¿Discutir algunas cuestiones sobre la construcción de edificios de gran altura?
China comenzó a construir edificios superaltos de más de 100 metros de altura en la década de 1970. En la década de 1980, después de experimentar la "Revolución Cultural", China recurrió a la reforma y la apertura. Para satisfacer las necesidades del desarrollo económico, se han construido varios edificios de gran altura de más de 100 metros en zonas costeras abiertas. Primero se concentraron en Guangzhou y Shenzhen, pero también hay algunos entre Shanghai y Tianjin, pero el clima aún no se ha formado. El verdadero grupo de edificios de gran altura se produjo en la década de 1990. Especialmente después de 1992, la situación de reforma y apertura tomó forma y se levantaron enormes edificios altos en la tierra de la patria. Basta mirar las estadísticas de la Academia China de Investigación de la Construcción: a finales de 1996, entre los 100 edificios más altos del país, el más bajo medía 120 metros y 8 tenían más de 200 metros de altura. A finales de 1998, entre los 100 edificios más altos del país, el más bajo medía 150 m, 20 tenían más de 200 m de altura y el más alto tenía 420 m. Aquellos con alturas superiores a 300 m incluyen el edificio Shenzhen Diwang (325 m, 81 pisos, terminado en 1996, clasificado como el 11.º edificio más alto del mundo), Guangzhou CITIC Plaza (322 m, 80 pisos, terminado en 1996, clasificado como el 12.º edificio más alto del mundo). ) y la Torre Shanghai Jin Mao (425 m, 80 pisos, terminada en 1996, ocupando el duodécimo edificio más alto del mundo) y la Torre Shanghai Jinmao (420 m). CITIC Plaza en Guangzhou (322 metros, 80 pisos, terminado en 1996, el duodécimo edificio más alto del mundo) y Shanghai Jinmao Tower (420,5 metros, 88 pisos, terminado en 1998, el tercer edificio más alto del mundo). Esto es suficiente para ser llamado un "edificio de gran altura". Según estadísticas incompletas, hay 46.660 edificios de gran altura en el país, y hay 850 edificios de gran altura por encima de los 100 metros.
Alrededor del año 2000, se propusieron planes para construir edificios de gran altura en muchos lugares del país. Sólo en Beijing, se reportaron dos edificios de 300 metros de altura y tres de 500 metros de altura. la prensa.
En agosto de 2000, en el primer aniversario de la inauguración de la Torre Jin Mao, Shanghai celebró un seminario internacional sobre operaciones y gestión de edificios de gran altura, invitando a los cuatro edificios más altos del mundo: las Torres Gemelas de Kuala Lumpur y Participaron líderes de administración de propiedades de la Torre Sears de Chicago, la Torre Jin Mao de Shanghai y el World Trade Center de Nueva York. Alan Reiss, administrador de propiedades del World Trade Center de Nueva York, dio una introducción detallada a la experiencia de gestión del World Trade Center de Nueva York, especialmente la serie de medidas de emergencia tomadas después del ataque terrorista con coche bomba en 1993. Después de escuchar esto, expresamos admiración por su consideración. Pero lo que no esperábamos en ese momento era que apenas un año después, el World Trade Center de Nueva York fuera arrasado por los ataques del 11 de septiembre. No se sabe si el Sr. Reis fue asesinado. A la reunión también asistieron los jefes del Edificio Landmark de Yokohama, el edificio más alto de Japón, y del Edificio Rokusan en Seúl, el edificio más alto de Corea del Sur. La conferencia fue un éxito, pero tuvo poco impacto en la comunidad arquitectónica nacional.
Los edificios de gran altura requieren una gran inversión debido a su enorme tamaño, funciones complejas y gran número de personas.
Debido a su estatus especial, a menudo se convierte en un edificio emblemático de una región. En los últimos años, este tipo de edificio ha sido llamado con razón la encarnación de la ciencia y la tecnología, un símbolo de la fuerza nacional integral, un símbolo de la ciudad, etc. El edificio en sí es, de hecho, la encarnación de muchos logros materiales. Consume mucha mano de obra, recursos materiales y financieros. La Torre Jin Mao cuesta aproximadamente 20.000 yuanes por metro cuadrado, y el costo de su funcionamiento todos los días es de aproximadamente millones de yuanes. Por lo tanto, la construcción y el mantenimiento de edificios de gran altura consumen mucha riqueza. En términos de los enormes costos de mantenimiento de los modernos rascacielos, se ha perdido la importancia de construir tales edificios en los primeros días como medio para ahorrar terreno. Según un documento publicado por la DEGW británica en 1999, si la vida útil (ciclo de vida) de un edificio se fija en 65 años, la relación entre los costes de construcción y los costes de mantenimiento es aproximadamente de 1:3 a 1:4. Si el costo de mantenimiento diario de la Torre Shanghai Jin Mao se calcula en 1 millón de yuanes, su vida útil de 65 años costará alrededor de 23,7 mil millones de yuanes, que es casi 4,5 veces el costo de construcción. Esta es una cifra enorme que cualquier constructor tiene que pagar. considerar. .
I. Los problemas ordinarios se convierten en problemas especiales
Desde una perspectiva de ingeniería civil, no debería haber problemas técnicos con la construcción de edificios de gran altura. Nuestro país ha propuesto repetidamente construir edificios con una altura superior a 500 m, lo que demuestra que es técnicamente viable. Algunos dicen que "técnicamente hablando, también es posible construir un edificio con una altura de ?km". Sin embargo, desde la perspectiva de que los equipos y los sistemas de equipos no son tan simples, los edificios de gran altura no son de ninguna manera una extensión o una simple superposición de los edificios ordinarios. Entre los problemas comunes en los edificios ordinarios, los edificios de gran altura se convierten en problemas especiales que requieren atención y tratamiento especiales. Entre estos problemas, algunos serán más prominentes en los edificios de gran altura y algunos incluso se han convertido en problemas internacionales.
No hay duda de que los edificios altos se ven afectados por los vientos cruzados. Pero, ¿qué impacto tendrá en los edificios? En términos generales, bajo presión normal del viento, a una altura de 10 m sobre el suelo, si la velocidad del viento es de 5 m/s, a una altitud de 90 m, la velocidad del viento puede alcanzar los 15 m/s si es tan alta como 300-. 400 m, la fuerza del viento será mayor, es decir, se dice que cuando la velocidad del viento alcance más de 30 M/s, los rascacielos temblarán muy violentamente. El World Trade Center de Nueva York suele oscilar entre 15 y 30 cm (6 a 12 pulgadas) de su centro bajo los vientos primaverales. Bajo huracanes fuertes, el desplazamiento puede alcanzar 1 m (3 pies). La desviación máxima del viento de diseño es de 7,3 m (4 pies). ). Según informes relevantes, la Torre Sears de Chicago puede desviarse hasta 6 pies (2 metros) del centro con fuertes vientos. Se dice que el dispositivo de equilibrio giroscópico que instalaron puede ajustar la excentricidad a 5 pies.
Según las pruebas del túnel de viento, el desplazamiento terminal de la Torre Jinmao de Shanghai es de 0,9 a 1,2 metros.
Esta experiencia de columpiarse en el edificio del World Trade Center de Nueva York es considerar primero su impacto en los ascensores. Los ascensores se consideran el "salvavidas" de los edificios de gran altura. Hay 246 ascensores en el World Trade Center de Nueva York. Cuando los ascensores funcionan a alta velocidad, si el edificio tiembla más de 6 pulgadas, los cables del ascensor se dañarán y pondrán en peligro debido a la tensión desigual. Con este fin, diseñaron especialmente un mecanismo de seguimiento que coopera con el sistema de alarma y el cable del ascensor, que puede ajustar la longitud de la tensión del cable del ascensor a tiempo.
Existe otro fenómeno que no se da en las residencias comunes y corrientes, y es que en invierno, cuando la temperatura es baja (según el New York World Center, la temperatura es inferior a -6 grados centígrados), la Los pisos inferiores (especialmente el aire frío del vestíbulo del primer piso) y el sótano ingresan al hueco del ascensor y forman un fuerte flujo de aire a través del efecto chimenea, lo que hace que el ascensor no pueda cerrar la puerta. Y algunos olores del piso inferior se transmitirán al piso superior, como olores de cocina, humo de aceite, etc. En este momento, si se realizan operaciones de soldadura o fugas de gas en el piso inferior o en el sótano, la fuente del fuego puede extenderse a el piso superior con el aire, lo cual es extremadamente peligroso. Al mismo tiempo, debido al pequeño espacio entre la cabina del ascensor y la pared del hueco, la fricción del flujo de aire producirá silbidos cuando el ascensor esté en funcionamiento. Este fenómeno también ocurre en la Torre Jinmao. Según la empresa estadounidense SOM Design, que tiene mucha experiencia en el diseño de edificios de gran altura, se trata de un problema internacional y hasta el momento no se ha encontrado una buena solución.
Algunos edificios de gran altura han experimentado cortes de energía, fugas de agua y otros accidentes. Desde una perspectiva de gestión, además de hacer planes para prevenir accidentes y crear sistemas de respaldo, es muy importante contar con alguien que comprenda la situación general y comprenda todos los detalles del sistema en términos de operaciones de rescate una vez que ocurre un accidente.
El director de la Torre Jin Mao de Shanghai lamentó una vez que ninguna persona pudiera controlar las más de 14.000 válvulas del edificio.
En el proceso de gestión de estos gigantes, limpiar las ventanas también se ha convertido en una tarea problemática. El edificio Jin Mao tiene un muro cortina que cubre 8.000 metros cuadrados. Se dice que se necesitan dos máquinas limpiadoras de ventanas para trabajar continuamente para limpiar todo el vidrio una vez al año. Además, debido a las grandes ondulaciones en la forma del edificio, muchas. de los aleros y voladizos llegan a 3 Por encima de 1 metro, es bastante difícil limpiar el vidrio.
El ejemplo anterior simplemente muestra que las viviendas comunes o los edificios comunes no son un problema, pero cuando se trata de edificios de gran altura, se convierte en un problema e incluso se convierte en marihuana. La razón es que es extremadamente alto y complejo, lo que da lugar a muchas diferencias en diseño, construcción, gestión y mantenimiento, y cada detalle debe tomarse en serio.
2. La prevención de incendios es la máxima prioridad
En la reunión de Shanghai, seis directores de construcción de renombre internacional propusieron una ****, que también es la máxima prioridad. es decir: protección contra incendios. En este sentido, todavía necesitamos más reflexión y precauciones.
Los edificios de gran altura suelen tener múltiples funciones y un equipamiento complejo. Pueden ser muchos los factores que provocan los incendios en sí, como el mantenimiento, manejo y uso inadecuado de los equipos eléctricos; el mal manejo de las llamas abiertas, fallas mecánicas u operaciones de construcción inadecuadas, etc. Si se añaden los desastres naturales (incendios provocados por la caída de rayos) y los desastres provocados por el hombre (incendios y destrucción), se puede decir que la posibilidad y el potencial de incendios son muy altos. Si analizamos las causas de los incendios, aunque los riesgos de incendio ocultos en las residencias ordinarias están relacionados con estas razones, en los edificios de gran altura, una vez que se produce un incendio, será más peligroso para los edificios ordinarios. Según el análisis de Shen Youdi, ingeniero jefe del Departamento de Bomberos de Shanghai, hay tres aspectos principales:
1. Además del hecho de que los edificios de gran altura contienen más materiales combustibles (materiales decorativos, muebles, artículos, materiales de aislamiento de tuberías, bobinas de alambre), las tuberías verticales y los ejes de los edificios de gran altura forman muchas chimeneas verticales. Una vez que se produce un incendio, su efecto de tiro promoverá la propagación de llamas y humo, y cuanto mayor sea la altura, mayor será la fuerza de tiro y más fuerte será el efecto chimenea. La velocidad del humo que se eleva verticalmente a lo largo de las escaleras o pozos en edificios de gran altura es de aproximadamente 3 a 4 m por segundo. Para un edificio de 100 m, si no hay obstrucciones, solo se necesita medio minuto para llevar el humo a la parte superior del lugar del incendio. Cabe decir que en los edificios de gran altura, este "efecto tubería" es el más común y el más difícil de prevenir. Aunque se pueden instalar compuertas cortafuegos en algunas tuberías, a veces una falla en el control o un cierre laxo pueden causar que las llamas se desborden y expandan el rango de combustión. Además, las llamas pueden arder desde las ventanas hasta los pisos superiores a lo largo de las paredes exteriores, o el viento puede soplar las chispas o las llamas horizontalmente, incendiando otros edificios cercanos. Cuanto más alto es el edificio, más lejos puede ser arrastrado y mayor. el daño es grande.
2. Dificultad en la evacuación. Los edificios de gran altura, especialmente los de gran altura, a menudo reúnen a un gran número de personas para trabajar y vivir. Por ejemplo, las Torres Gemelas del World Trade Center de Nueva York albergan a 40.000 trabajadores y 6.000 turistas cada día. En términos generales, un edificio de gran altura de más de 300 metros puede albergar a más de 10.000 personas. En caso de incendio, todos los ascensores de pasajeros y de carga, excepto los ascensores contra incendios, deben bajarse inmediatamente a la planta baja y no pueden utilizarse. . Por eso es necesario evacuar a un gran número de personas por escaleras. Cuanto más alto sea el piso y mayor sea el número de personas, mayor será el tiempo de evacuación necesario. Miles de personas tienen que bajar desde una altura de varios cientos de metros y salir del edificio, lo que puede llevar desde decenas de minutos hasta varias horas. Además, este tipo de evacuación no se puede atribuir a los camiones con escalera contra incendios. Una es que el número es limitado, sin mencionar que estos camiones con escalera tienen que realizar operaciones de extinción de incendios y otras operaciones a gran altura. La altura de los camiones con escalera de incendios en las grandes ciudades como Shanghai y Beijing solo puede alcanzar los 33 m.
3. Es difícil apagar el fuego. Cuando se produce un incendio en un edificio de gran altura, a menudo se encontrarán dificultades específicas, como el pequeño terreno circundante y la altura limitada, a la hora de apagar el incendio. Por lo tanto, incluso en la especificación se indica que "los edificios de gran altura son difíciles de salvar desde el exterior y deben centrarse en el autorrescate". Como se mencionó anteriormente, los incendios en edificios de gran altura se propagan extremadamente rápido, lo que plantea enormes dificultades para combatirlos. Además, existen muchos factores desfavorables que crean obstáculos a la lucha. Por ejemplo, una gran área de muro cortina de vidrio explota hacia afuera debido a la alta temperatura en el interior, y los fragmentos de vidrio vuelan horizontalmente, formando una lluvia de vidrio, como espadas voladoras, haciendo imposible que los equipos externos de extinción de incendios se acerquen. Otro ejemplo es la lucha contra un incendio a gran altura. Si el suministro de agua es insuficiente o la presión del agua no es suficiente, los bomberos externos no pueden acercarse y el incendio sólo puede apagarse a gran altura.
Por otro ejemplo, cuando no hay un ascensor exclusivo para la extinción de incendios, los bomberos solo pueden confiar en la fuerza física para subir alto y, por lo general, deben estar completamente armados para subir al piso 8 o 9. El esfuerzo físico. ya no puede mantener las operaciones normales de extinción de incendios, lo que dificulta la batalla de extinción de incendios.
En resumen, en el caso de los incendios de rascacielos, cuanto más alto es el edificio, mayor es la escala y mayor es el peligro oculto una vez que ocurre un desastre, sus daños y pérdidas para personas, propiedades y materiales. son difíciles de estimar. Si se construye un edificio de gran altura, se debe considerar cuidadosamente la protección contra incendios de los edificios de gran altura.
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