S&T (Super Tehnology)

Проектирование высотных зданий является сложной архитектурной и инженерной задачей, требующей учёта влияния самых разных факторов. Например, при строительстве высотных зданий могут возникать очень сильные воздушные потоки как внутри здания, так и снаружи. В связи с этим требуется специальное изучение аэродинамики высотных зданий.

При проектировании здания «Main Tower» были проведены значительные научные изыскания. Использовались методы математического моделирования, а также физическое моделирование — продувка модели здания в аэродинамической трубе. Целью исследований был выбор оптимальной конструкции окон, возможность использования естественной вентиляции, моделирование воздушных потоков в здании, а также изучение воздушных потоков в прилегающей городской застройке.

В качестве исходных данных учитывалось распределение скоростей и повторяемости ветров по направлениям, а также число безветренных дней в году для данной местности (г. Франкфурт-на-Майне).

При строительстве высотных зданий большое значение приобретают требования к сопротивлению воздухопроницанию конструкций, связанные с разностью давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждений. Разность давлений существенно возрастает с увеличением высоты. Окна традиционной конструкции не обеспечивают требуемое сопротивление воздухопроницанию, поэтому для высотных зданий требуются специальные конструкции световых проёмов.

В связи с увеличением воздействия ветрового напора на верхние этажи высотного здания при традиционной конструкции светопрозрачных ограждающих конструкций чрезвычайно затруднено использование естественной вентиляции (проветривания помещений при открывании окон). Распределение областей повышенного и пониженного давлений по внешней поверхности здания зависит от скорости и направления ветра. Эти области определяют направление воздушных потоков (в здание или из здания), а также воздушные потоки внутри здания (от части здания с повышенным давлением к части здания с пониженным давлением — подветренной и наветренной сторон). Из розы ветров Франкфурта-на-Майне следует, что преобладающими являются ветры юго-западного и северо-восточного направлений. Кроме того, исходя из средней скорости ветра, можно заключить, что самые большие скорости имеют ветры западного направления. Учет этих особенностей позволил проектировщикам выбрать конструкцию окон, допускающих естественное проветривание помещений, а также выбрать оптимальную ориентацию здания с учётом ветрового воздействия.