Хан Шатър най-голямата текстилна конструкция в света

Най-голямата текстилна конструкция тип тента беше окончателно завършена само преди броени месеци в казахската столица Астана. Самата конструкция, в която ще се разположат търговски център и увеселителен парк, напомня до известна степен Millennium Dome в Лондон – друг гигант на текстилната архитектура, построен във връзка с бляскавото посрещане на третото хилядолетие. Но за разлика от лондонските власти, които изпитват известни трудности с усвояването на Millennium Dome след края на тематичната изложба през 2000 година, казахстанската страна е напълно наясно с предназначението на мегаконструкцията.

Столицата Астана е известна като един от градовете с най-екстремни климатични условия на Земята, като температурите варират от -40°C през зимата до труднопоносимите 40°C през лятото. Затова основната идея на инвеститорите е била да се обособи това пространство, в което хората могат да пазаруват, общуват и да се забавляват, без риск от климатичен дискомфорт в нито един момент.

Поддържане на постоянна температура
С 80°C температурни колебания на годишна база, поддържането на комфортен микроклимат в сградата през лятото и зимата определено е едно от най-големите предизвикателства.

На практика, при такъв размер на съоръжението, вътре в него се получават различни микроклиматични системи в различните зони, и това трябва да се вземе предвид при изграждането на цялостната отоплителна и климатична инсталация.

Например, през зимата върху повърхността на ограждащата конструкция от EFTE (етилен тетрафлуоретилен) температурата е много ниска. Това означава, че топлият въздух отвътре, при допира си със студената повърхност, веднага се охлажда и пада, създавайки течения във вътрешността на сградата. Това е една от причините, поради които инженерният екип решава да се ограничи височината на облицованата с ETFE част от конструкцията. В противен случай, според изчисленията на проектантите на климатичната микросреда, създаващите се течения в сградата биха били много трудни за контролиране и постигането на комфорт се усложнява значително. При окончателно избраната конфигурация, този ефект се смекчава значително. За допълнителен климатичен контрол, топлият въздух е насочен към повърхността от ETFE с цел да се ограничи движението на въздух и да се предотврати образуването на лед на повърхността.

Разбира се, при допира на топлия въздух и студената повърхност винаги съществува и риск от конденз, които също трябва да бъде взет под внимание. Имайки предвид множеството басейни със солена вода, наподобяващи максимално истинско море, нивото на влажност на въздуха в сградата е обяснимо високо и проблемите с конденза могат да се окажат особено сериозни, ако към тях не се подходи правилно.

Решението на инженерите е да поместят басейните в допълнителна конструкция от ETFE. Взето е пред вид, че ETFE има добри топлоизолационни показатели и, благодарение на структурата си, подпомага затоплянето от слънчевото греене.

През зимата целия огромен обем въздух вътре в сградата се затопля, стига да има слънчево греене. Според проектантите, в студен слънчев ден с външна температура от -35°C, температурата се поддържа 12°C в горната част на покрива.

И все пак основната част от работата на специалистите по отопление, вентилация и климатизация, е свързана с отопляването на този огромен обем въздух през зимата и охлаждането му през лятото. Това, на практика, се прави по класическата система, чрез издърпване на въздух отвън, затопляне или охлаждане до желаната температура и насочването му в ниски части на конструкцията, откъдето се изсмуква и въздуха за навън. Потреблението на енергия е намалено, чрез определяне на голям диапазон на вариации на вътрешната температура в различните части на конструкцията. Така например, на зелените площи се поддържа 15°C през зимата и се допуска да достигнат до 30°C през лятото.

Значимост на проекта
За изпълнителя, компанията Sembol, която е само на 10 години, това е шанс да докаже, че може да изпълнява големи и значими проекти. Проектантските екипи, съответно Фостър и Buro Happold вече са участвали в проекти на големи текстилни конструкции и могат да утвърдят репутацията си на професионалисти в адекватното усвояване на пространствата. Сега те имат възможност да тестват своите теории за сграда с площ от 100 000 кв.м. Хан Шатър е важна, разбира се, и за президента на Казахстан Нурсултан Назарбаев, които сега има емблематична сграда, която може да предизвика интереса на много чужденци към страната му. Нещо повече, както е известно, жителите на Казахстан, които са потомци на номадските племена живеещи в юрти, сега имат свой национален паметник, който е взаимстван от най-древните традиции.

Традиционната юрта има един централно разположен носещ стълб, който поддържа дървена рамка, покрита с текстилен материал. Същият конструктивен принцип е използван и при изграждането на Хан Шатър: кабелната мрежа, поемаща ограждащата конструкция от ETFE, предава натоварването върху централна носеща мачта.

Конструктивни и технологични особености
Разбира се, има и някои ключови разлики между традиционната юрта и Хан Шатър, основната от които е формата, която при мегаконструкцията е елипсовидна, а не кръгла. Опорният стълб, също така е леко наклонен, вместо вертикален. От чисто практическа гледна точка, е невъзможно в такъв мащаб да се репликира обикновена палатка, защото конструктивните особености се изменят с размера. Поставянето на един-единствен носещ стожер е сравнително лесно, когато става въпрос за издигане на малка шатра, но когато въпросната конструкция е с височина 90 метра, нещата се усложняват: за ефективно и надеждно поемане на товарите, носещата мачта се издига 60 метра над покрива на сградата. Тя е проектирана така, че да бъде в състояние да поддържа мрежата от 192 кабели, които могат да се движат независимо в отговор на променящите се натоварвания, причинени от вятър и сняг. Друго предизвикателство при изграждането на сградата е поддържането в изправено положение на мачтата, докато се постави кабелната мрежа. За надеждното приключване на този етап от проекта са посветени много време и усилия в изграждане на временни поддържащи конструкции, правещи възможна технологичната реализация. Самата временна структура е оформена като тринога, за да се осигури стабилна платформа за извършване на монтажните работи.

Предвид мащабът на конструкцията, текстилната конструкция е ограничена до 75% от височината на сградата - тя стъпва върху наземен бетонов пръстен, в който са поместени голяма част от търговските и развлекателните функционални елементи. Това прави изграждането на текстилната конструкция значително по-лесно.

Следващият етап е поставянето на 192-те носещи кабела, които поддържат и предават натоварване към върха на мачтата. Кабелите са групирани по двойки, което има две предимства: първо постига се по-малко сечение, което позволява огъването им и по-лесното им транспортиране в стандартен контейнер, и второ създава стабилна основа за полагане на ETFE мембраните.

С всички кабели, свързани с регулатори на напрежението, се постига исканото разпределение на вътрешните усилия в конструкцията. След напрягането на кабелите е поставена покриващата мембрана от ETFE, като междувременно Sembol са ангажирани с инсталирането на покритията и облицовките във вътрешността на сградата, за да спази крайния срок на проекта – 70-годишния юбилей на президента Назарбаев.