Αφιέρωμα στα ψηλά κτίρια III.δ

Έχοντας γραφτεί πολλά κείμενα και θεωρίες για τα ψηλά κτίρια, έγινε η προσπάθεια να παρουσιαστεί η ιστορική αυτή αναδρομή με έναν πρωτότυπο τρόπο, ο οποίος να διαφέρει από τους μέχρι τώρα υπάρχοντες.

III. ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ - ΜΕΡΟΣ Δ

η τελευταία λέξη της τεχνολογίας

Έχει γίνει πλέον αντιληπτό ότι σε παγκόσμια κλίμακα όλες οι τεχνολογίες που δοκιμάζονται στα επιμέρους εργαστήρια βρίσκουν εφαρμογή πρώτα στους ουρανοξύστες. Και αν το δει κανείς ανάποδα, μπορεί να πει ότι όλη η βιομηχανία που σχετίζεται με τον οικοδομικό κλάδο και την πρωτοπορία των υλικών και των εφαρμογών τους, εργάζεται με γνώμονα τις προκύπτουσες ανάγκες των κατασκευαστικών μεθόδων των ψηλών κτιρίων. Μέσα σε αυτό το πνεύμα επομένως, εμφανίστηκε μια νέα κατασκευαστική μέθοδος στους δύο πιο πρόσφατους ουρανοξύστες που χτίστηκαν στην Μαλαισία και στην Κίνα αντίστοιχα.

Οι δύο κατασκευές, οι Πύργοι Petronas (εικ. 118-119) και ο πύργος Jin Mao Tower (εικ. 120-121), βασίζονται σε μία νέα κατασκευαστική μέθοδο υπέρ – στηρίξεων, ένα κυλινδρικό σύστημα πλαισίου κατασκευασμένο από σκυρόδεμα υψηλής αντοχής, σε συνδυασμό με έναν άκαμπτο πυρήνα μπετόν. Ένας αριθμός πρόσθετων βραχιόνων στήριξης από ατσάλι συνδέουν τον πυρήνα με τις υπέρ – στηρίξεις σε πολλαπλά σημεία δύο ζωνών της κατασκευής. Αυτό το εξαιρετικής αντοχής κατασκευαστικό σύστημα συμπληρώνουν: το υψηλής ποιότητας σκυρόδεμα, πάνω από όλα το υψηλό επίπεδο ακαμψίας, με σκοπό να μειώσει τις δονήσεις στα υψηλότερα επίπεδα. Σαν αποτέλεσμα, παρόλο το ύψος τους, οι Πύργοι Petronas Tower και το Jin Mao Tower δεν έχουν ανάγκη από πρόσθετη μείωση ταλαντώσεων. Από τότε που η αντοχή του σκυροδέματος συνεχώς βελτιώνεται, ακόμη σπουδαιότερα ρεκόρ ύψους θα τεθούν με αυτή τη μέθοδο.

η τεχνική απόσβεσης των ταλαντώσεων

Η ιδέα της ύπαρξης κενών τμημάτων καθ΄ ύψος του πύργου 7 South Dearborn στο Σικάγο οφείλεται σε ασυνήθιστο και χρονοβόρο πείραμα εκ μέρους των SOM σε συνεργασία με τον Nicholas Isyumov. Οι Isyumov και Baker, όπως και οι προκάτοχοι του Baker στο γραφείο των SOM, εξέτασαν νέες μεθόδους για να μειώσουν την επίδραση της τάσης του ανέμου στις ψηλές κατασκευές με το να τον «μπερδέψουν» όπως αναφέρει χαρακτηριστικά ο Baker. Από τη διαδικασία αυτή φαίνεται να βγαίνει το συμπέρασμα ότι η βασική πηγή έντονων ταλαντώσεων στις ψηλές μεταλλικές κατασκευές είναι το φαινόμενο στροβιλισμών. Οι μεταλλικοί βραχίονες συνδέονται σε ευκρινές δομικό στοιχείο του κτιρίου, που έρχεται να δέσει με τη μορφή ζώνης τον κορμό του και συγκρατούν το κτίριο στη βάση του. Η γεωμετρία της επικάλυψης είναι εξίσου ξεχωριστή, δημιουργώντας ακμές σχήματος κοίλου φακού και στενώσεις στα σημεία των περιμετρικών ζωνών. (εικ. 122-124)

Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει όταν σταθερός άνεμος, με συγκεκριμένη ταχύτητα (όχι απαραίτητα ισχυρός), αλληλεπιδρά με τέτοιο σχήμα και μέγεθος του κτιρίου, δημιουργώντας εναλλασσόμενους στροβιλισμούς σε αντίθετα σημεία της υπήνεμης πλευράς του κτιρίου. Οι στροβιλισμοί δρουν και εξασθενούν σε τακτά διαστήματα. Όταν η συχνότητα των στροβιλισμών συντονιστεί με τη φυσική περίοδο ταλαντώσεως του κτιρίου, τότε η ταλάντευση του κτιρίου (που είναι κάθετη στην κατεύθυνση του ανέμου) γίνεται έντονα αισθητή. Για να αποφευχθεί το αποτέλεσμα αυτό, ο Isyumov και άλλοι μηχανικοί των SOM πειραματίστηκαν με μεγάλες οπές στα κτίρια, και συγκεκριμένα σε αυτή την περίπτωση με ολόκληρα κενά, ώστε να διασπώνται οι σχηματισμοί στροβίλων. Στο κτίριο 7 South Dearborn πέτυχε ικανοποιητικά στο δοκιμαστικό τούνελ, μειώνοντας την επίδραση του ανέμου κατά 25%.

Ένας άλλος τρόπος για να αντιμετωπιστεί το φαινόμενο των ταλαντώσεων, εξαιτίας του ανέμου, είναι η χρήση αποσβεστήρων. Είναι μεγάλοι όγκοι που τοποθετούνται ψηλά στο κτίριο (όπως στο Citicorp Center). Αυτοί είναι σχεδιασμένοι έτσι ώστε να μετακινούνται αντίθετα στην κίνηση του κτιρίου και να τη μειώνουν σταδιακά. Ή μπορεί να είναι μηχανικοί αποσβεστήρες, όπως στοιχεία  που απορροφούν τους κραδασμούς (είδος αμορτισέρ), που σταματούν την κίνηση.

Η χρήση μηχανισμών απόσβεσης ταλαντώσεων για τη μείωση της επίδρασης του αέρα και ο σχεδιασμός συνόλων ψηλών κτιρίων αποτελούν εξίσου τον τρόπο για να απαλλαγεί κανείς από αλληλεπιδράσεις στο σχεδιασμό. Το κτίριο Togok του Rem Koolhaas αποτελεί ένα εξαίρετο παράδειγμα και για τα δύο αυτά (εικ. 125-127). Στο σχεδιασμό λόγω των διαφορικών κινήσεων. Στο project για τον πύργο JR Ueno Railway Redevelopment του Arata Isozaki και του μηχανικού Toshihiko Kimura, χρησιμοποιήθηκαν υπερβολικά μεγάλες μεταλλικές δοκοί, ώστε να ενισχυθεί η ακαμψία του κτιρίου στην ευπαθή διεύθυνση στην περίπτωση σεισμού (εικ. 128-130). Ο πύργος αποτελεί τμήμα ενός συγκροτήματος εμπορίου και χώρων γραφείου, πάνω σε ένα σταθμό τραίνου, κτιριολογικό πρόγραμμα που εφαρμόστηκε με πολύ ενδιαφέροντα αποτελέσματα στην Ιαπωνία τη δεκαετία του 80 (Kyoto, Nagoya).

Ρομποτική συναρμολόγηση:
ένα ακόμη βήμα προς την ουτοπία

Μεγάλες κατασκευαστικές εταιρίες στην Ιαπωνία, όπως η Shimizu, πειραματίζονται με ένα σύστημα ρομποτικής συναρμολόγησης των ουρανοξυστών. Το σύστημα SMART αυτής της εταιρίας έχει χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή μερικών ψηλών κτιρίων έως και τους 30 ορόφους, τόσο στη Yokohama όσο και στη Nagoya το διάστημα 1991-97.

Στα πλαίσια του συστήματος κατασκευής, της τοποθέτησης, συγκόλλησης και σύνδεσης των φερόντων στοιχείων, οι εργασίες όλες πραγματοποιούνται με ηλεκτρονικούς χειριστές παρά με πραγματικούς εργάτες, γεγονός που αυξάνει την αποδοτικότητα και μειώνει το κατασκευαστικό κόστος, καθώς στην Ιαπωνία η παροχή εργασίας είναι ακριβή. Άλλες λογικές που σχετίζονται με την απόσβεση ταλαντώσεων σε σεισμό και τα πολύπλοκα συστήματα δοκιμών αντοχής στον άνεμο αναπτύσσονται από τις ίδιες τις κατασκευαστικές εταιρίες στην Ιαπωνία, που συχνά διαθέτουν δικά τους ερευνητικά εργαστήρια ως κομμάτι της παραγωγικής διαδικασίας τους.

Για παράδειγμα, ο Norman Foster μαζί με την εταιρία Obayashi, σχεδίασε τον πύργο της Χιλιετίας (Millennium Tower) το 1990 ως απάντηση για το ψηλότερο κτίριο στον κόσμο (εικ. 131). Ωστόσο, ακόμη χρησιμοποιείται το σχεδιαστικό μοντέλο του πύργου αυτού ως πεδίο ερευνών πάνω σε νέες κατασκευαστικές και χωρικές μορφές για το σχεδιασμό ουρανοξυστών. Η εταιρία Shimizu έχει επιπλέον εξελίξει ένα θεωρητικό κτίριο που ονομάζεται «Υπερβατικός Πύργος» (Step Over Tower), έναν υπέρ – πύργο στα 792 μέτρα ύψος, που εκτείνεται ψηλά με τη μορφή τόξου, και διατηρεί την υπάρχουσα αστική υποδομή. Ο τομέας ερευνών της Shimizu μελετά επίσης πολυώροφες, υπόγειες κατασκευές, έναν αντισεισμικό Υπέρ – ουρανοξύστη στα 545 μέτρα ύψος, και μία πελώρια, σχήματος πυραμίδας Πόλη για 1 εκατομμύριο κατοίκους και ύψος 1985 μέτρα, ιδέα που επαναφέρει στη μνήμη τις ουτοπικές προτάσεις μεταβολιστών αρχιτεκτόνων της Ιαπωνίας του ’60 και ’70.

Tου Αλέξιου Βανδώρου