Как устроены небоскрёбы

Как устроены небоскрёбы «Москва-Сити»

Небоскребы комплекса «Москва-Сити», сколько бы ни было разных мнений об их архитектурных достоинствах, прочно заняли свое место среди достопримечательностей столицы. Они впечатляюще смотрятся из разных точек города и еще более интересно — с воздуха, особенно когда их макушки выступают над пеленой низкой облачности. Однако, когда приходишь по делам в одно из этих сооружений, редко видишь что-то необычное. Если абстрагироваться от панорамы из окна, то внутри небоскребов мы видим стандартные помещения, в которых люди работают и живут. Офисы, апартаменты, сфера услуг…
Олег Макаров

Все необычное, нестандартное скрыто в специальных помещениях, куда посторонним вход воспрещен, например на технических этажах. Чтобы увидеть, чем строения высокой этажности отличаются от более привычных сооружений, «ПМ» прогулялась по недрам делового комплекса «Империя», строительство которого завершено в 2011 году. Это 60-этажный небоскреб, облицованный зеленоватым стеклом и имеющий на фасаде, обращенном к набережной Тараса Шевченко, характерную арку. Нас сопровождал заместитель главного инженера управляющей компании ММДЦ «Москва-Сити» (ПАО «СИТИ») Вячеслав Шитов.

«Умный» дом и его мозг

«В отличие от серийных проектов, для каждого здания разрабатываются специальные технические условия, — говорит Вячеслав. — Прежде всего они касаются обеспечения безопасности и специфических особенностей функционирования высотных сооружений». 60 этажей у «Империи» над землей, а под землей еще пять. Еще ниже — фундамент, поставленный на свайное поле. В Москве нет идеальных грунтов типа скальных, которые отлично держат нагрузку. Чтобы зацепиться за плотные грунты, требуется много длинных свай. При всем этом «Империя» со временем изменяет свое положение. Здание дает усадку и даже незначительно (не более 5%) отклоняется от вертикали под ветровой нагрузкой. Процессы эти отслеживаются с помощью датчиков, установленных на конструкциях небоскреба. Информация с них идет в диспетчерскую, расположенную на минус втором подвальном этаже. Именно там понимаешь, что «Империя» — это настоящий гигантский «умный» дом.

Все помещения, системы, датчики внесены в детальную компьютерную модель, с помощью которой осуществляется контроль над инженерными системами и управление ими. Правильнее сказать, что диспетчерских две. Одна наблюдает за состоянием инженерных систем «Империи», другая ведет противопожарный контроль, отслеживает сигналы, поступающие с датчиков. Можно без преувеличения сказать, что большая часть небоскребной специфики связана именно с пожарной безопасностью. В случае возгорания на высоких этажах возможности пожарных расчетов серьезно ограничены — например, высотой пожарных лестниц. Поэтому в «Империи» сделано все необходимое для того, чтобы здание тушило себя само при помощи спринклерной и дренчерной систем пожаротушения. Они объединены в надежную систему. Разница в основном в способе приведения в действие. В спринклерах находится капсула, наполненная специальной жидкостью. При превышении определенной температуры окружающего воздуха жидкость расширяется, и колба лопается, открывая путь воде. Поначалу воду подкачивает небольшой насос-жокей, однако, если проблема не решается, в дело вступают основные насосы. В дренчерах вода отпирается электромагнитным клапаном, который приводится в действие по команде «Пожар!». С их помощью обычно устанавливают водяные завесы у эвакуационных выходов и выездов из паркинга.

От каскада к каскаду

Нельзя сказать, что пожарным, случись что, в небоскребе вообще делать нечего. «Москву-Сити» обслуживает специальная часть, которая при необходимости будет бороться с возгоранием и спасать людей. В комплексе «Империя» есть четыре пожарных лифта. Их шахты и кабины отличаются повышенной огнестойкостью. Кроме того, такой лифт может передвигаться внутри здания от первого до последнего этажа и его можно подключить к специальной системе управления, которая есть у пожарных. На регулярно проводимых учениях отрабатываются также такие варианты, как закачивание пены через заранее подготовленные «сухие» трубы на кровлю здания, если пожар бушует на самом верху.

«Легко сказать «закачать на самый верх», — говорит Вячеслав Шитов, — но не надо забывать о законах гидравлики и механики. Чтобы поднять жидкость на 60-й этаж, в трубопроводе необходимо создать огромное давление. Настолько огромное, что пришлось бы применять толстостенные трубы и создавать суперпрочные соединения между ними. С инженерной и экономической точек зрения это нецелесообразно, поэтому в любом высотном здании, будь то «Империя» или «Бурдж-Халифа», применяется каскадный принцип подачи жидкости наверх».

В деловом комплексе «Империя» регулярно проводятся учения по борьбе с огнем. На фото боец подразделения пожарной охраны разбрызгивает пену, поданную с земли с помощью специальных труб через каскады подкачивающих станций. Эффектное зрелище, особенно если вспомнить, что дело происходит на высоте 239 м!

Каскады инженерных систем расположены на технических этажах, которые в «Империи» идут по всей высоте здания с шагом в десять этажей обычных. В подвальной части небоскреба установлены первые каскады — насосные станции спринклерной и дренчерной противопожарных систем, систем подачи холодной и горячей воды. Насосы нагнетают воду до уровня 22-го (технического) этажа, где она попадает в резервуары, представляющие собой металлические параллелепипеды. В резервуаре должен всегда поддерживаться насосами определенный уровень воды. Здесь же находятся насосные станции второго каскада, которые, забирая воду из резервуаров, подают их на следующий технический этаж и заполняют резервуары уже там. Так удается избежать создания сплошных трубопроводов, идущих от фундамента до кровли. Однако даже при каскадной системе трубы и вся водопроводная арматура выполнены в особо прочном варианте. Это трубы большого диаметра и с толстыми стенками. Кстати, и подача пожарной пены на кровлю осуществляется в каскадном режиме — через несколько подкачивающих станций.

Есть где спрятаться

«Мы воспринимаем комплекс как одно здание, подчиненное единому архитектурному замыслу, — говорит Вячеслав, — но с инженерной точки зрения «Империя» — это де-факто семь автономных зданий-модулей, разделенных огнестойкими перекрытиями, позволяющими до 240 мин. сопротивляться пожару любой интенсивности. В каждом отсеке дополнительно есть пожаробезопасная зона, где люди, не успевшие эвакуироваться (инвалиды, больные, пожилые), могут дождаться окончания тушения пожара. Здесь есть связь, средства индивидуальной защиты органов дыхания и зрения от токсичных продуктов горения, первичные средства пожаротушения».

Но, разумеется, при пожаре самым желательным вариантом является эвакуация. Для ее нормального проведения в здании предусмотрена противодымная вентиляция. В «Империи» четыре лестничных марша, отделенных от остальных помещений так называемыми тамбур-шлюзами, в которых вентиляция создает избыточное давление. Это препятствует проникновению дыма на лестницы. Также вентиляция удаляет дым с путей эвакуации. Конструкции системы выдерживают до 400 градусов. Горячий воздух и продукты горения вентиляция выбрасывает на фасад здания, что также является характерной особенностью комплекса. Обычно подобные системы работают исключительно вверх.

Комплекс оснащен системой пожарного оповещения 5-го типа, что предполагает непосредственное управление эвакуацией из диспетчерской. Например, если пожар настолько интенсивен, что спуск вниз через зону возгорания может оказаться слишком опасным, диспетчер скомандует людям двигаться вверх и выходить на кровлю, откуда они будут эвакуированы с помощью вертолета. Крыша небоскреба, правда, не рассчитана на посадку летательных аппаратов, зато на ней расчерчены площадки для спуска эвакуационных корзин. Вертолет поднимает корзину на борт и несколько секунд спустя садится с ней на вертолетную площадку на набережной.

Веселый ветер

В эксплуатации высотных зданий бывают инженерные проблемы не настолько серьезные, как безопасность людей, однако не менее сложные. «Особенно это заметно в осенне-зимнее время, — говорит Вячеслав Шитов. — Шахты лифтов засасывают снаружи более плотный холодный воздух. Попав в «стремнину», уличный воздух разгоняется и ударяет по дверям лифтов. Они не герметичны, так что из щелей внутрь здания прорывается ветер. Рядом с лифтами (особенно на нижних этажах) становится чуть-чуть холоднее, кроме того, в вестибюле и шахтах слышен гул. Окончательно решить эту проблему пока не удается: законы физики есть законы физики».

«Империя»

  • Через все вентиляционные установки небоскреба за один час проходит столько воздуха, что его хватит человеку на 1000 лет.
  • Здание спроектировано с расчетом на сейсмическую активность магнитудой до четырех баллов.
  • Система видеонаблюдения включает около 450 камер.
  • В башне установлено порядка 36 тыс. всевозможных датчиков.
  • Длина всех трубопроводов в «Империи» превышает длину МКАД и составляет 139 км.
  • «Империя» получает электричество и тепло от ТЭЦ «Международная», построенной специально для снабжения комплекса «Москва-Сити».
  • Водой здание обеспечивается с помощью двух (а не одного, как обычно) входов от магистральных водопроводов.

Статья «В недрах небоскреба» опубликована в журнале «Популярная механика» (№1, Январь 2018).
Понравилась статья?
Подпишись на новости и будь в курсе самых интересных и полезных новостей.
Комментарии

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь,
чтобы оставлять комментарии.