Az épület amiről tudod, hogy magas… nagyon magas… De amikor ott állsz alatta, csak akkor érzed azt, hogy ez tényleg iszonyatosan magas…
Burj Khalifa
És ha kinézel a torony teraszáról mindenhol csak legeket látsz, mint a Dubai Mall vagy a Dubai Fountain.
A Burj Kalifa egy hatalmas ingatlanfejlesztési projekt része volt, amelynek célja egy új, modern városközpont létrehozása Dubajban. Az épületben lakások, irodák, szállodák és üzletek találhatók, amelyek bevételt generálnak. Az előző részekben Dubai történetével és a város rövid idő alatti modernizációjáról írtunk.
A Burj Khalifa és környéke ennek a víziónak az ikonikus eleme. A torony a 828 méter magasságával a világ legmagasabb épülete, amely 2010. január 4-én nyitotta meg kapuit és azóta Dubai szimbólumává vált. Ez az építészeti csoda azonban nem csak egy magasság rekordot jelent, hanem egy ambiciózus stratégia megvalósítása, amely egy város identitásának átdefiniálásáról szól. Az alábbi cikk részletesen bemutatja az épület genezisét, tervezésének filozófiáját, a technikai kihívások megoldásait és az építési folyamat főbb mérföldköveit.
I. A projekt születésének háttere és stratégiai célja
Burj Khalifa
Mohamed Alabbar víziója
A Burj Khalifa története elválaszthatatlanul összefonódik Mohamed Ali Alabbar, az Emaar Properties alapítójának ambíciójával. Mohamed Ali Alabbar 1997-ben alapított céget Dubai kormányzati támogatásával, azzal a céllal, hogy átformálja a város ingatlanpiacát és globális jelentőséget biztosítson Dubainek. Mohamed Ali Alabbar felismerte, hogy az ingatlanfejlesztés a város gazdaságának motorja lehet, és ezzel párhuzamosan a nemzetközi megítélését is meg lehet változtatni.
Az Emaar Properties 2003 közepén lépett kapcsolatba az amerikai Skidmore, Owings & Merrill (SOM) építészeti irodával azzal a céllal, hogy egy olyan épület tervét elkészítsék, amely nem csupán egy lakóépület vagy irodaház volna, hanem a világ legmagasabb épülete. Alabbar felismerte, hogy a szuperlativuszok – a legnagyobb, a legmagasabb, a legfényűzőbb – geopolitikai és gazdasági értékkel bírnak a globális szinten.
A Downtown Dubai fejlesztési stratégia
Az épület nem izolált projektként született. A Burj Khalifa a Downtown Dubai nagyobb városfejlesztési koncepció központi eleme volt, amely egy 2 km²-es terület komplex revitalizációját reprezentálta. Ez a megközelítés magában foglalt egy szomszédos, majd világméretűvé vált bevásárlóközpontot (Dubai Mall), valamint egy ikonikus szökőkutat (Dubai Fountain), valamint luxus szállodákat és lakóépületeket. Ezekről a későbbiekben részletesen beszámolunk a következő részekben.
Downtown Dubai városfejlesztési koncepció
Mohamed Alabbar kifejezetten úgy tervezett, hogy a világon legmagasabb épület jelenlétén keresztül az összes körülötte lévő ingatlan értéke exponenciálisan növekedjen. Ez egy szándékos, spekulatív városfejlesztési stratégia volt, amely az építészeti szuperlativuszokra támaszkodott az értéknövekedés előidézésére.
II. A tervezési fázis: Adrian Smith és William Baker koncepciója
Az építészeti vízió – Adrian Smith, a SOM vezető építésze 2003 május-júniusában kapott először meghívást a projekthez. Az eredeti elképzelések 550–600 méter közötti magasságban mozogtak, de Smith és csapata hamar felismerte, hogy ha már egy szuperlativusz projektben gondolkodnak, akkor ez az elképzelés kibővíthető volt. Smith a sivatagi környezet természeti formáit tanulmányozta inspiráció gyanánt. Végül a Hymenocallis (pókliliom), egy helyi sivatagi virág geometriájára alapozta az épület alaprajzát. Ez a virág hat szirmából áll, spirális mintázatban. Ez az inspiráció egy Y-alakú alaprajzra fordítható le, amely három szárnyból áll, melyek egy központi hexagonális magból sugárzik ki.
Hymenocallis (pókliliom)
Ez nem csupán esztétikai döntés volt. A Y-forma több szerkezeti és funkcióbeli előnyt nyújtott:
- Szélállóság: A spirális forma magasság felé összehúzódva zavarta a szél mintázatot, csökkentve az erőhatásokat
- Világosság és nézetek: A három szárny az épület minden oldala számára rendelkezésre bocsátott ablak- és nézeti lehetőségeket
- Energiahatékonyság: A Y-forma miatt az épület bármely időpontban csak egyhatod részét érte közvetlen napsugárzás.
Burj Khalifa
William Baker és a buttressed core szerkezeti rendszer
William F. Baker, a SOM vezető szerkezeti mérnöke egy forradalmian új szerkezeti koncepciót fejlesztett ki, amely a buttressed core (támpillér-maggal ellátott szerkezet) nevet kapta. Ez a rendszer egy szabálytalan hexagonális betonmagból állt, amelyet három szárny támasztott meg, miként a gótikus katedrálisok támpillérei.
Ez a megoldás több szempontból előnyös volt:
- Hatékonyság: A három szárny csökkentette az anyagfelhasználást az alacsonyabb szinteken
- Szélhatások: A három szárny közösen ellenállt a szél terhelésnek
- Egyszerűség: A terhelések egyenes útvonalon vezethető voltak az alapokba, szükségtelenné téve az összetett oszlop transzfer panelokat
Baker később ezt így foglalta össze: „A gótikus katedrálisokhoz hasonlóan a támpillérek biztosítják a szerkezeti támogatást. Nehéz valami egyszerűt létrehozni, de az egyszerűség az, ami valóban működik.”
III. A szélkihívás: 40 szélcsatorna-teszt
A szélcsatorna-vizsgálatok
Az építészeti csoda megteremtése technikai kutatás nélkül lehetetlen lett volna. A Burj Khalifát több mint 40 szélcsatorna-teszten vetették alá az építkezés megkezdése előtt. Ez az előzetes kutatás nem volt rutinszerű – az épület magassága miatt az aerodinamikai terhelések minden korábbi épületnél nagyobbak voltak. Az első szélcsatorna-tesztek azt mutatták, hogy az eredeti konfigurációban az épület oszcillációja 0,037 g-et érne el, ami messze meghaladta az ISO szabványok ajánlott 0,019 g értéket.
A szél zavaros megoldások
Peter Irwin, az Advenser vezető szélmérnöke és csapata három fő aerodinamikai javítást fejlesztett ki:
- Az támpillérek sarkainak lekerekítése: Ez csökkentette a sarkos terheléseket
- Az épület szélessége az magasabb szinteken: A setback-ok (visszalépések) spirális mintázatban csökkentették az épület szélnyomott felületét
- Az épület teljes orientációjának módosítása: A torony egy optimális szögbe lett orientálva a domináns szélirányokhoz képest.
Ezek az iteratív módosítások az oszcillációt az elfogadható szintre redukálták. Az összes módosítás összességében – a részletesebb szélklíma studium, a szerkezeti javítások és az alak módosítások – majdnem 50%-os csökkentést eredményeztek az eredeti szélterheléshez képest.
IV. Az alapozás: 192 cölöp 50 méter mélységben
A talajmechanikai kihívások
Dubai talaja homok és természet szerinti cementált üledékek rétegekből áll. Egy 500 000 m² felületű, 828 méter magas épület alapozása monumentális feladat volt. A megoldás egy kombinált cölöp-lemez alapozási rendszer volt. A tervezők 192 darab, 1,5 méter átmérőjű és 50 méter mélyre ásott betonpillért helyeztek el, amelyek alapvetően az épület „gyökereit” képezték. Ez önmagában közel 2 évet vett igénybe. A cölöpöket a terv szerint egy masszív, 3,7 méter vastag beton lemezre tették, amely 110 000 tonna betonból állt (megközelítőleg az Amerikai Haditengerészet legnagyobb repülőgép-hordozójának súlyával egyenlő).
A beton öntési technológia
Az alaplemez öntése extrém körültekintéssel történt:
- Hőmérsékleti kontroll: Dubai nyári hőmérséklete akár 50°C-ot is elért. Az alacsony hőmérsékletet a beton öntés során jeget kevertek a betonba, hogy megelőzzék az erős hőtágulást és a repedéseket.
- Éjszakai munka: Az alapbeton öntéseket elsősorban éjszaka végezték, amikor a hőmérséklet alacsonyabb volt.
- Szakcontinuus öntés: Az alaplemezt legalább 24 órás szakciklus alatt folyamatosan öntötték, hogy biztosítsák az integritást. (A szakcontinuus öntés (vagy folyamatos öntés) egy korszerű kohászati eljárás, amelynek során az olvadt fém (jellemzően acél) folyamatosan szilárdul és húzódik ki a kristályosító formából, ellentétben a hagyományos tuskóöntéssel, ahol az olvadt fém statikus formákba öntik.)
Az alapozási munkálatok befejeztével az épület mindössze 50 mm süllyedt – lényegében két thumb szélességének megfelelő. Ez a pontosság a talaj jellegének aprólékos megértésén és az alapozási tervezés precizitásán alapult.
V. Az építési folyamat és az innovatív technológiák
Samsung Engineering & Construction és a 3 napos ciklus
A Burj Khalifa építésének fő kivitelezője a dél-koreai Samsung Engineering & Construction volt, amely korábban a Petronas-tornyokon és a Taipei 101-en dolgozott. A Samsung megosztott a Belgium BESIX-szel és az Egyesült Arab Emírségek Arabtec vállalatával. Az építkezés során a Samsung innovatív 3 napos ciklust alkalmazott az emeletráépítésre. Ez azt jelentette, hogy az épület heti 2-4 emelettel nőtt felfelé. Ez a sebességi rekord csak speciális technológiákkal és precíz koordinációval volt lehetséges.
Az automatikus kúszó zsaluzat (auto-climbing formwork)
A hagyományos zsaluzat-rendszerek erre a projektméretre nem voltak alkalmasak.
A Samsung egy automatikus kúszó zsaluzat-rendszert alkalmazott, amely:
- Az első hidraulikus rendszer szétválasztotta a betonnak a csaloban való egyenletességét
- A második hidraulikus rendszer a forma felfelé szállította az éppen elkészült betonszint felett
- A forma az újabb szintre érkezve visszanyúlt, készenlétét téve az ezután következő betonöntésre.
Ez a rendszer lehetővé tette a gyors ciklust: a szint beton öntése este, majd az egynapos száradás után nyolc órás közlekedés. Ezzel a technológiával a Samsung és csapata 22 millió munkaórát tudott megtakarítani az építkezésben.
Betonpumpálási rekordok
A vertikális beton-transzportálás a Burj Khalifa építésének egyik legboldogabb feladata volt. 2007 májusában az építkezés beállított egy világrekordot: 452 méter magasra pumpálták a betont, amely meghaladta a Taipei 101 építésénél használt 449,2 méteres értéket. Ezt a technológiai megoldást egy speciális betontípus tette lehetővé: a betonba jeget adagoltak, a nyári hőségben való stabilizáció érdekében, valamint az esti/éjszakai pumpálás időpontját is hozzá igazították a hőmérséklethez.
VI. Az építés szerkezetének megvalósítása (2004-2009)
A építkezés során több kulcsfontosságú mérföldkő jelent meg:
- 2007. február: Az épület megelőzte a Sears Towert az emeletszám tekintetében
- 2007. május 13: Betonpumpálási világrekord – 452 méter
- 2007. szeptember: Az épület magassága elérte az 555 métert, megelőzve az utolsó nem-épület típusú szerkezetet (CN Tower)
- 2008. szeptember: Az épület elérte a 707 méteres magasságot
- 2009. január 17: Az épület eléri végső magasságának (818 m) közel 99%-át
- 2009. október: Szerkezetkészség bejelentése; az épület belsejével befejezés
VII. Az üvegezés és a szélállóság
A fachada (homlokzat) technológiája
Az épület felületét 26 000 darab üvegpanel borította, amelyek összesen 103 000 m² felületet alkottak. Ezek nem voltak közönséges üvegpanelek – a Dubai extrém hőmérsékleti körülményeihez szakterületen terveztük meg őket.
Az üvegpanelek 2 centiméter vastagok, több rétegből álló szerkezettel:
- Külső reflektív bevonat a napsugárzás visszaverésére
- Izolációs rétegek
- Belső biztonsági üveg laminálás
Ez a szerkezet összesen 250 km/h-s szél terhelést képes elviselni, miközben az épület napsugárzásnak jelentős részét elnyelve csökkenti az energiafogyasztást. Az üveg panel függőleges rozsdamentes acél szalagokkal voltak kombinálva, amelyek az épület magasságát vizuálisan hangsúlyozták, illetve az aerodinamikai terheléseket enyhítették. A következő részben az épületkomplexum funkcióit mutatjuk be részletesen.
Dubai downtown
Élmény és fotó: Farkas Attila / www.gogogo.hu / envanto.com
Térkép: Dubai