Хабрахабр

По рельсам за облака: как помыть стекло в небоскребе

Помыть окно, заменить поврежденное стекло фасада — задачи вроде бы простые, но когда речь идет о зданиях высотой в 400 м, уровень сложности даже самых простых операций вырастает многократно.

image
Альпинист за фасадным стеклом башни Лахта Центра, архив проекта

ЭВОЛЮЦИЯ СУПЕРКЛИНИНГА

Чем выше и масштабнее здание, тем жестче требования к чистоте окон, и тем сложнее содержать фасад в порядке. На заре небоскребостроения задача эта решалась классическим способом, так как сами здания были близки по конструкции к обычным домам, так что открыл окно, и протер снаружи тряпочкой, смоченной в мыльном растворе.

image

Например, в Эмпайр-стейт-билдинг их 6514. Правда, окон много. Поэтому мойщиков было восемь, и полностью фасад они обслуживали за две недели, после чего уходили на следующий круг клининга. И повыше. Безопасность пионеров промышленного альпинизма обеспечивал кожаный ремень, цеплявшийся за специальные крюки на внешней стороне рамы.

image

Но с современными небоскребами такой трюк не пройдет. Технология безопасней, чем на предыдущем фото. Так что мойщики-альпинисты работают или с крыши, или из специальных технологических люков, расположенных на определенных уровнях высоток. Фасады полностью стеклянные, открывающихся окон чаще всего нет.

image

Низка производительность, высоки риски, да и грузоподъемности в пару человеческих сил не хватит, например, для замены поврежденного фасадного элемента. Впрочем, для по-настоящему больших зданий этот способ не подходит или используется только в определенных точках фасада. Как правило, такие системы представляют собой мини-краны, которые поднимают платформы или люльки, и перемещаются вдоль фасадов по рельсам, установленным на крыше или на специальных технологических площадках. Поэтому настоящие супертоллы оборудуют встроенными СОФ, или в международном варианте BMU.

image

Такая система интегрирована в конструкцию 310-метровой башни «Евразия» в Москва-Сити.

image

Для работы сразу с двумя вертикальными плоскостями подъемник оснащен телескопической стрелой с вылетом 19 м и специальной системой крепления к фасаду soft rope system. Дополнительной сложностью для проектировщиков СОФ стала геометрия здания, резко сужающегося на уровне 51-го этажа. Грузоподъемность люльки 240 кг, скорость подъема — 8 м/мин.

image

Похожим механизмом оборудована и башня «Око» — здесь геометрия фасадов попроще, соответственно и СОФ тоже.

image

image

По направляющим профилям движется небольшая платформа, 1-2 метра в длину, подвешенная на тросы. Существуют и более экзотические варианты, например — монорельсовые фасадные системы, которые перемещаются по профилю из алюминиевого сплава. Но такие системы не устанавливают на здания выше 80 м.

image

Например, такие, как в Burj Khalifa в Дубае. В самых высоких зданиях СОФ – это целые многоуровневые комплексы. м2 стеклянных фасадов. Самое высокое здание в мире – это 828 м, 162 этажа и 142 тыс.

image

По рельсам движутся 12 люлек массой по 1,5 тонны каждая. В основе СОФ этого гиганта — специальная рельсовая система, интегрированная в конструкцию небоскреба и расположенная на трех этажах — 40-м, 73-м и 109-м. Начиная со 110 этажа, рельсовая система становится слишком тяжелой для использования и фасады верхних этажей чистят из обычных подвесных люлек.

image

На уровне 70-го этажа по всему периметру здания проходят направляющие рельсы, по которым двигается рабочая платформа с люлькой. Похожая система обслуживает и фасад 315-метровой башни банка Китая, расположенный в Гонконге.

image

И подходят они только для прямых фасадов. Но, как бы то ни было, принцип у всех этих систем один – кран и люлька. Не для таких, как у башни Лахта Центра.

МЕТРО НА СТЕНЕ

image

По сути, это настоящий рельсовый транспорт, но вертикальный. Сюда люльку на кране не подвесишь, поэтому для петербургского супертолла пришлось разрабатывать абсолютно новую СОФ. Каждый путь составлен из 87 рельсов длиной ровно в один этаж, то есть 4,2 м. По краям фасада здания с 3 по 89 этаж устанавливаются 15 рельсовых путей.

image

image

Сам рельс – это достаточно сложная конструкция, в которую интегрирован шинопровод для подачи энергии (примерно, как в метро), система освещения фасада и цепь из нержавеющей стали.

image

image

Именно за эту цепь будут цепляться звездочки подъемных механизмов, оборудованных четырьмя двигателями – по два сверху и снизу.

image

Для работы на широких плоскостях между углами предназначена платформа длиной 23 м – сюда устанавливаются три люльки для транспортировки людей или элементов фасада. Между подъемными механизмами, установленными на двух ребрах башни с рельсами, закрепляется платформа. На узких плоскостях будет использоваться 8-метровая платформа, вмещающая одну люльку.

image

image

При этом одновременно работать на фасадах смогут сразу семь платформ.
Из-за сложности геометрии башни при перемещении будет постоянно меняться и расстояние между рельсами, и угол наклона платформы. Всего в «гаражах» Лахта Центра восемь платформ – четыре большие и две маленькие для транспортировки людей и по одной каждого размера для перемещения стекол. Другое дело — смонтировать ее. Поэтому система управления СОФ должна будет постоянно отслеживать положение платформы и корректировать его, ускоряя или замедляя движение подъемных механизмов.
Очевидно, что несмотря на всю грандиозность башни Лахта Центра, обслуживать его фасады с помощью одной из самых продвинутых СОФ в мире будет удобно и достаточно просто. И каждый промышленные альпинисты устанавливают фактически вручную. 15 ребер по 87 рельсов на каждой – это больше 1,3 тысяч рельсовых элементов.

ВЕРТИКАЛЬ

image

И самый первый – как доставлять к меcту монтажа рельс, весящий около 1,3 тонны, когда краны, работавшие на строительстве башни, уже демонтированы? При решении этой уникальной задачи пришлось параллельно решать еще несколько сопряженных инженерных ребусов. Выход нашелся в опыте железнодорожников, которые используют трассоукладчики, строящие перед собой пути, по которым двигаются дальше.

image

В движение его приводит лебедка, установленная на 89 этаже. Рельсы к месту монтажа на фасаде небоскреба Лахта Центра доставляет специальный транспортер-трассоукладчик, он же грузовой лифт.

image

Для того, чтобы этого не случилось, через каждые пять этажей установлены ролики, в которые укладывается трос. Лифт-транспортер перемещается на 14-миллиметровом металлическом тросе, который вполне может и повредить стекла фасада, и уже смонтированные рельсы. Специальные направляющие пришлось устанавливать и для альпинистских веревок, которые за счет этого следуют за изгибом здания.

image

После того как специальное устройство на транспортере подает рельс к фасаду, двое альпинистов должны попасть четырьмя крепежными выступами в отверстие нижнего рельса – как в конструкторе. Собственно, здесь и начинается самое сложное. Причем из-за изгиба здания крепить его приходится «на излом». Только элемент конструктора весит больше тонны и висит на 300-метровой высоте. После этого крепеж затягивается с жестко зафиксированным усилием динамометрическими ключами. Так что альпинистам, тоже висящим не под прямым углом и не имеющим надежной точки опоры, приходится попотеть даже при выполнении начальной операции монтажа.
Потом надо соединить между собой кабели и провода смежных рельсов, опустить монтируемую конструкцию до единственной точки ее крепления к конструкциям небоскреба, совместить крепежную ось рельса с кронштейном в четырех плоскостях, которые за счет разворота рельса и наклона фасада тоже частенько не совпадают. Чтобы резьбовые соединения не «закисли» с течением времени, они смазываются графитовой смазкой.

image

Да даже добраться до места работ бывает непросто. Монтаж всего одного рельса может занимать до 10 часов, то есть, целую смену. Для этого нужно подняться до 82 этажа на лифте. Выше 30-го уровня к точке монтажа альпинисты спускаются с самого верха башни. До 20-го уровня это 30-40 минут летом и 1,5-2 часа зимой. Потом пешком с 82-го до 87-го и обратно – вниз – на этот раз уже снаружи башни по тросам.

Ну как проще – просто быстрее. Так что до 20 уровня проще подняться снизу. Не каждый альпинист способен взобраться на руках по веревке по вертикальной стене на 80 метров, а потом еще несколько часов устанавливать рельс весом в тонну. Но физика для такого аттракциона у человека должна быть неординарная.

Кому-то нравится работать ночью, правда весь монтаж – при свете фонариков. Работы на фасаде идут круглые сутки. Зимой — с учетом температуры и ветра. Кто-то предпочитает день, когда пусть и шумно, но и видимость отличная.
При силе ветра более 10 м/с работа останавливается. Без ветра разница температур верх/низ – 1. При минус -15 внизу, наверху, при сильном ветре, может быть -25. Работают альпинисты на башне до -20. 5-2 градуса.

СОФ +

Альпинисты останутся постоянными «гостями» Лахта Центра и после того, как СОФ будет запущен. Ведь выше 89 уровня рельсы системы не идут – на шпиле они декоративные. Так что все наружные элементы, расположенные там, будут обслуживать промальпинисты.

image

На 89-м уровне располагается традиционный для небоскребов с прямыми фасадами кран-манипулятор, грузоподъемностью в 1 тонну и передвигающийся по рельсам. Их работа — не единственное дополнение к основной СОФ.

image

image

Манипулятор будет обслуживать недоступные для платформ участки фасада, в аварийных ситуациях станет средством эвакуации рабочих с платформ СОФ.

image

СОФ МФЗ формируют два передвижных крана с вылетом стрелы 4. Примерно по такому же принципу будут обслуживать и фасады Многофункционального здания. 37 м, шесть кранов с вылетом стрелы более 10 м и два крана со стрелой в 12,5 м для фасадов атриума.

image

***

За помощь в подготовке материала благодарим Александра Лучина — руководителя направления по фасадам и СОФ здания Башня проектного офиса Лахта Центра, Ильдара Насыпова и Егора Лапина — сотрудников подрядной организации «Тетрострой»

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть