Le gratte-ciel pour de vrai

●Muriel Valin

Le gratte-ciel pour de vrai

●Muriel Valin

名副其实的摩天大楼

Le chantier de la Kingdom Tower a démarré.Mais que de défis pour passer le cap des 1000 m de haut!

Avec sa pointe effilée et sa silhouette asymétrique,la Kingdom Tower ne va pas rester longtemps sur le papier.Depuis le 27 avril 2014,cette tour sort de terre le long de la mer Rouge,en Arabie Saoudite.Elle devrait tutoyer les nuages au-dessus de Jeddah dès 2019.

Une tour de plus dans le palmarès des gratte-ciel?Certes,mais celle-ci a été conçue pour dépasser le cap vertigineux du kilomètre de hauteur—on ne connaît pas encore précisément sa hauteur finale.

王国塔已经破土动工。然而平地建起1000米的高楼可谓困难重重!

纤细的尖顶搭配不对称的塔身,王国塔将不再是图纸上的构想。2014年4月27日,这座位于红海之滨的沙特阿拉伯高楼破土动工,有望于2019年在吉达市上空直插云霄。

又一座高楼将跻身世界摩天大楼排行榜?那是当然!按照设计,王国塔的高度会突破一千米,但我们还无法得知最终的精确高度。

Un cap plus que symbolique：à cette hauteur,les défis techniques se révèlent eux aussi gigantesques.Comment résister à la force des vents?Quelles fondations?Quels matériaux?Combien de temps pour que les ascenseurs montent jusqu'au dernier étage?Et l'isolation?

«Notre projet est parti d'un concours lancé en 2009 par la société Jeddah Economic Company,qui invitait à dessiner une tour de 1 km de hauteur à la fois réalisable techniquement et efficace en termes de construction »,raconte l'un des architectes,Peter Weismantle.

现实的难关摆在面前：如此的高度带来了巨大的技术挑战。怎样抵制强风?需要怎样的地基?选用何种材料?电梯多久可以到达最高层?还有,如何隔热?

王国塔的一位建筑师皮特·维斯曼特解释说：“2009年,吉达经济公司主办了一场竞赛,大赛要求设计1000米的高塔,既要在技术上有可行性,又要在建造上能够实施。我们的项目就是从那时启动的。”

Son cabinet,Adrian Smith+Gordon Gill,est dirigépar le concepteur de la Burj Khalifa,la tour actuellement la plus haute du monde(828 m),dont l'équipe a décidé de copier la forme et l'ossature en Y.

« Cette forme en tripode est la meilleure pour atteindre une telle hauteur sans s'appuyer sur une base trop large.Elle permet en plus de placer un noyau rigide au centre qui va garantir une parfaite stabilité »,confirme Jérôme Quiévreux,de l'agence SRA Architectes,concepteur de tours en France.

他所在的戈登·吉尔和艾德里安·史密斯建筑事务所的负责人为哈利法塔的设计师,这是目前世界最高的建筑,高达828米,因而其团队决定复制哈利法塔外形和Y形构架。

“对于如此的高度来说,三脚基底的设计是最佳的,无需很大的底座支撑。另外,这一设计通过加固中心内核还能确保完美的稳固性。”法国SRA Architectes高塔建筑师事务所的热罗姆·基耶夫勒的说法证实了这一点。

« Nous n'avons pas testé de nouveau matériau ni procédéde construction sur ce projet,vu son envergure,explique Peter Weismantle.Nous avons choisi des techniques d'ingénierie déjà éprouvées sur de plus petits immeubles,que nous poussons à leurs limites.»

Il y a même eu une bonne surprise.« On pensait que le vent allait continuer à prendre de la puissance avec la hauteur.Mais nos simulations et le travail sur maquette en soufflerie ont montréqu' à partir d'une certaine altitude,le rythme de cette croissance diminue »,poursuit-il.Ce qui a permis d'alléger certains points du bâtiment.

Alors que la chape qui coiffe les piliers de la fondation est quasiment terminée,la grande ascension peut être entreprise.Le défi ne fait que commencer.

皮特·维斯曼特解释道：“考虑到工程的规模,我们还没有对新材料以及建造方法进行测试。我们选择已经在较小建筑上试验过的工程学技术,并将其发挥到极致。”

进而,惊喜出现了,皮特·维斯曼特补充说：“我们本以为随着高度的增加,风力会随之变强。但是我们用模型进行的风机模拟实验证明,在一个特定的高度以后,风力增强的速度反而降低了。”这使得建筑的承受的风力负荷减轻了。

王国塔的地基桩几近完成,高楼即将平地而起。然而,挑战才刚刚开始。

1 km de défis 1000米的挑战

Un chantierà1,2 milliard de dollars,qui a déjà mobilisé 100 ouvriers pendant six mois pour les fondations et devrait être achevé d'ici cinq ans,au mieux...A Jeddah se construit une tour d'une hauteur inédite,dotée du point d'observation le plus élevé du monde,à 650 m audessus,la tour sera une simple flèche ornementale,qui accueillera des locaux techniques.La majorité des pièces ont été préfabriquées et seront assemblées sur site avec des grues télescopiques.D'ores et déjà,5 défis ont été identifiés...qui restent à relever.

一个耗资12亿美元、100个工人耗时6个月完成地基施工的工程,一项最快5年内完成的庞大工程……吉达市在建造前所未有的新高度,高楼设有全世界最高的观望台,在650米高度以上,顶端就像是一支箭高耸矗立,起到美观作用,技术部门将安排在这里。建筑内的大多数房间都预先建造完工,由伸缩式起重机完成组装。然而,依旧存在5大难题亟待解决……

Le défit de la résistance au vent御风的难题

Pour assurer sa rigidité sans la doter d'une base trop large(4 000m2),la tour a été conçue suivant une forme aérodynamique effilée,en Y.Son noyau comprend trois murs de contreventement épais,terminés par trois raidisseurs,qui grimpent le long de la structure et limitent les effets de torsion.Malgré tout,l'architecte prévoit qu'en cas de grand vent,le sommet de la tour se déplacera de 2 m par rapport à son axe,tandis que la zone la plus haute accessible par les occupants oscillera de 1,2 m.

王国塔设有巨型的底座(4000平方米),因此为了保证它的坚固性,塔身采用细长的Y状流线型设计。建筑中柱由三面厚斜撑构成,三个加强筋加固建筑,限制扭转作用。建筑师依然考虑到遭遇强风的情况,大楼顶部将会偏离中轴线2米,而大楼居住者可达的最高区域会摇摆1.2米。

Le défit des matériaux材料的难题

Dans ce domaine,le maître d'ouvrage a choisi de ne pas innover.Parce que ces matériaux ont fait leurs preuves et qu'ils sont moins chers et plus faciles à poser,il a exigé d'utiliser de l'acier et,autant que possible,du béton classique.C'est donc en partant de ce cahier des charges que la structure a été imaginée,tout en tenant compte de la difficulté à couler du béton sous pression à des hauteurs si extrêmes.Concrètement,500 000 m3de béton et 80 000 tonnes d'acier vont être nécessaires à la construction.

建筑师没有选择在建筑材料上再做创新,他们仍然选用钢筋和尽可能多地使用传统混凝土,因为这些材料历经检验,且更廉价,更易于搭建。因而,建筑师在此技术规范下着手设计建筑结构,同时超高层施工条件下浇筑混凝土的难度也被考虑在内。具体而言,建筑工程需要50万立方米混凝土和8万吨钢材。

Le défit des ascenseurs电梯的难题

Pour desservir les 530 appartements,les 200 chambres d'hôtel et les parkings,57 ascenseurs vont grimper et descendre les quelque 650 m de zones habitables(jusqu'à l'observatoire)à la vitesse de 10 m/s.Un nouveau type de câble,constitué d'un noyau à base de fibre de carbone,a été mis au point.Des clapets s'ouvrant dans les cabines pallieront la dépressurisation lors des montées et descentes.Enfin,les machineries des ascenseurs seront équipées de trappes pour moduler la température le long desétages.

为了通往530间公寓、200间酒店客房以及各停车场,57部电梯将会在650米的使用区范围内(直到观景台)以10米/秒的速度上下运行。电梯运用了一种碳纤维材质的新型缆绳。在升降过程中,电梯间的阀门会张开以缓解压力降低的不适感。电梯另外配备了翻板活门以调节楼层间的温度。

Le défit énergique 能源的难题

Pour éviter qu'un édifice si élevé devienne un gouffre énergétique,en termes de climatisation notamment,sa forme a été conçue de telle sorte qu'il s'auto-régule thermiquement par un jeu d'ombres.La course du soleil a été modélisée autour du bâtiment,puis des encoches en façades ont étédessinées pour faire de l'ombre sur les murs voisins à différents moments de la journée.De surcroît,les murs extérieurs seront isolés,en particulier grâce à des vitres à basse émissivité.

为了避免如此高的建筑变成一个耗能的无底洞,尤其是空调设备,建筑外形的设计运用了自动调节温度的阴影效应。阳光照射建筑四周,使外墙上的凹痕会在一天的不同时刻形成阴影槽。另外,低辐射率比的玻璃幕墙使得建筑外墙具有良好的隔热性。

Le défit des fondations地基的难题

Pour identifier à quelle profondeur la structure peut s'ancrer de manière stable,une étude géologique fine du sous-sol de Jeddah a été réalisée.Le défi est d'autant plus important que ce sous-sol est composé de calcaire corallien fissuré,de sable et de gravier.Différentes souscouches,àdifférentes profondeurs,ont été repérées.Pour s'appuyer dessus,270 piliers en béton spécial,doté d'une résistance à la compression de 75 MPa,ont étéconstruits;ils sont longs de 50 à 110 m,pour 1,5 m de diamètre maximum.Le tout est coiffé d'un radier,une chape de béton et d'acier de 5 m d'épaisseur.

为了确定建筑获得稳固支撑的地基深度,技术人员对吉达市的地质进行了精细的勘探。由于地下层由开裂的珊瑚灰岩、砂石和碎砂砾构成,地基的难题显得更为复杂。不同深度的不同地质结构也进行了测定。为了能够承担荷载,270根最大直径为1.5米、可承压75兆帕的特殊混凝土桩基被打入50米到110米的地下。全部桩基另有厚度为5米的钢筋混凝土防水保护层。

赵萱 译自

Science&vie,N°1163,août 2014 △