Architektura
ARCHITEKTURA

Na granicy możliwości – wieżowiec Taipei 101

  • Komentarze

Na granicy możliwości – wieżowiec Taipei 101

Widok wieżowca Taipei 101 z poziomu ulicy podczas budowy

Fot: z archiwum Evergreen Consulting Engineering Inc., Taiwan
  • Na granicy możliwości – wieżowiec Taipei 101
  • Na granicy możliwości – wieżowiec Taipei 101
  • Na granicy możliwości – wieżowiec Taipei 101
  • Na granicy możliwości – wieżowiec Taipei 101
  • Na granicy możliwości – wieżowiec Taipei 101
  • Na granicy możliwości – wieżowiec Taipei 101

Wieżowiec Taipei 101 w mieście Tajpej, stolicy Tajwanu. Mający 508 metrów gigant jest dzisiaj najwyższym budynkiem na świecie. Jego projektantom przyszło się zmierzyć z problemami trudnych warunków posadowienia (jakość gruntu określono jako niezadowalającą), silnych wiatrów  (tajfuny występują tu kilka razy w roku) i trzęsień ziemi (działka jest położona około 200 metrów od linii uskoku tektonicznego). Budynek należało wyposażyć w specjalny system tłumienia drgań i kołysania, by zapewnić możliwie jak największy komfort dziesięciu tysiącom jego użytkowników. Jednocześnie do poruszania się między  wszystkimi 101 kondygnacjami przeznaczono 61 wind, z czego dwie, zapewniające dojazd na najwyżej położone piętra osiągają rekordowe szybkości, potwierdzone wpisem do Księgi Rekordów Guinessa.

Architektura i symbolika

W formie drapacza chmur Taipei 101 połączono lokalne motywy kulturowe, by budynek wyraźnie kojarzył się z Tajwanem. Rytm powtarzalnych modułów, tworzących zewnętrzną powierzchnię wieżowca, wynika z inspiracji budową bambusa i kształtem pagody. Każdy z modułów projektanci wyobrażali sobie jako kielich kwiatu, otwierający się ku niebu. Nawiązaniem do miejscowej tradycji było skomponowanie głównej bryły wieżowca z ośmiu modułów, a każdego z nich – z ośmiu kondygnacji. W niektórych narzeczach chińskich słowa „osiem” i „szczęście” są bowiem homonimami. Dziewiąty moduł stanowi architektoniczne zwieńczenie konstrukcji. Mieści on taras widokowy, kondygnacje techniczne i wspiera iglicę. Z kolei „talia” wieżowca została zaakcentowana medalionami, nawiązującymi formą do chińskich monet symbolizujących szczęście.

Wyzwania projektowe

Konstrukcja Taipei 101 musi sprostać tajfunom, trzęsieniom ziemi i problemom posadowienia, wynikającym ze słabości gruntu. Podczas jej projektowania, inżynierowie i architekci musieli uzwględnić pięć najważniejszych zagadnień. Pierwszym z nich był niezwykły kształt budynku. Dwadzieścia pięć dolnych pięter zwęża się lekko ku górze, tworząc ściętą piramidę – taka forma zwiększa odporność budynku na przewracanie. Ponad nimi wznosi się osiem ośmiopiętrowych modułów o odchylonych na zewnątrz ścianach, tworzących na wysokości 26 piętra „talię” i wyraźne cofnięcia elewacji na piętrach 34, 42, itd. Moduły mają też podwójne wycięcia w narożnikach, które zmniejszają efekty turbulencji wywołanych wiatrem. Sekwencja ośmiu piramidalnych modułów została zwieńczona węższym segmentem wieżowym.
Kolejnym wyzwaniem była konieczność zapewnienia dużej sztywności bocznej, by możliwie zmniejszyć kołysanie wywołane silnym wiatrem lub trzęsieniem ziemi i zabezpieczyć elementy niekonstrukcyjne przed uszkodzeniem. Z powodu słabej nośności gruntu należało przewidzieć głębokie palowanie, aż do poziomu skały macierzystej. Jednocześnie projektanci musieli dążyć do zmniejszenia całkowitej masy budynku, by zredukować koszty palowania. Ważną kwestią projektową było też zapewnienie odpowiedniego udźwigu słupów przy tej smukłej i stosunkowo lekkiej konstrukcji. Ostatnim – lecz zasadniczym – problemem było zapewnienie bezpieczeństwa i komfortu użytkowania tak wielu najemcom i licznym osobom postronnym odwiedzającym budynek.

System konstrukcyjny

Wybrane rozwiązanie konstrukcyjne odpowiada na wszystkie powyższe problemy. Jest to „megarama” z centralnym sztywnym trzonem, połączonym z obwodowym układem „megasłupów” za pomocą jedno-, dwu- lub trzykondygnacyjnych kratownicowych wysięgników. Są one rozmieszczone co 8-10 kondygnacji, ich górne i dolne pasy zintegrowano z konstrukcją stropów, natomiast krzyżulce przechodzą przez takie pomieszczenia jak maszynownie lub magazyny. Usztywniony w czterech kierunkach trzon daje dobrą sztywność poprzeczną, natomiast sztywność podłużną gwarantują wysięgniki.
Na każdej ścianie zewnętrznej łączą się one z dwiema pionowymi megakolumnami, spinającymi piętra rozdzielone cofnięciem. Poniżej 26 piętra wprowadzono dodatkowe dwie kolumny na każdym boku i po jednej w każdym narożniku. Dodatkowe stężenie stanowią poziome kratownice obwodowe, spinające wszystkie kolejne elementy pionowe. Zastosowanie „megaramy” pozwala pozbyć się wydatnych skratowań na elewacji, ma też zasadnicze znaczenie konstrukcyjne. O ile bowiem stabilność konstrukcji budynków niskich i średniowysokich można zapewnić za pomocą samego trzonu (system trzonowy) lub konstrukcji elewacji (system rurowy), o tyle w najwyższych wieżowcach należy angażować do pracy cały przekrój w obu kierunkach. Budynek zaprojektowano z myślą o stuletnim okresie eksploatacji.

Materiał

Odchylenie wąskich, wysokich budynków pod wpływem wiatru wynika w dużej mierze z przemieszczeń konstrukcji, wywołanych ściskaniem i rozciąganiem słupów trzonowych i obwodowych na niższych piętrach.W przypadku Taipei 101, wymiarowanie elementów konstrukcji z uwzględnieniem samych parametrów wytrzymałości nie byłoby wystarczające dla zapobieżenia poważnym przechyłom wieżowca. Z kolei usztywnianie przez dodawanie zbrojenia byłoby nieekonomiczne. Dlatego zdecydowano się na konstrukcję kompozytową. W celu poprawienia sztywności konstrukcji, stalowe kolumny trzonu i megakolumny wypełniono betonem o wysokiej wytrzymałości do wysokości 62 piętra, natomiast pozostałe kolumny usztywniające elewację – do 26 piętra. Drgania wywołane wiatrem i ruchami tektonicznymi są redukowane przez masę betonowego wypełnienia kolumn oraz przez łączące je obwodowe kratownice. Zastosowanie stalowego szkieletu zapewnia dużą wytrzymałość przy najmniejszej masie własnej.

przeczytaj rowniez
  • Alpejski kryształ
    Alpejski kryształ

    Nowe schronisko Monte Rosa w szwajcarskich Alpach to nie byle gratka dla miłośników narciarstwa skiturowego, ale też architektury. Powstało na wysokości 2883 metrów, u podnóża szczytu Dufour. więcej

  • Mistrzowie fotografii architektury: Balthasar Burkhard
    Mistrzowie fotografii architektury: Balthasar Burkhard

    Balthasar Burkhard słynie z czarnobiałych, wielkoformatowych serii fotograficznych. więcej

  • Mistrzowie fotografii architektury: Vera Lutter
    Mistrzowie fotografii architektury: Vera Lutter

    Vera Lutter jest znana ze swych monumentalnych, czarnobiałych fotografii przestrzeni miejskich. Jej zdjęcia to negatywy, powstające w przekształconych w camera obscura pomieszczeniach. Odrealnione obrazy miast, tworzone przez artystkę, są rozpoznawalne na całym świecie więcej

  • ŻYCIE W ARCHITEKTURZE 2000
    ŻYCIE W ARCHITEKTURZE 2000

    Celem konkursu jest promocja najlepszej architektury miejskiej, zrealizowanej w okresie Trzeciej Rzeczypospolitej oraz pobudzenie wrażliwości społecznej na kształt naszego otoczenia. więcej

Źródło: "Architektura-murator" 05/2006
Autor: red.
Zdjęcia: z archiwum Evergreen Consulting Engineering Inc., Taiwan, udostępnione przez pracownię C.Y.Lee & Partners, Daniele Domenicali
Data publikacji: 17.06.2011 16:23
do góry
uaktualnij licznik
Miesięcznik architektura
W numerze 04/2017:
  • Muzeum II Wojny Światowej w Gdańsku
  • Aparthotel Lwowska 1 w Krakowie
  • Węzeł przesiadkowy w Solcu Kujawskim
  • Apartamenty LEA 251 w Krakowie
  • więcej
Żaden utwór zamieszczony w serwisie nie może być powielany i rozpowszechniany lub dalej rozpowszechniany w jakikolwiek sposób (w tym także elektroniczny lub mechaniczny) na jakimkolwiek polu eksploatacji w jakiejkolwiek formie, włącznie z umieszczaniem w Internecie - bez pisemnej zgody TIME S.A. Jakiekolwiek użycie lub wykorzystanie utworów w całości lub w części z naruszeniem prawa tzn. bez zgody TIME S.A. jest zabronione pod groźbą kary i może być ścigane prawnie.