak najwyższych budynków, co widać na przykładzie miasteczka San Gimignano we Włoszech. Zwane Manhattanem średniowiecza, słynie głównie z kilku czworokątnych wież zbudowanych przez zamożnych mieszkańców, które służyły w celach obronnych. Najwyższa z wież ma 51 metrów.

W ciągu ostatnich lat obserwujemy zaiste imponujący rozwój technologii oraz wiedzy w zakresie budowli wysokościowych. To, co obecnie uznawane jest za najwyższe osiągnięcie techniki i najwyższą konstrukcję, będzie niebawem budowlą jedną z wielu. Największa budowla, jaka powstała na przestrzeni lat 70. i 80., została wzniesiona nie w USA czy w Dubaju, lecz w Polsce: był to maszt radiowy w Konstantynowie, zwany również Masztem w Gąbinie k/Warszawy o wysokości 646 metrów. Była to najwyższa konstrukcja w dziejach świata w latach 19741991, czyli do chwili jej zawalenia, a można nawet przyjąć, że do maja 2008, kiedy to rekord ten został pobity przez Burj Dubai. Obecnie wysokość budowli Burj Dubai wynosi 818 metrów na dzień 17 stycznia 2009 roku. Budynek posiada 160 pięter użytkowych, a całkowita liczba kondygnacji wynosi 240. Kolejnym przykładem może być budynek Witte Huis (biały dom) w Rotterdamie. Był najwyższym biurowcem w XIX wieku. Obecnie, wznosząc się zaledwie na 43 metry, stanowi po prostu malowniczy akcent.

Czym wysokościowce różnią się od innych budynków?

Wysokościowiec jest zasadniczo pionową budowlą. Jeśli budynek jest bardzo wysoki, można go nawet nazwać pionowym miastem. Wszystkie kwestie związane z budownictwem wysokościowym wiążą się z tym właśnie aspektem pionowością.

Mamy tu do czynienia z ogromnymi naciskami przenoszonymi pionowo na bardzo małą powierzchnię. Z tego względu elementy konstrukcyjne, takie jak słupy i fundamenty budynku, są mocno obciążone. Ogromne znaczenie ma jakość podłoża. Niewielkie przemieszczenia u podnóża budynku powodują ogromne odchylenia u góry.

Osiadanie podłoża jest bardzo istotnym czynnikiem. Czasami może ono wywierać wpływ na sąsiednie budynki. W normalnym mieście funkcjonuje transport poziomy drogi, metro itp. W drapaczu chmur konieczny jest transport pionowy, czyli windy i schody. I tu, jak w normalnym mieście, zdarzają się korki.

Gdy wszyscy pracownicy biura rozpoczynają rano pracę o tej samej porze, konieczny jest inteligentny system transportu pionowego stanowiący połączenie wind szybko- i wolnobieżnych, sky (podniebnych) lobby i oprogramowania logistycznego. System ten jest całkowicie inny w przypadku, gdy drapacze chmur pełnią funkcję apartamentowców i hoteli, a nie biurowców.

W razie pożaru, niebezpieczeństwa eksplozji czy innych zagrożeń, konieczna jest natychmiastowa ewakuacja budynku. W przypadku normalnych, niskich budynków wymogi bezpieczeństwa mówią o możliwości przeprowadzenia ewakuacji w ciągu 30 minut od stwierdzenia pożaru. W wysokościowcu jest to niemożliwe, jeśli budynek ma ponad 70 metrów. Schody nie miałyby wystarczającej przepustowości, aby umożliwić ewakuację ludzi w takim czasie. Generalnie wind nie używa się do ewakuacji.

Wysokościowce wymagają planów ewakuacyjnych, na które składają się systemy awaryjne, plany przeciwpożarowe, drogi dostępu, specjalne windy ognioodporne oraz strefy ratunkowe.

W normalnym mieście woda i ścieki płyną poziomymi rurami pod ulicami. W wysokościowcach rury te biegną pionowo. Z tego względu ciśnienie wody musi być o wiele wyższe i do uzyskania takiego ciśnienia konieczne są stacje pomp ciśnieniowych.

Odkręcanie i zakręcanie kranu powodowałoby powstawanie dużych różnic ciśnienia w rurach. Z tego względu niezbędne są hamulce hydrauliczne, a rury muszą być bardzo mocne i grube. Budynek jest podzielony na kilka pionowych stref, z których każda obsługiwana jest przez inny poziom instalacyjny. Poziomy te mogą być także wykorzystane jako strefy ratunkowe.

Oczywiste jest, że obciążenia spowodowane wiatrem są większe na dużych wysokościach. Obciążenia poziome działające na budowle wysokościowe są o wiele większe niż w przypadku niskich budynków. Stabilność i sztywność budynku to poważny problem dla inżyniera.

W ciągu wieloletniej praktyki powstało wiele różnych rozwiązań. Ważne jest nie tylko poziome odchylenie budynku, ale także przyspieszenie tego ruchu, które może być odczuwane przez ludzi jako nieprzyjemne. Obciążenia wiatrem muszą być określane w specjalnym tunelu aerodynamicznym, ponieważ obliczenia stosowane dla niskich budynków nie pozwalają na uzyskanie prawidłowych wartości.

W tunelu aerodynamicznym można też badać wpływ wysokościowca na siłę wiatru odczuwaną przez przechodniów. Rząd wielu wysokościowców wzdłuż ulicy może wytworzyć coś w rodzaju komina. Wówczas prędkość wiatru na poziomie ulicy może wzrosnąć.

Transport pionowy ma znaczenie także w fazie wznoszenia budynku. Wszelkie materiały budowlane muszą zostać przetransportowane na górę. Technologię realizacji i sposób montażu należy już uwzględnić w fazie projektowania budowli. Powstało wiele nowatorskich rozwiązań w tym zakresie.



Budownictwo wysokościowe na świecie