Siedziba giełdy w Shenzhen

Nazwa obiektu	Siedziba Giełdy Papierów Wartościowych
Adres obiektu	Shenzhen, Chiny
Autorzy	OMA (Rem Koolhaas, David Gianotten)
Współpraca autorska	Ellen van Loon, Shohei Shigematsu
Architektura krajobrazu	Inside Outside
Konstrukcja	Arup
Inwestor	Giełda Papierów Wartościowych w Shenzhen
Powierzchnia terenu	39000.0 m²
Powierzchnia całkowita	180000.0 m²
Projekt	2006
Data realizacji (początek)	2013
Data realizacji (koniec)	2013

Giełda papierów wartościowych w Shenzhen została założona w 1990 roku i jest obecnie drugą co do wielkości w Chinach. W 2006 roku ogłoszono międzynarodowy konkurs na projekt jej nowej siedziby na terenie rozwijającego się centrum finansowego w dzielnicy Futian. Budynek o powierzchni 265 000 m 2 zaprojektowano jako lokalną dominantę i wizytówkę tego biznesowego city. Główne funkcje instytucji zlokalizowano w obrębie trzykondygnacyjnego podium, podwieszonego na wysokości 36 m do 255-metrowej wieży. Powyżej znalazły się pomieszczenia biurowe przeznaczone pod wynajem. Na dwóch przeciwległych bokach wieży przewidziano trzykondygnacyjne atria, których obudowa stanowi konstrukcyjne podparcie dla podium. Umożliwiają one niezależną komunikację różnych grup użytkowników.

Układ konstrukcyjny budynku

Już na etapie projektu konkursowego założono, że wieża i podium będą stanowić konstrukcyjną całość, wyrazistą i prostą, a jednocześnie możliwie ekonomiczną z punktu widzenia realizacji i eksploatacji. Główną konstrukcję budynku stanowią trzy osiowo ustawione rury: wewnętrzna (żelbetowe trzony komunikacji pionowej), pośrednia (kompozytowa konstrukcja elewacji wieży) oraz zewnętrzna (kratownicowa obudowa atriów podpierająca podium). Konstrukcję podium tworzą z kolei kratownice o wysokości trzech kondygnacji, biegnące przez całą głębokość i po obwodzie. W trakcie opracowywania koncepcji stwierdzono, że do budowy podium i podpierających go elementów wykorzystane zostanie 60% stali użytej przy realizacji części nadziemnej (chociaż części te zawierają zaledwie 25% powierzchni nadziemia). Dlatego ważnym elementem projektu była racjonalizacja zużycia stali poprzez dostosowanie schematów statycznych oraz optymalizację przekrojów i sposobów ich łączenia (przekroje niektórych elementów dochodzą do 4 m 2 ).

Konstrukcja wieży

Część wieżowa składa się z żelbetowego trzonu oraz obwodowej konstrukcji ramowej z gęsto rozstawionych słupów kompozytowych (stalowo-betonowych) i wysokich dźwigarów stalowych. Dodatkowe wzmocnienie, jak już wspomniano, stanowi ramowa konstrukcja obudowy atriów. W celu odpowiedniego połączenia elementów pionowych części wieżowej z belkami i stropami konstrukcji podium niektóre kolumny wykonano jako stalowe, inne jako kompozytowe (rury stalowe wypełniane betonem). Stropy tworzą tarcze łączące trzon ze ścianami zewnętrznymi. Obciążenia pionowe i poziome są przejmowane przez fundamenty o formie trzyipółmetrowej średnicy kesonów posadowionych na podłożu skalnym. Rzut części wieżowej ma wymiary 55 x 55 m, a wieńcami są tu belki stalowe współpracujące z żelbetowymi stropami (wieńce trzykondygnacyjnego cokołu wykonano z kolei z żelbetu).

Konstrukcja podium

Podium o łącznej wysokości 24 m tworzą trzy kondygnacje, mezanin oraz użytkowy taras na dachu. Rzut ma wymiary 160 x 100 m, a wieńce są belkami stalowymi współpracującymi ze stropami żelbetowymi. Stropy o rozpiętości dochodzącej do 22 m oparto na stalowych kratownicach mających wysokość atrium. Układ głównych kratownic ustalono po przeprowadzeniu wielu analiz, w trakcie których brano pod uwagę m.in ciężar konstrukcji, ekonomiczność rożnych rozwiązań, ale także sposób przekazywania naprężeń sejsmicznych z części wieżowej. Ciężar podium przejmują cztery pionowe i cztery pochylone słupy ustawione w licu zewnętrznych ścian atriów. One przejmują też naprężenia poziome oddziałujące na konstrukcję podium.

Analizy

Ponieważ Shenzhen leży w strefie geograficznej, w której występują tajfuny oraz wstrząsy sejsmiczne, a obiekt miał mieć konstrukcję nietypową jak na chińskie normy techniczne, jego projekt musiał zostać zaakceptowany przez lokalnych ekspertów. Dowód stabilności przeprowadzono w oparciu o liniowe i nieliniowe analizy zachowania modeli konstrukcji pod różnymi układami wstrząsów i obciążeń dynamicznych. Uznano, że konstrukcja nie ulegnie zniszczeniu nawet pod wpływem wyjątkowo silnego trzęsienia ziemi, jakie występuje tu raz na 2475 lat. Badania uzupełniono o analizy w tunelu aerodynamicznym. Wykazały one, że zarówno podczas ruchów w poziomie, jak i w pionie (pionowe przemieszczenia podium podczas przechyłu wieży) komfort użytkowników budynku powinien zostać zachowany.

Realizacja

Sposób realizacji musiał uwzględniać uwarunkowania wynikające z nietypowej bryły budynku. Dotyczyło to szczególnie naprężeń czasowych, czyli występujących jedynie do pewnego momentu prowadzenia prac budowlanych. Konstrukcję podium montowano na podporach, które zdjęto dopiero po wzniesieniu konstrukcji wieży do określonej wysokości, co zapewniało odpowiednią równowagę sił, bez powodowania szkodliwych (rozciągających) naprężeń w części słupów. Również stropy podium montowano w taki sposób, aby przez cały czas były poddawane docelowym naprężeniom i nie uległy uszkodzeniu w momencie demontażu tymczasowych podpór spod podium – wymagało to ustalenia harmonogramu realizacji i kolejności mocowania płyt stropowych do stalowej konstrukcji. Po demontażu podpór okazało się, że rzędna końca wspornika podium obniżyła się zaledwie o 18 mm.

Energooszczędność

Budynek zaprojektowano w taki sposób, aby jako jeden z pierwszych spełniał najwyższe wymagania nowo wprowadzonych w Chinach standardów energetycznych. Gdyby zrealizowano go w oparciu o dotychczasowe przepisy techniczne, zużywałby 40% więcej wody i 20% więcej energii. Charakterystykę energetyczną dodatkowo poprawia przestrzeń zielona na dachu podium. Do spłukiwania toalet zastosowano system odzyskiwania wody zużytej w umywalkach, prysznicach i odpływającej z urządzeń klimatyzacyjnych. Z kolei deszczówka jest wykorzystywana do nawadniania dachu zielonego. W systemie klimatyzacji zastosowano technologię termicznego magazynowania energii. Polega ona na wykorzystaniu energii elektrycznej nocą, gdy jest znacznie tańsza, do produkcji lodu, który w ciągu dnia schładza powietrze w budynku.

Elewacja

Budynek obłożono panelami z półprzezroczystego szkła ornamentowego w taki sposób, aby podkreślały charakter ramowej konstrukcji – zestawy szklane mocowane są strukturalnie do konstrukcji wsporczej zawieszonej na konstrukcji nośnej za pomocą ukrytych łączników. Szkło ornamentowe jest powszechnie stosowane jako element dekoracyjny we wnętrzach. By wykorzystać je na elewacji, wszystkie parametry (jak choćby laminowanie czy hartowanie) oraz zasady montażu należało uzgodnić w specjalnie powołanym gronie projektantów, w porozumieniu z producentami. Firmy uczestniczące w przetargu na wykonanie elewacji przygotowały prototypy szklenia w skali rzeczywistej, co pozwoliło na wybór określonej metody mocowania, ocenę statyki szkła i sprawdzenie przepływu powietrza w szczelinie wentylacyjnej między szkłem a konstrukcją. Ostatecznie zdecydowano się na rozwiązanie, w którym panele szklane mocowane są do konstrukcji wsporczej za pomocą silikonu (szklenie strukturalne) oraz łączników mechanicznych.