Architektura MuratorTechnikaJak powstawał wieżowiec Shard w Londynie?

Jak powstawał wieżowiec Shard w Londynie?

Najciekawsze zagadnienie techniczne: szkielet budynku realizowany nie tylko za pomocą dźwigów naziemnych, ale również żurawi mocowanych do konstrukcj i obwodowej pochylonych słupów i łączących je wieńców.

Wieżowiec Shard w Londynie
Shard znajduje się w samym centrum Londynu, na południowym brzegu Tamizy. 72-kondygnacyjny wieżowiec w momencie zakończenia budowy (2012) był najwyższym obiektem w Europie. Fot. MACE

Shard to dziś drugi, po będącym w budowie Mercury City Tower w Moskwie najwyższy budynek w Europie. Przy wysokości 310 m ma 72 kondygnacje użytkowe. Ten wielofunkcyjny wysokościowiec został wybudowany w centrum Londynu w miejscu 26-piętrowych biurowców z lat 70. ubiegłego wieku, nad stacją metra London Bridge – jednym z najruchliwszych węzłów transportowych miasta. Inwestycja ta jest przejawem nowej polityki przestrzennej lokalnych władz mającej na celu zwiększanie intensywności zabudowy w największych węzłach komunikacyjnych. Kształt budynku określono na podstawie analizy jego sylwety na tle panoramy Londynu z różnych punktów obserwacyjnych. Zmniejszający się ku górze obwód pozwolił na ekonomiczne rozplanowanie poszczególnych funkcji - do 28. piętra sięgają biura, piętra od 31. do 33. przeznaczono na gastronomię, od 34. do 52. - na hotel, a od 53. do 65. – na mieszkania. Powyżej 65. piętra zlokalizowano dostępny dla zwiedzających taras widokowy, ponad którym przedłużone przeszklone ściany zewnętrzne tworzą charakterystyczne, ostre zwieńczenie. Dzięki zmniejszeniu obwodu na kolejnych kondygnacjach uzyskano odpowiednią w stosunku do przeznaczenia głębokość traktów – największą dla biur, mniejszą dla hotelu, najmniejszą dla mieszkań.

Wieżowiec Shard w Londynie
Konstrukcje przeszklonego zwienczenia stanowia stalowe profile prostokatne. Fot. MACE

Posadowienie

Ponieważ budynek wzniesiono w miejscu istniejącego zespołu wieżowców, jego posadowienie musiało uwzględniać relikty ich płytkiego palowania. Starych pali nie opłacało się wyciągać, dlatego nowe, schodzące do głębokości 53 m, na których oparto płytę denną, zostały wprowadzone w grunt pomiędzy nimi. Ściany podziemia wykonano jako oporowe, z pali o średnicy 1 m w rozstawie co 75 cm.

Konstrukcja

Rozkład materiałów zastosowanych do budowy konstrukcji odpowiada podziałowi funkcjonalnemu. W części biurowej, gdzie występują największe rozpiętości, zastosowano kompozytowe stropy na belkach stalowych, z płytą w postaci wylewki z lekkiego betonu zbrojonego o grubości 13 cm na blasze trapezowej. W części hotelowej optymalne okazało się zastosowanie żelbetowych stropów sprężanych, natomiast w najwyżej położonej części mieszkalnej – zwykłych stropów żelbetowych. Stalowe główne belki konstrukcji stropów części biurowej są otworowane, co pozwoliło na poprowadzenie tras instalacji technicznych w wysokości konstrukcyjnej stropu i w przestrzeni między nimi. Stropy kondygnacji technicznych, ze względów na dobrą izolację akustyczną tej konstrukcji, wykonano w technologii żelbetowej monolitycznej. Na górnych kondygnacjach konstrukcyjną grubość stropu ograniczono do 20 cm, a instalacje techniczne prowadzone w przestrzeni sufitu podwieszonego zlokalizowano w korytarzu obiegającym centralny trzon komunikacyjny. Dzięki zmniejszeniu grubości stropu i warstw wykończeniowych, wysokość brutto górnych pięter zmniejszono o 55 cm w stosunku do kondygnacji biurowych, co pozwoliło na zaprojektowanie dwóch dodatkowych poziomów użytkowych bez zmiany wysokości budynku. Wybór żelbetu jako materiału konstrukcyjnego stropów górnych kondygnacji został również podyktowany stosunkowo dobrym współczynnikiem izolacyjności akustycznej (izolacja dźwiękowa między pomieszczeniami części hotelowej i mieszkaniowej), a także większą masą własną, która zmniejsza wychylenia wieżowca pod naporem wiatru. W pierwszych fazach projektu zakładano wykonanie całej konstrukcji ze stali, jako dużo lżejszej, jednak wtedy konieczne byłoby zastosowanie kosztownych masowych systemów tłumienia drgań.

Wieżowiec Shard w Londynie
Na najwyższych kondygnacjach (poziom 68-72) zlokalizowano galerie widokowe. Fot. Michel Denancé

Trzon budynku od poziomu płyty dennej do wysokosci 72. kondygnacji jest żelbetowy, a powyżej przechodzi w konstrukcję stalową stanowiącą oparcie dla przeszklonego zwieńczenia. Konstrukcyjnie jest to pionowy wspornik zamocowany w płycie dennej i zaprojektowany tak, aby mógł oprzeć się nie tylko zmiennym obciążeniom użytkowym, lecz przede wszystkim siłom naporu wiatru. Na dolnych kondygnacjach trzon ma wystarczająco duży obwód, aby przenieść te obciążenia bez dodatkowych elementów zwiększających jego bezwładność. Natomiast na piętrach położonych wyżej, tam gdzie wskutek zmniejszenia liczby pionów windowych zmniejszono obwód trzonu, zastosowano dodatkowo ściany usztywniające oraz konstrukcje kratową rozpiętą między trzonem a elementami obwodowymi. Obciążenia wiatrowe szacowano na podstawie badań modelu wieżowca w skali 1:400 w tunelu aerodynamicznym.

Wieżowiec Shard w Londynie
5 | Rzut poziomu +9 m 6 | Rzut poziomu +39 m 7 | Rzut poziomu +72 m 8 | Przekrój A-A. Oznaczenia do rysunków 5-8: 1 – przestrzeń biurowa (poziom 4-28); 2 – przestrzeń restauracyjna (poziom 31-33); 3 – hotel (poziom 34-52); 4 – apartamenty (poziom 53-65); 5 – taras widokowy (poziom 68-72). Fot. RPBW

Słupy obwodowe do 40. kondygnacji wykonano jako stalowe profile prostokątne zabezpieczane przeciwpożarowo powłoką żywiczną i wypełniane betonem. Na kondygnacjach części hotelowej i mieszkaniowej powstały z żelbetu, a powyżej – również ze stali. W dolnej części budynku ich rozstaw wynosi 6 m, a pochylenie wszystkich słupów o 6° odpowiada nachyleniu elewacji. Słupy obwodowe są połączone wieńcem wykonanym ze stali, zapobiegającym odkształceniom krawędzi stropu.

Ogrody zimowe

W celu poprawy wewnętrznego mikroklimatu na każdej z kondygnacji biurowych zaprojektowano po trzy wnętrza o charakterze ogrodów zimowych. Przestrzenie te znajdują się pomiędzy wewnętrzną, podwójnie szkloną częścią elewacji budynku, a zewnetrzną, pojedynczą ścianą kurtynową, w której zlokalizowano wloty świeżego powietrza. Stalowa konstrukcja budynku jest w tych obszarach wyeksponowana, a w prefabrykowanych elementach stropowych rozmieszczono pustaki szklane.

Energooszczędność

Do wykonania płyty dennej uźyto specjalnej mieszanki betonu, w którym 70% cementu zastąpiono granulowanym żużlem wielkopiecowym pochodzącym z odpadów hutniczych. W innych miejscach konstrukcji żelbetowej zastosowano sproszkowany popiół opałowy. Do technicznych rozwiązań proekologicznych należy zaliczyć też połączony system ogrzewania, chłodzenia i zasilania elektrycznego, a także potrójnie szkloną elewację (podwójna warstwa wewnętrzna i jedna zewnętrzna, między którymi zastosowano mechanicznie sterowane żaluzje regulujące dopływ światła słonecznego). Budynek otrzymał kategorię Excellent w systemie certyfikacji energetycznej BREEAM.

Tagi:
Budynki Varso 1 i 2 w Warszawie Obiekty Varso 1 i Varso 2 autorstwa biura HRA Architekci wraz z wieżą projektu Foster + Partners i ogólnodostępnymi pasażami tworzyć będą nową miastotwórczą przestrzeń w samym centrum stolicy.
eVolo Skyscraper 2021 Amerykański magazyn eVolo ogłosił kolejną edycję międzynarodowego konkursu na innowacyjne wieżowce. Zgłoszenia do 26 stycznia 2021 roku.
Najwyższe budynki w Polsce. Przegląd 10 polskich najwyższych wieżowców Rywalizacja jest immanentnie wpisana w naturę człowieka i w większość wytworów jego wyobraźni. Nie omija to także architektury, w której projektanci ustawiają sobie coraz to wyższe poprzeczki. I tym dosłowniej należy to traktować, gdy bierzemy pod uwagę wznoszone wieżowce. Jak w 2021 roku będzie wyglądał pejzaż stworzony z najwyższych polskich budynków? Szybowanie ku niebu w wykonaniu dziesięciu wysokościowców rozpoczniemy od ostatniej lokaty.
Poznańska Ściana Zachodnia – wyniki konkursu Skyline Challenge Władze Poznania wraz z Międzynarodowymi Targami Poznańskimi, politechniką i Uniwersytetem Artystycznym rozstrzygnęły ideowy konkurs na projekt lokalizacji wieżowców w centrum miasta.
Wieżowiec w miejscu Kolmeksu Pracownia Grupa 5 Architekci projektuje ponad 100-metrowy wieżowiec na warszawskiej Woli. Budynek planowany jest na działce po biurowcu Kolmex, vis-à-vis Muzeum Powstania Warszawskiego.
International Highrise Award 2018 Najlepszym wieżowcem świata jest biurowiec Torre Reforma w mieście Meksyk zaprojektowany przez Benjamina Romano. Na początku listopada ogłoszone zostały wyniki International Highrise Award 2018 - nagrody przyznawanej najbardziej innowacyjnym budynkom wysokim.