Лед и ветер. Как решаются климатические задачи для самого северного небоскреба мира

Как решаются климатические проблемы для самого северного небоскреба мира – башни «Лахта центра». Обзор в двух частях. Сегодня — задачка про лёд.

Лёдоборцы

Сосульки и обледенение – классическая петербургская проблема. Ее значимость демонстрирует тот факт, что с некоторых пор у нее даже имеется «диалектизм» — «сосули»: однажды сказанное активно разошлось в массы. Сей фольклор наглядно отражает знаменитый своей влажностью, ветром и холодом климат, а также – уважительное отношение к серьезному противнику.

Питерские «сосули» (фото Юрий Белинский, ИТАР ТАСС)

Отчасти, именно потому, что проблема имеет выраженный петербургский колорит, отчасти – потому что «Лахта центр» станет самым северным небоскребом мира, отобрав титул у нынешнего владельца — екатеринбургского «Высоцкого», реализаторы проекта решают задачу борьбы с обледенением башни без полумер, с применением последних технологических достижений в этой области. В случае с 462-метровой башней капитуляция перед «сосулями» просто невозможна. Борьба предстоит активными и пассивными методами.

«Лахта центр» — всего около 1000 км до широты Северного полярного круга

Обледенение

Обледенение, в основном, будет происходить в зоне шпиля небоскреба и, в меньшей степени — на самых высоких этажах башни.

Под шпилем. Визуализация участников «Архишанса» В. Прудниковой и Э. Галкина

Высота шпиля башни «Лахта центра» — около 96 метров. Последнее «обитаемое» пространство, перед тем, как начинается шпиль – обзорная площадка, для которой ледяные узоры на стекле – недопустимое «украшение».

Основные направляющие в зоне шпиля закрыты плотной фасадной частью, а между ними — сетка, которая все это объединяет.

Натурное моделирование: на специальной площадке тестируются образцы более 50 типов фасадов, которые будут использоваться в «Лахта центре»

Макеты двух образцов сетки шпиля


Задача моделирования – добиться отсутствия визуально различимого перехода от стекла башни к сетке шпиля.

С обледенением сеток никто в мире не боролся. Отчасти – потому что сетка сама по себе является антиобледенительной мерой благодаря уменьшению площади взаимодействия металла и воды. Ячеистая структура не дает возможности образоваться сплошному ледяному пласту, который представляет собой главную опасность.

Обрушение сплошного пласта с кровли. (с) Эдинбург. Кадр из видео

Образование снежного покрова на сетке – обрушиваться нечему.

Но, как мы уже установили, петербургский климат и титул «самого северного» вносит свои поправки и одной лишь сетки для решения «лёдоборческой» задачи недостаточно. Нужно действовать активно.

Сейчас проектировщики «Лахта центра» рассматривают комбинацию из двух технологий, которая может поставить точку в вопросе обледенения шпиля и верхних этажей башни. Вероятнее всего, в момент, когда вы читаете этот материал, испытатели делают свое холодное дело — морозят и «оттаивают» образцы сеток и фасадов. В тестировании участвуют два независимых института — сейчас московский, затем фасадные элементы отправятся в Канаду.

О каких технологиях идет речь?

По замыслу, на сплошных металлических элементах фасада расположатся специальные тонкие элементы, которые при определенных условиях внешней среды нагреваются до достаточной температуры и не позволяют льду нарастать. Лед сходит в тот момент, когда он не представляет еще никакой опасности.

Испытание систем антиобледенения фасадов «Лахта центра»

Похожий принцип использован и на сетке. Здесь задействована вибрация. Как только образовался небольшой слой льда, дается короткий импульс, который встряхивает сетку.
Системы нагрева планируется использовать до уровня обзорной площадки, а вибрационную — выше.

Испытание системы антиобледенения сетки шпиля

О результатах серии антиобледенительных испытаний мы расскажем после их завершения.

Постскриптум

По имеющимся сведениям, на Останкинской телебашне и даже на новейшем нью-йоркском небоскребе World Trade Center борьба с сосульками проходит традиционно, по старинке – каждую зиму выстраиваются из досок и фанеры проходы, чтобы люди могли подойти к зданию. Так что «Лахта центру» в решении ледоборческой задачи, определенно, есть чем гордиться.

Строительство забора от «сосулей» вокруг World Trade Center (NY) (фото отсюда)