Vaakasuorat pilvenpiirtäjät ällistyttävät
Isojen kaupunkien keskustassa tonttimaata on vähän. Siksi on houkuttelevaa rakentaa kapeasti ja korkeasti. Suunnittelijoita kiehtovat myös mittavat yläilmoissa makaavat rakennelmat, joissa on tilaa asunnoille ja palveluille.
Kiinalaiskaupunki Chongqingin siluetti näyttää varmasti useimpien silmissä aika tavalliselta, kunnes katse osuu neljän 250 metriä korkean pilvenpiirtäjän päällä lepäävään viidenteen mittavaan rakennelmaan.
Korkealla vaakasuorassa oleva metalli- ja lasikolossi tunnetaan nimellä Crystal. Se on Raffles City Chongqing -nimisen rakennuskompleksin hämmästyttävin osa.
Makaava 300 metriä pitkä pilvenpiirtäjä edustaa uutta rakennusteknistä ja -taiteellista ajattelua: suurkaupunkien tilankäyttöä tehostetaan rakentamalla korkeasti sekä pysty- että vaakasuoraan.
Crystal ei ole suinkaan ainoa horisontaalinen jättiläinen, joissa on vaikkapa asuin- ja hotellitilojen lisäksi näköalaravintoloita. Vastaaviin rakennelmiin voidaan mahduttaa kokonainen kaupunkiyhteisö.
Rakentamiseen liittyy kuitenkin teknisiä ongelmia. On vaikea hallita tuhansia tonneja terästä ja lasia, kun pitkä, kapea rakennus tavallaan riippuu satojen metrien korkeudessa.
Sata vuotta vanha idea
Crystal on moderni tulkinta venäjänjuutalaisen arkkitehdin ja taiteilijan El Lissitzkyn eli Lazar Markovitš Lisitskin vuonna 1924 esittämästä visiosta. Hän käytti horisontaalisesta pilvenpiirtäjästä saksankielistä nimitystä Wolkenbügel. Wolke tarkoittaa pilveä ja Bügel muun muassa vaateripustinta ja sankaa. Ajatuksellisesti kyse on ”pilvensilittäjästä”.
Kun esimerkiksi New Yorkissa ja Chicagossa nousi pilvenpiirtäjiä kuin sieniä sateella Yhdysvaltojen talouden kasvaessa ripeästi, Lisitski katsoi kirjaimellisesti toiseen suuntaan.
Visioimillaan vaakasuorilla pilvenpiirtäjillä Lisitski tavoitteli etenkin viihtyisyyttä. Hän uskoi, että leveys miellyttää ihmisiä kapeutta enemmän.
Moskovassa kuollut Lazar Lisitski uskoi leveiden korkeiden talojen olevan viihtyisämpiä kuin kapeiden. Wolkenbügel havainnollisti ajatusta, että on luonnollisempaa liikkua vaaka- kuin pystysuoraan.
Suurimpia korkean rakentamisen haasteita on tuuli. Kun ilma virtaa pilvenpiirtäjän sivuitse, sen ympärille syntyy paine-eroja. Periaatteessa rakennus voi vaikuttaa virtaukseen lentokoneen siiven tapaan, mutta useimmissa tapauksissa se vain toimii massiivisena esteenä, johon tuuli törmää.
Suojanpuolella ilmavirta hajoaa pilvenpiirtäjän muodon takia. Syntyy turbulenssia, joka alkaa huojuttaa rakennusta.
Kun pilvenpiirtäjä sijaitsee maanjäristyksille alttiilla alueella, myös maan liikkeet voivat saada sen keinumaan.
Haasteet koskevat kaikkia korkeita rakennuksia, mutta vaativinta on suunnitella sellaisia kokonaisuuksia kuin Raffles City Chongqing, jossa neljä pilvenpiirtäjää kannattelee viidettä rakennelmaa.
Harvinaisen kapeita pilvenpiirtäjiä
Vuonna 2020 valmistunut rakennuskompleksi on tätä nykyä Chongqingin maamerkki. Noin 30 miljoonan asukkaan kaupunki sijaitsee Jangtse- ja Jialingjokien yhtymäkohdassa, ja se onkin merkittävä vesiliikenteen keskus. Raffles City Chongqing on kunnianosoitus kaupungin historialle, sillä sen kahdeksan pystysuoraa pilvenpiirtäjää näyttävät ylhäältä katsottuna muodostavan purjeen.
Raffles City Chongqingin tornit eivät päästäneet suunnittelijoita helpolla. Kaksi pohjoisinta – 350 metriä korkeaa – pilvenpiirtäjää ovat nimittäin tavallista kapeampia.
300 metriä pitkä on Raffles City Chongqingin Crystal-niminen vaakasuora pilvenpiirtäjä.
Koska kantavat alusrakenteet ovat suhteellisen pienellä alalla, pilvenpiirtäjät seisovat tavallista sirommilla ”jaloilla”. Suunnittelijoiden kielellä ilmaistuna niiden hoikkuusluku on 9,4, kun yhtä korkeilla pilvenpiirtäjillä se on yleensä enintään 8.
Chongqingia ympäröivät vuoret tekevät tuuliolosuhteista vaativia, ja koska seudulla esiintyy myös maanjäristyksiä, kapeisiin pilvenpiirtäjiin suunniteltiin lujitettu betoniydin ja komposiittibetonista ja teräksestä valmistetut välipohjat, jotka kestävät luonnonvoimien jylläämisen.
Kaksi pohjoisinta tornia on yhdistetty vaakasuoraan Crystaliin kahdella katetulla yhdyssillalla, jotka kiinnittyvät 40 senttiä pitkillä nivelillä. Liikkeen salliva kytkemistapa varmistaa, etteivät rakennelmat vaurioidu ja romahda maan järistessä.
Tonnien painoiset osat nostettiin ylös
Raffles City Chongqingin pystysuorissa pilvenpiirtäjissä on asuntoja ja toimistoja. Crystal kätkee sisäänsä 300 metriä pitkän elämyskeskuksen, jossa voi esimerkiksi käydä uimassa, katsella maisemia, nauttia yhdeksänmetrisiä puita kasvavasta viheralueesta, oleskella hotellin aulatiloissa tai syödä ravintolassa.
Teräksinen runko painaa 12 000 tonnia eli yhtä paljon kuin Eiffel-torni. Ulkoverhous koostuu 3 000 lasi-ikkunasta ja 5 000 alumiinilevystä.
Crystal perustuu yhdeksään osaan. Kolme niistä sijoittuu neljän kantavan pilvenpiirtäjän väliin. Nämä osat rakennettiin maassa ja nostettiin valmiina 250 metrin korkeuteen.
Siirto tapahtui 16 hissillä, jotka liikuttivat yhtä aikaa ja tasatahtia kutakin noin 1 100 tonnin painoista osaa kohti sijoituspaikkaa.
3 tekniikkaa mahdollisti makaavan pilvenpiirtäjän
1. Hissit nostivat painavat osat
Yhdeksästä 1 100 tonnin painoisesta osasta koostuva Crystal makaa neljän 250 metriä korkean pilvenpiirtäjän varassa. Kolme osaa rakennettiin valmiiksi maassa. Ne siirrettiin paikalleen 16 nostolaitteella.
2. Laakerit torjuvat järistysvaurioita
Chongqing on maanjäristyksille altis kaupunki. Crystal lepää 26 laakerilla, jotka voivat liikkua toisiinsa nähden. Lisäksi rakennus on varustettu vaimentimilla, jotka kumoavat massan värähtelyä, tärinää ja huojuntaa aiheuttavaa voimaa.
3. Teräs on kevyttä ja lujaa
Runko on valmistettu teräksestä, joka kestää betonia paremmin esimerkiksi maanjäristyksiä. Kokonaispainoon on vaikutettu myös käyttämällä pintamateriaalina kevyttä alumiinia. Ulkoverhouslevyjä on kaikkiaan 5 000.
Vaikka tuhansista tonneista terästä, betonia ja lasia koostuvat pilvenpiirtäjät vaikuttavat hievahtamattomilta, turbulenttiset tuulet ja maankuoren vapina voivat tärisyttää ja huojuttaa niitä. Joskus edestakainen liike on monta metriä.
Suunnittelijoiden tärkeimpiä tehtäviä oli löytää keino kiinnittää Crystal neljään kannattelevaan pilvenpiirtäjään niin, ettei se vaurioidu silloin, kun tukipylväät huojuvat.
Laakerit ehkäisevät vahinkoja
Crystal olisi voitu kytkeä alla oleviin pilvenpiirtäjiin nivelillä, jotka joustamalla olisivat taanneet sen, että Crystal olisi seurannut niiden liikettä. Tätä ratkaisua käytetään muun muassa Singaporessa sijaitsevassa Marina Bay Sandsissä, jonka tornien päällä on kaksikerroksinen SkyPark.
Laskelmien mukaan Raffles City Chongqingin 250 metriä korkeat pilvenpiirtäjät voisivat kuitenkin huojua maan järistessä jopa kolme metriä. Koska näin laaja heiluriliike repisi Crystalia liikaa, suunnittelijat hylkäsivät vaihtoehdon.
Singaporessa sijaitsevan Marina Bay Sandsin päällä oleva SkyPark voi seurata tuulen tai maanjäristyksen aiheuttamaa pilvenpiirtäjien liikettä joustavien nivelten ansiosta.
Suunnittelijat totesivat, että Crystal oli parasta kiinnittää vaimentimien ja laakereiden yhdistelmällä. Se estää vaakasuoraa rakennelmaa seuraamasta vapaasti tornien liikkeitä ja itse asiassa imee itseensä sitä energiaa, joka tärisyttää ja vääntää kokonaisuutta.
Crystal lepää 26 laakerilla, joiden läpimitta on kaksi metriä. Niistä käytetään englanninkielistä nimitystä friction pendulum bearing (FPB). Laakerit eivät reagoi tavalliseen tuuleen tai mitättömiin maankuoren liikkeisiin, ja Crystal seuraa johdonmukaisesti pilvenpiirtäjien liikkeitä.
Kun maa järisee voimakkaammin, laakerit liikkuvat riippumatta alla olevien pilvenpiirtäjien liikkeistä ja vakauttavat Crystalia. Lisäksi vaimentimet imevät itseensä värähtelyn energiaa.
Ratkaisuun päädyttiin sen jälkeen, kun tietokone oli suorittanut laskutoimituksia 27 000 tuntia ja rakennuksen maanjäristyksen kestävyyttä oli selvitetty tärypöydän avulla pienoismallilla, jonka mittakaava oli 1:25.
Pilvenpiirtäjä halkoo aavikkoa
Raffles City Chongqing on edustava esimerkki suunnittelijoiden kyvystä ratkaista vaikeita rakennusteknisiä ongelmia näyttävällä tavalla.
Uusia mahtihankkeita on kuitenkin jo vireillä, ja Crystal kalpenee niiden rinnalla.
Saudi-Arabiaan kaavaillaan 200 metriä leveää, 500 metriä korkeaa ja 170 kilometriä pitkää horisontaalista pilvenpiirtäjää, joka on saanut nimekseen The Line eli Linja.
Idean takana on Saudien hallitsijasuku. Tavoitteena on saada aikaan huipputekniikan avulla moderni kestävä lineaarikaupunki, joka ei tarvitse teitä eikä ajoneuvoja.
The Line koostuu kahdesta rinnakkaisesta horisontaalisesta pilvenpiirtäjästä, jotka on katettu peililasilla. Niiden väliin jää viheralue, joka jakautuu puistoihin, vesistöihin ja kulkureitteihin.
Tulevaisuuden kaupunki pötköttää
The Line -hankkeen maarakennustyöt pääsivät käyntiin Saudi-Arabiassa lokakuussa 2022. Horisontaalisesta 200 metriä leveästä pilvenpiirtäjästä pitäisi suunnitelmien mukaan tulla 170 kilometriä pitkä.
1. Kaupungissa ei ajeta autoilla
The Line koostuu kahdesta rinnakkaisesta 500 metriä korkeasta pilvenpiirtäjästä. Niiden yhteyteen ei tule teitä, joilla liikuttaisiin moottoriajoneuvoilla. Tarkoituksena on taata, että kaikki palvelut löytyvät enintään viiden minuutin kävelymatkan päästä. Julkinen liikenne perustuu suurnopeusrataan.
2. Peililasi päästää valon sisään
Rakennus päällystetään peililasilla, joka läpäisee vähän auringonvaloa. Pilvenpiirtäjien väli on sen sijaan niiden muotoilun ja materiaalien ansiosta valoisa sekä kesällä että talvella.
3. Yhdeksän miljoonaa asukasta
Asunnoista muodostuu jopa 80 000 asukkaan kokonaisuuksia, jotka vastaavat Suomen keskisuuria kaupunkeja. Jos kaikki sujuu suunnitelmien mukaan, The Line tarjoaa kodin yhdeksälle miljoonalle ihmiselle, kun se valmistuu vuonna 2045.
Siitä huolimatta, että maarakennustyöt alkoivat syksyllä 2022, The Line -hanke on vielä vain havainnekuvina olemassa oleva tulevaisuudenvisio. Suunnittelun lähtökohtana ovat asukkaiden tarpeet, ja esimerkiksi kauppaan tai liikuntakeskukseen ei pitäisi kenelläkään olla asunnolta viittä minuuttia pitempi kävelymatka.
200 metriä leveä The Line koostuu kahdesta rinnakkaisesta pilvenpiirtäjästä.
Lineaarikaupungin julkinen liikenne hoidetaan suurnopeusjunilla, jotka kulkevat koko 170 kilometriä pitkän reitin noin 20 minuutissa. Asukkaat eivät tarvitse omia autoja, ja tavoitteeksi on asetettu, että yhdyskunnasta tai yhteisöstä tulee ekologisesti kestävä. Autottomuuden lisäksi kestävän kehityksen vaatimuksiin vastataan uusiutuvilla energialähteillä. Avainasemassa on eteläseinän aurinkopaneelien tuottama vihreä sähkö.
Toteutuessaan suunnitellusti The Line todistaa, että vaakasuorien pilvenpiirtäjien ei tarvitse olla vain hätkähdyttäviä futuristisia arkkitehtonisia elementtejä niin kuin Crystal Chongqingissa ja SkyPark Singaporessa. The Line saattaa näyttää, mihin suuntaan kestävät kaupungit kehittyvät.