Taipei 101 - najwyższy "zielony" budynek na świecie

"Zaprojektowaliśmy ten budynek bazując na filozofii integracji z naturą. Jest jak roślina próbująca dotrzeć do nieba" - powiedział kiedyś o Taipei 101 C.P. Wang, główny architekt wieżowca. Taipei 101 mierzy 509,2 m i znajduje się w Tajpej na Tajwanie, w dzielnicy Xinyi. Do 4 stycznia 2010 r. dzierżył tytuł najwyższego ukończonego budynku świata. Jak sama nazwa wskazuje, wieżowiec ma 101 kondygnacji nadziemnych oraz 5 podziemnych - podłoga najniższego poziomu podziemnego znajduje się na głębokości 30,3 m. Niektóre źródła - w tym właściciel budynku - podają, że całkowita wysokość Taipei 101 wynosi 508 m. To zaniżenie wysokości jest rezultatem przyjęcia za podstawę pomiaru wysokości na 1,2 m platformy, na której znajduje się budynek. Według międzynarodowych kryteriów, wysokość tej platformy również powinna być zaliczona do wysokości budowli, gdyż jest dziełem człowieka i znajduje się wyżej od otaczającego chodnika.

W momencie ukończenia budowy Taipei 101, był on pierwszym budynkiem, który przekroczył wysokość pół kilometra. Był też najwyższym budynkiem świata wzniesionym w nowym tysiącleciu. Mimo utraty tytułu "najwyższego na świecie", Taipei 101 wciąż jest rekordzistą w wielu kategoriach - ma największy zegar odliczający czas, który funkcjonuje cyklicznie w każdego Sylwestra oraz najszybszą windę na świecie, która porusza się z prędkością 60,6 km/h. Budynek pod względem architektonicznym łączy w sobie elementy tradycyjne z nowoczesnymi, łącząc azjatycką kulturę z trendami ogólnoświatowej architektury. Mieliśmy okazję odwiedzić go w dusznym Tajpej.

Taipei 101 jest pierwszym tak wysokim drapaczem chmur wzniesionym na obszarze o wzmożonej aktywności sejsmicznej. Trzeba bowiem wiedzieć, że Tajwan znajduje się między dwoma uskokami tektonicznymi i dochodzi tu do setek mikrotrzęsień ziemi rocznie. Działalność fal sejsmicznych na tak wysoki budynek może mieć katastrofalne skutki, jeżeli nie będzie on wystarczająco elastyczny i nie będzie poruszał się zgodnie z rytmem fal.

Podczas projektowania Taipei 101, naukowcy nie byli do końca pewni, jak dokładnie są rozmieszczone uskoki tektoniczne. Tajwańscy geolodzy przeprowadzili serię badań, dzięki którym ustalili, na jakiej głębokości znajduje się ryft i czy jest on aktywny. Okazało się, że zaledwie 200 m od działki biegnie 10-metrowy uskok, co było poważnym problemem, bo powszechnie wiadomo, że im bliżej uskoku, tym poważniejszych uszkodzeń może doznać budynek.

Taipei 101 może oprzeć się trzęsieniom ziemi, dzięki wewnętrznemu rdzeniowi budynku połączonemu z 8 zewnętrznymi kolumnami za pomocą poziomych odsadnic kratownicowych. Kolumny spełniają rolę kręgosłupa budowli, pozwalając się jej odchylać w miarę potrzeb, jednocześnie zapobiegając złamaniu. Każda sekcja budynku jest niezależna od pozostałych, co w architekturze stosowano już wcześniej.

Nie tylko trzęsienia ziemi są zagrożeniem dla Taipei 101. Ponieważ Tajwan jest położony w pobliżu równika, każdego roku nadciągają tu potężne huragany, mogące osiągać prędkość nawet 200 km/h. Tak duże prędkości wystarczą do uszkodzenia, a często nawet zniszczenia budynków. Przy budowie Taipei 101 odnaleziono sposób, jak pokonać wiatr.

Narażona na podmuchy wiatru strona budynku jest popychana, wprawiając całość w nieregularne drgania. Energia wiatru stopniowo wywołuje coraz silniejsze kołysanie, które w skrajnych przypadkach, może wywoływać u ludzi objawy podobne do choroby lokomocyjnej. W normalnych warunkach usztywnia się całość konstrukcji i problem znika, w Taipei 101 projektanci musieli jednak wziąć poprawkę na wspomniane trzęsienia ziemi. Jak sobie z tym poradzono? Przede wszystkim nadano budynkowi odpowiedni kształt - samo wygładzenie krawędzi pozwoliło o 30-40 proc. zredukować siłę prądów powietrznych tworzących się wokół budowli. To jednak nie wystarczyło, bowiem wiatr działał wolniej, ale nadal wprawiał wieżowiec w mikrodrgania, które mogłyby okazać się katastrofalne. Aby im zapobiec zaprojektowano specjalny mechanizm stabilizujący.

Wspomniany mechanizm to ogromny dynamiczny eliminator drgań (TMD), którego celem jest ochrona budynku przed drganiami konstrukcji - wywoływanymi zarówno przez trzęsienia ziemi, jak i podmuchy wiatru. Działanie TMD pochłania 40-45 proc. odchyleń wieży, co jest wartością wystarczającą do bezpiecznego użytkowania.

Eliminator drgań został stworzony przez firmę Thornton-Tomasetti Engineers wspólnie z Evergreen Consulting Engineering. Podobne urządzenia stosowano już wcześniej, ale żadne z nich nie było tak duże i nie wisiało tak wysoko. Za instalację TMD zabrano się, gdy budowa osiągnęła 92. piętro. Oszacowano, że skuteczność obciążnika zapewni mu masa 1/10 całkowitej masy wieży, czyli ok. 660 ton. Żadne istniejące na świecie dźwigi nie byłyby w stanie wciągnąć go na wysokość 380 m nad ziemią, więc dostarczono go na miejsce pod postacią prefabrykatów, które dopiero zespawano w całość. Stabilizator zawisł na 16 dziesięciocentymetrowej grubości stalowych linach, a ponadto został zabezpieczony przy użyciu hydraulicznych amortyzatorów, zapobiegającym jego przemieszczaniu się. Eliminator drgań jest nastrojony w taki sposób, by odchylał się w kierunku przeciwnym od odchyleń wieżowca - działa na zasadzie podobnej do zwyczajnej przeciwwagi.

Z czego jest zbudowany TMD? Z 41 stalowych płyt o 125 mm grubości każda, które zostały ułożone warstwowo i utworzyły kulę o średnicy 5,5 m. Stabilizator jest powszechnie nazywany "Damper baby", a Taipei 101 można kupić liczne pamiątki z nim związane. Warto zaznaczyć, że u szczytu wieży znajdują się jeszcze dwa 7-tonowe obciążniki. Mają one za zadanie ochronę konstrukcji przed szczególnie silnymi podmuchami, które są powszechne dla budynków zwieńczonych iglicą.

W 2016 r. Taipei 101 został odznaczony przez Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) prestiżowym tytułem Greenest - jest najwyższym "zielonym" budynkiem na świecie. Osiągnięcie jest o tyle prestiżowe, że Taipei 101 jest pierwszym, który osiągnął próg 90 punktów przyznawanych przez LEED, odpowiadający certyfikatowi Platinum. Co to tak naprawdę oznacza?

W ostatnich latach nie chodzi już tylko o to, by mieć coś najwyższego, najszybszego czy najlepszego w danej dziedzinie, ale także, by owe dzieło było przyjazne dla środowiska. W całej Azji jest ponad 6700 "zielonych" konstrukcji - od wystroju wnętrz po całe dzielnice, które są zgłaszane do konkursu LEED. Spośród nich, LEED wybrało 2100 "zielonych" budynków. Taipei 101 jest najwyższym z nich.

Taipei 101 to perfekcyjny przykład realizacji nowych wyzwań, bez nachalnej ingerencji w ducha azjatyckiej kultury. Budynek o całkowitej powierzchni przekraczającej 2 mln m2 rozłożonych na 101 piętrach jest zamieszkały przez 126 różnych lokatorów. Dzięki pomysłowej konstrukcji i odpowiedniej adaptacji nowoczesnych technologii, Taipei 101 jest idealnym przykładem, jak można tworzyć "zdrową" i żywą przestrzeń mieszkalną, pamiętając o zapewnieniu funkcjonalnego miejsca życia, pracy i rozrywki.

Taipei 101 zużywa mniej więcej tyle energii co 6000 przeciętnych gospodarstw domowych. Jest podpięty pod dwie niezależne stacje transformatowe. Na wypadek braków elektryczności, wieżowiec ma własne agregaty prądotwórcze, które są w stanie wyprodukować do 70 proc. całkowitego zapotrzebowania na energię. Jako ciekawostkę należy podać, że instalacja elektryczna Taipei 101 jest tak złożona, że kable można by przeciągnąć z Tajpej do Nowego Jorku i z powrotem. Wieżowiec ma nowoczesne komputerowe systemy zarządzania energią. Za bezpieczeństwo czuwa 420 kamer przemysłowych i czytników kart rozmieszczonych w krytycznych punktach.

Drapacz chmur ma rozbudowany system klimatyzacji. Cztery chłodnice ważące po 1050 ton każda wytwarzają 18 000 ton lodu na godzinę i rozprowadzają go rurami, aby schłodzić wodę i zasilać urządzenia chłodnicze w dzień. To zmniejsza zapotrzebowanie budynku na prąd o ok. 3200 kW miesięcznie.

W budynku zastosowano także energooszczędne lampy fluorescencyjne, a obieg wody jest częściowo zamknięty. Ścieki z umywalek i klimatyzatorów, a także woda deszczowa są przechwytywane. Służą do spłukiwania toalet oraz chłodzenia budynku. Specyficzne niebieskozielone ściany kurtynowe, zbudowane z podwójnej warstwy szkła, nie przepuszczają ciepła i chronią przed promieniowaniem UV, co z kolei zmniejsza zapotrzebowanie budynku na klimatyzację.

Taipei 101 jest naszpikowany czujnikami pożarowymi. Automatyczne zraszacze przeciwpożarowe podłączone są do zbiorników wody na poziomach technicznych i działają dzięki sile grawitacji, więc są niezależne od awarii zasilania. Pomieszczenia techniczne znajdujące się powyżej 34. piętra mają specjalne balkony umożliwiające ewakuację. Co 6 miesięcy w budynku są przeprowadzane rutynowe ćwiczenia przeciwpożarowe.