Kõrghoone (pilvelõhkuja): definitsioon, tüübid ja ehitusmaterjalid

Avasta kõrghoone ehk pilvelõhkuja definitsioon, tüübid ja ehitusmaterjalid — teras, raudbetoon, kasutusotstarbed ning kaasaegsed ehituslahendused.

Kõrghoone on tavaliselt mitu korrust kõrge hoone, mis võib olla mõeldud elamiskasutuseks, bürooks või muudeks otstarveteks nagu hotelli või jaemüügihoonena. Sageli kombineeritakse eri funktsioone ühe hoone sees (näiteks alused poesalongid ja ülemised korrused elamutele või kontoritele). Kõrghoonet nimetatakse mõnikord ka kõrghooneks või lühendiga "MDU" (ingl Multi Dwelling Unit — mitmeelamuühik). Väga kõrget ehitist nimetatakse üldkeeles pilvelõhkujaks, kuid piir tulenevalt korruste arvust või kõrgusest ei ole rangelt määratletud.

Tüübid ja kasutus

• Elamu- ja kortermajad: kõrghooneid kasutatakse tihti linnaelamute pakkumiseks, eriti kõrge maakasutuse ja kallite kinnisvaraolukordade puhul.
• Büroohooned: kontoriruume pakkuvad tornid kontsentreeritud äripiirkondades.
• Segakasutus (mixed-use): kombineerivad elamised, kontorid, hotellid ja jaemüük — see suurendab piirkonna ööpäevast aktiivsust.
• Hotellid ja teenindushooned: mõeldud majutuseks ja avaliku teeninduse pakkumiseks.

Struktuursed süsteemid ja peamised ehitusmaterjalid

Kõrghoonete ehitus sai võimalikuks osaliselt tänu lifti (lifti) leiutamisele, mis muutis ülemiste korruste praktilise kasutamise. Ka ehitusmaterjalide areng — eelkõige tugevad ja suhteliselt kerged süsteemid — võimaldas konstruktsioonide suurenemist.

Peamised konstruktsioonis kasutatavad materjalid on raudbetoon ja teras. Tüüpilised struktuursed lahendused:

• Teraskarkass: populaarne Põhja-Ameerika stiilis kõrghoonetes (Põhja-Ameerika näitel), kuna teras võimaldab kiiret monteerimist ja suurt terasjäikust.
• Raudbetoonist konstruktsioonid: eriti tavalised elamupiirkondades ja piirkondades, kus betooni valamise ja lõplik kuivanud konstruktsioon annab head vibratsioonivastased omadused.
• Komposiitstruktuurid: ühendavad terase ja betooni eeliseid — terasraam koos täitmisega betooniga, et suurendada kõverustugevust ja tulepüsivust.
• Tüüpstruktuurid: südamik (kannustab vertikaalset koormust), torusüsteemid, raami-puit/risttugedega süsteemid, outriggers ja radiaaltahvlid, mis aitavad taluda tuule- ja seismilisi jõude.

Vundamendid ja geotehnika

Kõrghoonete puhul on oluline kandevõime ja pinnase käitumise analüüs. Tüüpilised lahendused on sügavad vundamendid — pilingud (puurpinnad), raudbetoonist caisson’id või laiad plaadvundamendid, sõltuvalt pinnase tingimustest ja hoone koormusest.

Ehitusmeetodid ja ajagraafik

• Slipform ja jumpform: sujuv betooni valamine vertikaalselt liikuvate vormide abil, kiire ja tõhus meetod tornkonstruktsioonide tarbeks.
• Teraskonstruktsioonide moodulid: tehasetingimustes valmistatud elementide monteerimine paigal, mis lühendab ehitusaega.
• Prefabrikatsioon ja modulaarne ehitus: korteri- või ruumimoodulite tootmine väljaspool töökohast ja siis kokku monteerimine.
• Top-down meetod: eriti linnalikes tingimustes, kus korruste all olev parkimine või maa-alused korrused ehitatakse paralleelselt.

Turvalisus, tulekindlus ja evakuatsioon

Kõrghoone projekteerimisel on kriitilise tähtsusega tuleohutus, suitsugaaside juhtimine ja evakuatsioonistrateegiad. Tule leviku takistamiseks kasutatakse eri tasemel tulekindlaid seinu ja tuletõkkeid, automaatseid tuletõrjesüsteeme (sprinklerid), suitsukaitse ning eraldi evakuatsiooniteid. Liftiroll inimeste evakueerimisel on piiratud; hädaolukorras kasutatakse tihti treppe, kuigi kaasaegsed lahendused võimaldavad ka spetsiaalsete evakuatsiooniliftide kasutust.

Lifid ja vertikaalne transport

Efektiivne vertikaalne transport on kõrghoonete süda: lifte planeeritakse nii, et vähendada ootusaegu ja tõsta voolukatvust. Levinud meetodid:

• express- ja kohalikud lifti grupid (zoning), et teenindada erinevaid korruseid otse;
• top-of-car registreerumine (destination control), et optimeerida reisijaid majutamist liftrühmades;
• top-deck ja kaksikkabiinid, et suurendada transpordivõimsust kitsas šahtis.

Liftitehnoloogia areng (kiired ja sujuvad süsteemid, regeneratiivne pidurdus ja varustuse energeetiline efektiivsus) võimaldab paremat kasutuskogemust ja väiksemat energiakulutust.

Koormused: tuul ja maavärinad

Kõrghoone projekteerimisel arvestatakse oluliste dünaamiliste koormustega nagu tugevad tuuled ja seismilised lained. Struktuurid peavad olema projekteeritud nii, et vastata stabiliteedi nõuetele ja hoida tekitatavad külgvõnked elamiskõlblikkuse piirides. Tihti kasutatakse jäikust lisavaid süsteeme (shear walls, moment frames, damper’id), et vähendada resonantsi ja vibratsiooni.

Fassaad ja viimistlusmaterjalid

Fassaadivalik mõjutab nii hoone välimust, soojustehnilisi omadusi kui ka hooldust. Levinud on klaasfassaadid (curtain wall), metall- ja alumiiniumprofiilid, keraamilised või kiviplaadid ning komposiitpaneelid. Kaasaegsed fassaadid on sageli mitmekihilised, et tagada hea soojusisolatsioon, kondensatsiooni juhtimine ja päikesekaitse.

Säästev disain ja tehnosüsteemid

Säästvad kõrghooned keskenduvad energiatõhususele, vee taaskasutusele, väikesele CO2 jalajäljele ja heale sisekliimale. Olulised elemendid on:

• soojustõhus fassaad ja akendesüsteemid, päikesekaitse;
• taastuvenergia lahendused (päikesepaneelid, mõnel juhul tuulegeneraatorid);
• energiakasutusoptimeeritud HVAC-süsteemid, soojus- ja külmasalvestus;
• vee ringlussevõtt ja vihmavee kogumine.

Hooldus ja eluea planeerimine

Kõrghooned vajavad pikaajalist hoolduse ja korrashoiu planeerimist — fassaadide pesu, tehnosüsteemide regulaarne kontroll, lifti- ja tulekaitse hooldus. Eluea jooksul võib osutuda vajalikuks ümberprojekteerimine tehnoloogia uuenduste või kasutuse muutuste tõttu.

Mida eristab kõrghoonet pilvelõhkujast?

Puudub universaalne ja rangelt siduv kõrgusepiirang, kuid praktikas eristatakse sageli:

• kõrghoone — üldisem termin hoonetele, mis on oluliselt kõrgemad tavapärasest;
• pilvelõhkuja — tavaliselt väga kõrge hoone; mõnes käsitluses loetakse pilvelõhkujaks hoonet, millel on umbes 50 või enam korrust või mis ületab teatud kõrguspiiri. Rahvusvaheliselt kasutatakse tehnilisi kategooriaid ka kõrguse järgi (näiteks "supertall" üle 300 m ja "megatall" üle 600 m), kuid need on eraldi terminid.

Kokkuvõttes on kõrghoone kompleksne kombinatsioon arhitektuurist, struktuuritehnikast, tehnosüsteemidest ja linnaplaneerimisest. Nõuetekohane projekteerimine, materjalivalik ja hooldus tagavad nii ohutuse kui ka funktsionaalsuse pikaajaliselt.

Küsimused ja vastused

K: Mis on kõrghoone?

K: Kuidas nimetatakse elamute kõrghooneid?

K: Mis on pilvelõhkuja?

K: Mis tegi kõrghooned võimalikuks?

K: Milliseid materjale kasutatakse kõrghoonete ehitamiseks?

K: Mis vahe on kõrghoonel ja pilvelõhkujal?

K: Mis on kõrghoone vastand?

Otsing