Бурдж-Халифа — это не просто самое высокое здание в мире высотой 828 метров, но и инженерный шедевр, сочетающий в себе передовые технологии строительства и инфраструктуры. Расположенное в Дубае, Объединенные Арабские Эмираты, оно вмещает офисы, жилые апартаменты, отели и смотровые площадки, обслуживая тысячи людей ежедневно. В статье мастер сантехник расскажет, как, с учетом экстремальной высоты, здесь спроектированы системы водоснабжения и канализации.
Когда и кто проектировал Бурдж-Халифа
Проектирование Бурдж-Халифа (первоначально известного как Бурдж-Дубай) началось в начале 2000-х годов, когда Дубай стремился укрепить свой статус глобального центра туризма и бизнеса. Инициатором проекта стала компания Emaar Properties, ведущий девелопер в ОАЭ, который увидел в небоскребе символ прогресса и инноваций. Конкурс на дизайн был объявлен в 2003 году, и победителем стала чикагская архитектурная фирма Skidmore, Owings & Merrill (SOM), известная своими работами над такими иконами, как Уиллис-Тауэр (бывший Сирс-Тауэр) в Чикаго и другими высотными зданиями по всему миру.
Ведущим архитектором проекта стал Адриан Смит, партнер SOM, который ранее работал над проектами высотных зданий, включая Джин Мао Тауэр в Шанхае. Смит вдохновлялся исламской архитектурой, в частности, спиралевидными минаретами и цветком пустыни Hymenocallis, что отразилось в Y-образном плане здания. Этот дизайн не только эстетически привлекателен, но и функционален: он помогает распределять ветровые нагрузки и обеспечивает структурную стабильность. Команда SOM включала инженеров-структурщиков, таких как Билл Бейкер, который разработал "buttressed core" — систему усиленного ядра с опорными "крыльями", позволяющую зданию выдерживать ветры до 240 км/ч.
Строительство официально началось 6 января 2004 года после утверждения проекта. Общий бюджет превысил 1,5 миллиарда долларов. В проекте участвовали тысячи специалистов: SOM отвечала за архитектуру и инженерию, Samsung C&T из Южной Кореи — за основное строительство, а арабская компания Arabtec — за локальные работы. К 2007 году здание достигло высоты 500 метров, а в сентябре 2009 года было завершено внешнее остекление. Официальное открытие состоялось 4 января 2010 года, когда здание было переименовано в честь президента ОАЭ Халифы бен Заида Аль Нахайяна. Проект включал интеграцию систем жизнеобеспечения, таких как водоснабжение и канализация, с учетом сейсмостойкости и энергоэффективности.
Особенности проектирования систем водоснабжения и канализации высотных зданий
Проектирование систем водоснабжения и канализации в высотных зданиях, таких как Бурдж-Халифа, требует учета физических законов: гравитации, давления и гидродинамики. Основные особенности включают разделение здания на зоны давления (обычно по 20–30 этажей), чтобы избежать чрезмерного давления на нижних уровнях и недостаточного — на верхних. Для водоснабжения используются бустерные насосы, которые поэтапно поднимают воду, и резервуары для хранения, обеспечивающие гравитационную подачу. Это минимизирует энергозатраты и предотвращает "водный молот" — гидроудары в трубах.
Канализационные системы опираются на гравитацию: стоки текут вниз по вертикальным стоякам, но в сверхвысоких зданиях требуется вентиляция для предотвращения вакуума и запахов. Часто применяется single-stack система, где один стояк сочетает вентиляцию и отвод. Материалы труб — пластик или чугун — выбираются для долговечности и коррозионной стойкости. Энергоэффективность достигается через рециркуляцию серой воды (для полива или охлаждения) и датчики для мониторинга. В Дубае учитывается дефицит пресной воды, поэтому системы интегрируют опреснение и экономию.
Где же взять столько пресной воды для Бурдж-Халифа
Дубай, расположенный в пустыне, сталкивается с острым дефицитом пресной воды: естественные источники минимальны, а осадки редки. Основным источником является опреснение морской воды из Персидского залива. В Бурдж-Халифа ежедневно поставляется около 946 000 литров воды (что эквивалентно 250 000 галлонам США), в основном опресненной. Это часть городской системы Дубая, где опреснительные установки, такие как в Джебель-Али, производят миллионы кубометров воды в день с использованием обратного осмоса и дистилляции.
Вода поступает из муниципальной сети, где 90% — опресненная. Здание также использует рециркуляцию: конденсат от кондиционеров (до 15 миллионов галлонов в год) собирается и используется для ирригации. Это снижает нагрузку на ресурсы и делает систему устойчивой.
Как поднять воду в Бурдж-Халифа
Подъем воды на высоту 828 метров — задача, решаемая многоступенчатой системой. Вода из городской сети сначала поступает в подвал, где мощные насосы (от Xylem, включая шесть трансферных и семь бустерных наборов) качают ее на 40-й этаж в резервуар емкостью 200 000 галлонов. Оттуда она перекачивается дальше на механические этажи, где хранится в танках.
Гравитация обеспечивает подачу на нижележащие этажи, поддерживая давление 50–80 psi. Система включает 100 км труб и датчики для автоматизации. Насосы работают непрерывно, заполняя танки в непиковые часы, что экономит энергию. Это предотвращает перегрузку одной помпы и обеспечивает резерв.
Как отвести воду в Бурдж-Халифа
Канализация в Бурдж-Халифа использует single-stack систему: стоки текут гравитационно по вертикальным стоякам (диаметром до 2 футов) в подвал, где собираются в резервуар. Оттуда насосы перекачивают отходы в городскую канализационную сеть Дубая для обработки на очистных сооружениях. Система включает вентиляцию для предотвращения вакуума и запахов, а также отдельные трубы для серой воды (конденсат), которая рециркулируется.
Ежедневно здание производит тонны отходов, но миф о вывозе грузовиками — это устаревшая информация из периода строительства; сейчас оно подключено к муниципальной системе. Насосы в подвале обеспечивают отвод, а датчики мониторят уровень.
Особенности обслуживания и ремонта систем водоснабжения и канализации высотных зданий
Обслуживание в высотных зданиях, как Бурдж-Халифа, включает регулярные инспекции: мониторинг давления, проверку насосов и труб на утечки с помощью датчиков и IoT-систем. Механические этажи обеспечивают доступ к оборудованию. Ремонт сложен из-за высоты: требуется специализированное оборудование, краны и альпинисты. Проблемы, как низкое давление на верхних этажах или засоры, решаются быстро, чтобы избежать простоев.
В Бурдж-Халифа используется BIM (англ. Building Information Model/Modeling) для планирования, а профилактика — ежеквартальная. Это информационное моделирование зданий и сооружений, комплексный подход к управлению жизненным циклом объекта, включающий проектирование, строительство и эксплуатацию. Он заключается в создании цифровой 3D-модели, которая содержит всю необходимую информацию о здании (геометрические, физические, функциональные характеристики), а также экономические и технологические данные. Энергоэффективные компоненты, как низкопоточные арматуры, снижают нагрузку.
Заключение
Системы водоснабжения и канализации Бурдж-Халифа демонстрируют вершину инженерного искусства, преодолевая вызовы высоты и климата Дубая. От опреснения воды до многоступенчатого подъема и гравитационного отвода — все это обеспечивает комфорт для 35 000 человек. Такие инновации не только делают здание функциональным, но и задают стандарты для будущих небоскребов, подчеркивая важность устойчивости и технологий в современном строительстве.
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Краткая история развития сантехники, от древних времён до наших дней
Комментариев нет:
Отправить комментарий