Najwyższe budowle świata (część IX) Taipei 101
Liczący 509,2 m wieżowiec znajdujący się na Tajwanie w Taipei, zbudowany w 2004 roku, do 4 stycznia 2010 r. (tego dnia oddano do użytku Budż Chalifa w Dunaju) dzierżył tytuł najwyższego ukończonego budynku świata. Posiada 101 kondygnacji nadziemnych oraz 5 podziemnych, pow. użytkową 412.500 m kw. Postmodernistyczna architektura budowli łączy elementy tradycyjne i nowoczesne, nawiązując zarówno do azjatyckiego kręgu kulturowego i trendów światowych. Wyposażony jest wszechstronnie w systemy zabezpieczeń, zdolnych oprzeć się trzęsieniom ziemi i huraganom, tak często nawiedzających tę część świata. Budowlę zaliczono do grona Siedmiu Cudów Inżynierii (Discovery Channel,
Pełna nazwa wieżowca: „Taipei World Financial Center” stanowi pochodną nazwy właściciela, którym jest Taipei Financial Center Corporation, zarządza zaś nim firma Urban Retail Properties Corporation mieszcząca się w Chicago. Występująca w nazwie liczba nawiązuje nie tylko do liczby pięter, ale też do położenia budynku w dzielnicy międzynarodowego biznesu (posiada kod pocztowy zawierający 101), a także do filozofii New Ege (o czym później). Taipei 101 to pierwszy najwyższy wieżowiec, jaki zbudowano w nowym stuleciu, cały szereg zaawansowanych technologicznych rozwiązań czyni z niego prawdziwie wzorcową budowlę na miarę XXI wieku. Nawet zarządzanie tym niezwykłym dziełem architektury jest tu nie lada wyzwaniem.
Konstrukcja
Taipei 101 to pierwszy tak wysoki budynek wzniesiony na obszarze potencjalnie wzmożonej aktywności sejsmicznej. Tajwan bowiem znajduje się pomiędzy dwoma wielkimi uskokami tektonicznymi, co czyni cały region bardzo niestabilnym. Ponad to, bezpośrednio pod miastem, biegną trzy niewielkie uskoki, na których dochodzi do setek mikrotrzęsień rocznie. Jeśli obiekt położony na takim obszarze nie jest wystarczająco elastyczny, by poruszać się zgodnie z rytmem fal tektonicznych (a nie przeciw im), cała konstrukcja może się szybko złamać. Gdy przystępowano do projektowania budynku nie było do końca jasne, jak rozmieszczone są tektoniczne zapaści, domyślano się tylko, ze mogą biec w pobliżu działki. Po całej serii badań geologicznych, okazało się, że 200 m od działki biegnie uskok szeroki na 10 metrów. Problem był poważny, ponieważ z reguły im bliżej uskoku znajduje się obiekt, tym poważniejszych doznaje uszkodzeń i nawet nieliczne słabsze miejsca konstrukcji mogą doprowadzić do jej zniszczenia. Aby budynek mógł oprzeć się tym zagrożeniom, projektanci – architekt C. Y. Lee & partners – zaprojektowali wyjątkową konstrukcję. Wewnętrzny rdzeń budynku połączony jest z ośmioma zewnętrznymi kolumnami siecią poziomych odsadnic kratownicowych. Kolumny pełnią rolę kręgosłupa budowli, pozwalając jej w miarę potrzeb odchylać się, ale nie złamać. Każda z sekcji budynku jest przy tym niezależna od pozostałych., przenosząc ciężar budowli z partii zewnętrznych w kierunku środka. Pomysł ten zastosowano już wcześniej, ale nigdy na taka skalę. Trzęsienie ziemi to nie jedyne naturalne zagrożenie, z jakim trzeba było się tu uporać. Każdego lata bowiem nad położonym blisko równika Tajwanem przemieszczają się potężne huragany. Podczas ataku tropikalnej burzy wiatry osiągają prędkości nawet 200 km/h. A na dodatek powierzchnia budynku jest tak duża, że nawet niewielkie podmuchy mogą mieć niekorzystny wpływ. Wystawione na takie wiatry ściany budynku, wprawiają zwykle konstrukcję w nieregularne drgania. W normalnych warunkach trudności te przezwycięża się poprzez usztywnienie całej konstrukcji, w przypadku Taipei 101 miałoby to jednak katastrofalne skutki w razie trzęsienia ziemi. Te dwa sprzeczne zagrożenia musiała przezwyciężyć konstrukcja wieżowca. Pierwszym sposobem osłabienia oddziaływań wiatru było nadanie całej budowli odpowiedniego kształtu. Rozwiązania takie jak wygładzone krawędzie, redukują prądy powietrzne w granicach 30-40%. Nie jest to jednak wystarczające – wiatr, co prawda wolniej, ale w dalszym ciągu doprowadzałby do szkodliwego rozkołysania całej konstrukcji. Aby całkowicie wyeliminować zagrożenie, potrzebny był mechanizm stabilizujący.
Na potrzeby Taipei 101 zaprojektowano zatem olbrzymi tłumik drgań harmonicznych (system TMD). Zadaniem tego systemu jest ochrona budowli przed drganiami konstrukcji, jakie mogą
prefabrykatów, które stopniowo na miejscu zespawano w jedną całość. Składała się ona z 41 grubych na 125 mm, ułożonych warstwowo płyt stalowych, pod postacią kuli o średnicy 5,5 metra. Zawisł z 92 na 88 piętro na szesnastu 10-centymetrowej grubości linach i nastrojono go tak, by odchylał się w kierunku dokładnie przeciwnym do odchyłów budowli (funkcjonuje podobnie do zwyczajnej przeciwwagi). Zabezpieczono go jeszcze przez użycie hydraulicznych amortyzatorów (zbliżonych w konstrukcji do samochodowych), które przy wyjątkowo silnych przechyłach mają blokować przeciwwagę, aby nie uderzała w ściany. Kolejne dwa ważące już tylko po 7 ton obciążniki znajdują się u szczytu wieży. Ich zadaniem jest ochrona konstrukcji przed szczególnie silnymi podmuchami, które powszechnie trapią wysokie budynki obciążone iglicą.
Budynek tak wielki jak Taipei 101 podlega działaniu olbrzymich sił i naprężeń. Podłoże natomiast, kształtowane przez zmieniający się setki tysięcy lat poziom morza, jest miękkie i niestabilne. Aby przezwyciężyć problemy związane ze stabilnością gruntu, fundamenty Taipei 101 oparto na skrytej głęboko pod ziemią litej skale, będącej zarazem podstawą całego miasta. I tak, mająca 23 tys. metrów sześc. platforma spoczywa na systemie 382 długich na 80 m, wbitych w ziemię, wykonanych ze wzmocnionego betonu filarów; 30 metrów takiego filara tkwi w litej skale. Każdy z pali ma średnicę 1,5 m i może przyjąć obciążenie rzędu 1000-1300 ton.
Zakres podjętych zabezpieczeń mających zapewnić stabilność konstrukcji przekracza nawet ten zastosowany w tajwańskich elektrowniach jądrowych. Czyni to Taipei 101 nie tylko jednym z najbardziej stabilnych i solidnych budynków na Tajwanie, ale także na świecie. Olbrzymi ciężar budowli, zakres sił skrajnie odmiennych w przypadku trzęsień ziemi i huraganów, determinował też rodzaj użytych materiałów budowlanych. Sama stal nie mogłaby temu podołać. I tak, na przykład, aby zapobiec zniszczeniu stalowych kolumn pod wpływem ciężaru budowli, połączono zalety stali (odporność na rozciąganie) oraz betonu (wytrzymałość na ściskanie), wypełniając podpory do poziomu 66 piętra specjalnie zaprojektowanym gatunkiem betonu, który pompowano (też z uwagi na parametry) na nieosiągalną do tej pory wysokość 450 metrów. Stalowe elementy powstawały w hucie Kaohsiung; musiały być elastyczne, by uginać się, twarde, by utrzymać olbrzymi ciężar, ale nie kruche, by nie popękały w wyniku trzęsień ziemi. Każda z tych cech wymagała odrębnego typu stali. Taipei 101 wspiera więc 36 kolumn, w tym 8 głównych, wyróżniających się olbrzymim rozmiarem. Nasz opis nie jest oczywiście miejscem analizy termodynamicznej, nadmieniamy tylko, że integralność konstrukcji Taipei 101 wymaga, aby superkolumny zachowywały się tak, jak gigantyczna całość. Projekt zakłada, że konstrukcja zdolna jest wytrzymać wichury osiągające ponad 60 m/s, czyli 216 km/h, oraz najsilniejsze trzęsienie
Wyposażenie techniczne
Dwa łącza światłowodorowe przyłączone są do budynku w dwóch różnych miejscach. Aby zapewnić sieciom możliwości rozwoju, wieżowiec wyposażono w trzy alternatywne rodzaje łączy telekomunikacyjnych: mikrofalowe, optyczne i satelitarne. Ochrona przeciwpożarowa przekracza wszystkie dotychczas stosowane zabezpieczenia. Każde piętro posiada dwa hermetyczne korytarze, połączone z awaryjnymi klatkami schodowymi. Dwupokładowe windy to znowuż najszybsze tego typu konstrukcje na świecie. W części biurowej jest ich 34 – precyzyjne elektroniczne wyposażenie kabiny sprawia, że nawet moneta nie zadrży w trakcie jazdy. W sumie Taipei 101 zużywa tyle energii, co sześć tysięcy gospodarstw domowych. Na wypadek przerw w jej dostawie, wieżowiec oczywiście wyposażono we własne agregaty prądotwórcze. A instalacja elektryczna jest tak rozbudowana, że kabla wystarczyłoby, aby przeciągnąć z Taipei do Nowego Yorku i z powrotem. Za pomocą różnorodnych narzędzi (m.in. 420 kamer przemysłowych i dziesiątki czytników kart) system bezpieczeństwa jest tak wnikliwy, że zawsze wiadomo, ile osób przebywa w wieżowcu i gdzie powinny się one znajdować. A ponadto zarówno centrum handlowe, jak i wieżę wyposażono w rozbudowany system kontroli środowiskowej. Cztery ważące po 1050 ton każda chłodnice, wytwarzają 18 tysięcy ton lodu na godzinę – lód ten rozprowadzany jest rurami, aby schładzać wodę oraz zasila urządzenia chłodnicy; zmniejsza też zapotrzebowanie budynku na prąd o 3200 kW na miesiąc. Całość monitorowana i zabezpieczona tak, iż może też działać podczas awarii prądu. Nawet kanalizacja w budynku ma wskaźniki rekordowe. I nie jest to wynik jakiejś megalomanii, ponieważ w budowli o takiej wysokości także spłukiwanie toalety jest inne niż zazwyczaj – litr wody opadający z najwyższego piętra miałby tu taka samą energię jak cegła poruszająca się z prędkością 65 km/h. Dlatego specjalna sieć znajdujących się na poziomach technicznych zbiorników przechowuje, przetwarza i odprowadza ścieki bezpiecznie na poziom gruntu. Przed piorunami chroni Taipei 101 rozbudowana również rekordowo instalacja odgromowa. Szczyt iglicy wieńczy metrowej długości zwód. W sumie instalacja liczy 112 prętów ochronnych odprowadzających energię wyładowań pod ziemię. Na całym obiekcie obowiązuje niestety całkowity zakaz palenia. Jedynym wyjątkiem jest niewielka palarnia na 35 piętrze utworzona pod patronatem British Amerykan Tobacco.
Symbolika
Taipei 101, jak wszystkie strzeliste konstrukcje, wpisuje się w symbolikę axis mundi, stanowi niejako środek świata, w którym ziemia spotyka się niebem, a cztery kierunki świata łączą się ze sobą. Zawarta w nazwie liczba 101 nawiązuje do cyklu odnowy czasu: nowego wieku, który nastał w czasie budowy (100+1) oraz wszystkich nadchodzących nowych lat. Zdaniem pomysłodawców łączy się z tym ponoć cała filozofia, przez którą, najkrócej mówiąc, realizuje się szczytną ideę doskonalenia siebie – spełniania standardów w101%.
