Računari i građevine

Pametne, ogromne i ekonomične – najimpresivnije građevine na našoj planeti ne mogu bez kompjutera

Broj ljudi na našoj planeti nedavno je premašio sedam milijardi i još ne prestaje da raste. Ova populacija zahteva sve više smeštaja sa odgovarajućim uslovima – energijom, hranom, vodom, vazduhom i ostalom infrastrukturom. Novi prohtevi pri planiranju naselja, smeštaja i poslovnog prostora zahtevaju smišljanje i upotrebu novih tehnologija i rešenja. Već odavno se podrazumeva da se dizajn samih građevina, kao i simulacije za testiranje materijala obavljaju na računarima. Zbog ogromnih ušteda u vremenu i novcu, takozvana pametna izgradnja je neizbežna kod ogromnih projekata. Takođe, ispravno funkcionisanje ovih gigantskih struktura zahteva nadgledanje i upravljanje brojnim sistemima, što se takođe poverava kompjuterima. Pogledajmo neke od napredaka koji omogućavaju bržu i kvalitetniju izgradnju, ali i omogućavaju dizajnerima da sanjaju još više i grandioznije.

CTBUH

Council on Tall Buildings and Urban Habitat (Savet za visoke zgrade i urbano stanovanje) ili skraćeno CTBUH neprofitna je organizacija osnovana daleke 1969. godine i predstavlja zvanično internacionalno telo koje prati sve aspekte planranja, izgradnje i dizajna visokih građevina. CTBUH je i zvanični arbitar pri rangiranju zgrada po visini. Titula najveće zgrade na svetu nosi sa sobom veliki prestiž i predstavlja demonstraciju ekonomske moći regiona u kojem je podignuta. Visina ipak nije sve, jer većina visokih zgrada koje uvode revolucionarne inovacije ne obara visinske rekorde. Takođe, broj nebodera viših od 200 metara koji se izgrade svake godine neprestano raste. Pre sedam godina napravljeno ih je 32, prošle godine 82, a do kraja ove godine planiran je završetak 96 zgrada viših od 200 metara. Najveći broj ovih građevina pravi se u Kini, gde svake godine „nikne” bar jedan novi milionski grad. Prateći ovakav obim gradnje, CTBUH je od 2007. godine počeo da dodeljuje i nagrade za najbolje visoke zgrade u četiri kontinentalna regiona, a jedna od njih svakog oktobra biva proglašena za najbolju na svetu. Kako bi bio priznat uticaj tehnologije na visoke zgrade, od ove godine uvedene su i nagrade za inovacije i za izvedbu.

Visina i pritisak

Titulu najveće zgrade na planeti trenutno nosi Burž Kalifa u Dubaiju. Ovaj impresivni toranj od gotovo 830 metara sagrađen je za pet godina i zvanično je otvoren početkom 2010. godine. Procenjuje se da je izgradnja samog tornja koštala oko 1,5 milijardi dolara, dok se sa cenom izgradnje infrastrukture i zgrada u okolini ova svota penje do čak 20 milijardi. Ono što malo ljudi zna dok se divi impresivnom izgledu ove građevine jeste to da je za specifičan izgled njene fasade odgovorna okolina, tačnije strujanje vetrova. Naime, Burž Kalifa premašio je svog prethodnika, tajvanski Taipei 101, za više od 300 metara, ali iskustva sa ranijim visokim zgradama nisu pripremila projektante za velike oscilacije u vazdušnom kretanju u Dubaiju. Tapei 101 odoleva vetrovima i vibracijama zahvaljujući masenom amortizeru, čeličnom klatnu od 660 tona postavljenom na vrhu zgrade, čije kretanje stabilizuje zgradu. Rešenje za Burž Kalifu moralo je da bude ekstremnije. Na osnovu simulacija i testiranja u vazdušnim tunelima došlo se do specifičnog oblika sa trouglastom osnovom koji sprovodi vetrove oko sebe bez obzira na menjanje pravca, ali to nije sve. Kada je zgrada toliko visoka, promene pritiska sa udaljenošću od tla takođe postaju bitan faktor, jer utiču na samu građevinu, kao i na ljude u njoj. Zato je ovaj toranj zapravo pažljivo složen kompleks hermetički izolovanih celina u kojima se neprestano prate i kontrolišu pritisak i temperatura.

Pritisak je problem i kod liftova, sledeće tehnološke barijere koja se nameće visokim zgradama. Transport ljudi nikad nije jednostavan, pogotovo ako imate oko 35.000 osoba u jednoj zgradi. Lek protiv saobraćajnih zastoja u tornjevima su takozvani nebeski atrijumi (sky lobby), strateški raspoređeni spratovi duž zgrade, čija je jedina svrha presedanje iz lifta u lift. Burž Kalifa ima tri ovakva atrijuma otprilike na svakih 40 spratova. Planirane zgrade koje teže da prestignu ovaj toranj imaće ih još više. Druga stavka kod liftova je njihova brzina, koja je s jedne strane ograničena tehnologijom, a s druge biologijom. Prvi problem su vibracije na velikim udaljenostima i brzinama. Tradicionalni sistemi za ublažavanje vibracija bili su zasnovani na mehaničkim ili jednostavnim elektronskim rešenjima. Kada se premaši brzina od 10 m/s, potreban je sistem sa veoma brzom dinamičnom računarskom kontrolom. Burž Kalifa ima više od 50 liftova, od kojih neki dostižu brzinu i do 18 m/s kako bi bili u stanju da za manje od dva minuta prevale 160 spratova. Biološki problem su, pretpostavljate, ljudi kojima su neprijatni brzo kretanje i nagla promena pritiska koja je njegova posledica. Zbog toga je neophodna dodatna regulacija pritiska na nivou celog tornja, koja uzima u obzir vrednosti pritiska u kabinama liftova, kao i na spratovima gde se liftovi otvaraju.

Jedna od stvari koja se dešava svim staklenim neboderima u Dubaiju je neprestana kondenzacija. Pošto je vazduh vreo i vlažan a zgrade klimatizovne i hladne, niz stakla neprestano lije kondenzovana voda. Burž Kalifa ima nekoliko cevovoda ugrađenih u fasadu. Jedan od njih služi za skupljanje kondenzata, koji se posle koristi za navodnjavanje okolnog zelenila. Drugi sistem cevovoda služi za automatizovano čišćenje fasade. Najviše spratove tornja čisti specijalno obučeno osoblje, dok antenu na vrhu održava robot. Što se tiče klimatizacije, Burž Kalifa maksimalno koristi činjenicu da je na visini od 800 metara iznad grada vazduh mnogo čistiji i hladniji, tako da se taj vazduh pumpa u donje delove tornja.

Svetlo i zvuk

Dobitnik prve pomenute Nagrade za inovaciju je projekat Al Bahar Towers, par dvadesetpetospratnica podignutih u Dubaiju. Ovo delo Internacionalnog arhitektonskog biroa Aedas koristi revolucionarnu tehnologiju za kontrolu količine sunčevih zraka koji dolaze do staklene fasade zgrada. Dizajneri su ovaj kompleksni sistem nazvali mashrabiya po specifičnim prorezima na prozorima tradicionalnih zgrada na Bliskom istoku. U pitanju je splet panela postavljen kao čaura oko svake zgrade. Svaki panel može proizvoljno da menja svoj ugao, čime određuje propustiljivost za sunčevu svetlost. U svom osnovnom modu rada (kada žitelji nemaju posebne prohteve), ova pametna fasada zatvara panele koji su direktno obasjani suncem dok otvara one koji nisu, da bi što više prirodnog svetla ušlo u zgradu. Zabava počinje onda kada osobe unutar ovog novog poslovnog centra požele više svetla ili toplote. Otvaranje panela mashrabiye nije automatizovan proces, nego ga dinamički kontroliše moćan računar. Sistem uzima u obzir odabrana podešavanja u svakoj prostoriji i u skladu s njima, položajem sunca i vremenskim uslovima u datom trenutku precizno proračunava tačan nagib za svaki od panela. Dodatnu energetsku efikasnost ovih zgrada omogućava njihov krov sa nagibom ka jugu (gde je sunce), prekriven fotonaponskim panelima.

Kontrolni sistemi ne moraju da se odnose na cele zgrade, već mogu da pokrivaju splet prostorija sa posebnim namenama. Tako se za potrebe prostora u kojem boravi mnogo ljudi, kao što su atrijumi, restorani, pa i određene koncertne sale, razvija podesiva prostorna akustika. Problem je očigledan – gde god imate mnogo ljudi, a prostorija je oblikovana sa vizuelnim doživljajem u vidu, haotično odbijanje zvukova dovodi do neprijatne buke. Rešenje je jednostavno ako imate tehnologiju. Prostorija se obloži akustičnim izolatorima i amortizerima, te tako nastaje „zvučno suva” soba sa veoma malo odjeka. Zatim se po tavanici i zidovima postave mikrofoni koji mere intenzitet i poreklo zvuka u prostoriji, kao i zvučnici koji mogu ciljano da reprodukuju zvuk. Na taj način stvoreni su uslovi za precizno podešavanje nivoa buke u sobi. Tačnije, može da se izbegni i preterana galama i neprijatan osećaj koji nastaje kada akustična izolacija neprirodno upije sve zvukove iz okoline.

Još više

Trenutno je u planu nekoliko tornjeva koji ciljaju na to da prestignu Burž Kalifu. Prvi koji će biti završen je kuvajtski Burž Mubarak al-Kabir sa planiranom visinom od 1001 metar. Ovo je prvi toranj za koji je zbog velikog broja stambenih spratova najavljena ugradnja trospratnih liftova. Ovi liftovi imali bi tri vertikalno spojene kabine koje bi se istovremeno otvarale na tri sprata. Sledeći kandidat je Azerbejdžanski toranj, koji bi do 2019. godine trebalo da se podigne na jednom od veštačkih Hazarskih ostrva kod Bakua. Ovaj toranj projektuje se na bar 1050 metara. Najveći planirani neboder za koji se zna da će biti izgrađen je Kraljevski toranj ili Burž al Mamlaka, koji će krasiti saudijsko-arabijski grad Džedu. Projektovana visina ovog gorostasa varira od navoda do navoda, ali ide i do 1600 metara. Kraljevski toranj bio bi evolucija Burž Kalife, sa sličnom trouglastom osnovom, samo mnogo veći.

Šta posle toga? Mnogi stručnjaci govore o tome da će u decenijama koje su pred nama morati da se promeni način na koji arhitekte razmišljaju o gradovima. S jedne strane su kilometrima visoke zatvorene piramide, koje bi u sebi sadržavale populacije nekoliko gradova. S druge strane, govori se o stapanju grada i prirode u jedinstvenu višespratnu celinu, gde bi zelene površine za uzgajanje sveže hrane za veliki broj stanovnika bile sastavni deo urbanih sredina, čime bi se izbeglo trošenje energije (a tim i zagađivanje) usled transporta. Budućnost impresivnih građevina veoma je interesantna, kao i razvoj tehnologija koje ih omogućavaju.

Dragan KOSOVAC