“Интеллектуальное здание” в Бахрейне

“Интеллектуальное здание” в Бахрейне

На протяжении веков люди использовали силу ветра. Ветряные мельницы до сих пор являются символом Нидерландов. Ветряные генераторы электрической энергии, расположенные в Северном море близ берегов Великобритании, вырабатывают дешевую электроэнергию. В связи с тем, что темп глобального потребления энергии в мире постоянно возрастает, необходимость в разработке возобновляемых источников энергии становится все более насущной. Поэтому, когда английский архитектор Эткинс (Atkins) решил установить на башнях Всемирного Торгового Центра в Бахрейне (BWTC – Bahrain World Trade Center) громадные ветряные электрогенераторы, внимание специалистов со всего мира было приковано к этому проекту. 

"Я всегда хотел использовать в проектах возможность решения задач генерирования электроэнергии", – комментирует Шон Килла (Shaun Killa), руководитель архитектурного направления компании Atkins & Partners Overseas. – За несколько лет до проекта BWTC я начал изучать возможности применения масштабных ветряных генераторов при проектировании высотных зданий. Я знал наверняка, что до сих пор такая задача никем не решалась, поэтому сначала нам предстояло разобраться, с какими ограничениями данные устройства будут работать. Далее нам предстояло объединить полученные знания с геометрическими формами зданий, которые были бы наиболее благоприятны для обтекания ветряными потоками, но в то же время проект должен был оставаться экономически привлекательным". Килла отметил, что данный объект привлек его внимание около трех лет назад, когда заказчик по BWTC попросил Эткинса подготовить генеральный план застройки участка, где уже присутствовали: гостиница Sheraton, небольшое офисное здание и торговый центр.   

Проект планировался как гармоничная интеграция существующего коммерческого комплекса, состоящего из торгового центра, 16-этажной офисной башни, а также 12-этажной гостиницы Sheraton. Каждая из двух 50-этажных башен BWTC включает в себя 34 офисных этажа. Остальные этажи занимают помещения под дополнительные услуги (фитнесс-центр и др.). Подиум здания включает в себя пятиярусную парковку, рассчитанную на 1700 машин. В зданиях смонтировано 26 лифтовых систем, включая четыре панорамных лифта, поднимающихся до 42 этажа, откуда открывается незабываемый вид работающих ветряных турбин на фоне города.  Заказчик просил Эткинса расширить имевшийся торговый центр, добавить офисных помещений и связать вместе все объекты на площадке. Команда специалистов начала исследовать существующие постройки и обнаружила, что продление стройплощадки создает центральную ось, перпендикулярную линии побережья Персидского Залива. Первым естественным желанием было расположить обе башни симметрично по обеим сторонам от этой оси. Килла отметил: "Будучи моряком, еще во время своих первых визитов в Бахрейн я отметил, как сильно здесь дует ветер с моря строго перпендикулярно береговой линии. Меня осенило, что это может быть прекрасной возможностью для создания двух башен-близнецов, где можно было бы применить ветряные генераторы электрической энергии".

В результате три центробежных ветряных электрогенератора с диаметром лопастей 29 м будут установлены между двумя башнями BWTC, высота которых – 240 м. До сих пор аналогичных проектов не существовало, и поэтому у разработчиков не было возможности проконсультироваться ни с кем из специалистов. Даже общаясь с разработчиками турбин, возникали вопросы, на которые те не могли дать ответ. Как и в любом уникальном проекте, команда проектировщиков столкнулась с несметным числом сложных вопросов. Исследования, проведенные Atkins & Partners Overseas, показали, что крупномасштабная интеграция ветряных генераторов внутрь зданий не является удачным решением из-за высокой стоимости (может доходить до 30% от стоимости всего строительства). Это связано, в первую очередь, с расходами на дополнительное проектирование зданий, а также исследования по подготовке специальных ветряных турбин. 

Успех проекта BWTC заключается в том, что были использованы стандартные турбины, которые уже были испытаны ранее и включены в проект с минимальными модернизациями. Это позволило снизить стоимость их интеграции в здание. В результате удалось добиться того, что использование ветряных генераторов стоило менее 5% от общей стоимости строительства. Большая сложность заключалось в том, чтобы правильно оценить модели поведения ветряных генераторов, работающих на высоте. На открытом пространстве они могли бы повернуться лицом по направлению к ветру, но когда ветряные генераторы закреплены на мостах, соединяющих две башни, это абсолютно другой режим эксплуатации. В данном случае необходимо было учитывать, как форма башен будет влиять на потоки воздуха, обтекающего вокруг зданий. Иными словами, форма обеих башен должна создавать "туннель", позволяющий ветру со стороны залива проходить между ними, одновременно создавая пониженное давление за зданиями, чтобы ускорить скорость воздуха в районе турбин. Данное решение по архитектурной форме башен позволило усилить скорость ветра, проходящего через турбины до 30%. Таким образом, по расчетам Эткинса в результате применения ветряных электрогенераторов, здания могли экономить от 11% до 15% годового потребления электроэнергии. Но, так как данный проект не имеет аналогов и ветряные турбины никогда не размещались на высоте 160м от поверхности земли, и кроме того, между двумя высотными зданиями, эффект от их применения может быть еще больше.

Обе башни соединены по высоте тремя мостами длиной 31.7 м, на каждом мосте закреплены ветряные генераторы электроэнергии. Мосты имеют специальные конструкции, которые позволяют башням двигаться на 0.5 м по отношению друг к другу. Мосты проектировались так, чтобы они могли выдерживать и поглощать колебания, вызванные ветром и вращением турбин. 

Кроме установленных ветряных генераторов электрической энергии проект BWTC был отмечен, как первое, по-настоящему, интеллектуальное здание в Бахрейне. Обе башни расположены в центре финансового мегаполиса страны (Манама) Они предоставят работникам офисов новый уровень комфорта и другие преимущества благодаря использованию интеллектуальной системы управления зданием IBMS (Intelligent Building Management Systems). Данная система была реализована при сотрудничестве IT-специалистов и инженеров компаний Xpand Advisory и NCS из Сингапура. Башни BWTC будут представлять собой непревзойденный уровень безопасности, комфорта и снижения расходов на эксплуатацию. Кроме того, все системы в здании будут работать на самом современном уровне связи: в зданиях установлена СКС (структурированная кабельная система), интегрирующая в себе все виды данных. Система видеонаблюдения, автоматизированный контроль доступа, функции авто-парковки и системы быстрого реагирования – все это реализовано в проекте BWTC.      С точки зрения удобства пользователей, в башнях будут реализованы функции, охватывающие автоматизацию всех стадий нахождения человека в здании: от автоматической парковки до входа в здание, учитывая VIP-апартаменты, систему резервирования для пользования службами и сервисами, а также систему учета и биллинга. Система IBMS, помимо того, что должна включать в себя самые современные технологии, еще должна быть масштабируемая и иметь высокий уровень коммуникации. Например, при разработке проекта учитывались последние достижения IP-телефонии, беспроводных сетей доступа (хот-споты), которые обеспечивают доступ к голосовой почте, услугам факсимильной связи и E-mail. Все это осуществляется из единой точки доступа, а люди, находящиеся в здании, могут получить широкополосный доступ в Интернет посредством Wi-Fi соединения.

Теперь пользователи в здании могут пользоваться любыми IT-сервисами так же легко, как и стандартными сервисами (например, водоснабжением или электроснабжением). Кроме предоставления удобств в IT-коммуникация для частных лиц, в зданиях заложены большие возможности для ведения бизнеса коммерческих структур. Интегрированные системы зданий снизят общие расходы по содержанию объекта благодаря энергоэффективности и улучшенному управлению ресурсами. Проект BWTC является первым в Бахрейне, где проектирование системы пожаротушения велось по стандартам US NFPA (Американское Национальное Противопожарное Агентство).

Снижение расходов – было одной из целей, преследуемых на проекте BWTC. На каждом этаже зданий установлены счетчики электрической энергии. К ним имеют доступ люди, находящиеся на этаже, а также эти данные снимаются централизованно для контроля над издержками по энергопотреблению. Оба здания и прилегающий комплекс будут снабжены инновационной системой распределенного кондиционирования воздуха и холодоснабжения. Эта система учитывает оптимальную эффективность и снижение расходов, обеспечивая экологически чистую альтернативу обычным системам охлаждения посредством рециркуляции воды.

Комментируя интеллектуальную систему управления зданиями BWTC, представитель DTZ Bahrain Клер Хагес (Claire Hughes) отметила: "Башни включают в себя самые современные системы и технологии. "Умное" оборудование, установленное в проекте, дает нам повод гордится тем, что мы смогли предложить представителям бизнеса условия совершенно нового уровня, позволяющие работать более "интеллектуально". Одна из наиболее важных составляющих деловой активности сегодня – это продуктивность работы. Обстановка, созданная в зданиях BWTC с помощью современных технологий, позволит компаниям функционировать более эффективно и будет содействовать росту их бизнеса".

Проект BWTC вызвал обеспокоенность многих людей, так как аналогов ранее не существовало. "Всегда легче, когда кто-то до тебя уже пытался сделать подобное. Однако данный проект представляет собой первый прецедент, на опыте которого можно учиться и продвигать прогресс в строительстве уникальных зданий дальше", – подытожил Килла.