Механический этаж , механический пентхаус , механический уровень или механический уровень — это история высотного здания , предназначенного для механического и электронного оборудования. «Механический» — наиболее часто используемый термин, но также используются такие слова, как утилита , технический , сервис и завод . Они присутствуют во всех высотных зданиях, включая самые высокие небоскребы в мире , и вызывают серьезные структурные , механические и эстетические проблемы.
В то время как в большинстве зданий есть технические помещения , обычно в подвале , в высоких зданиях для этой цели требуются отдельные этажи по всей конструкции по ряду причин, обсуждаемых ниже. Поскольку они занимают ценную площадь пола (так же, как шахты лифтов), инженеры стараются свести к минимуму количество механических этажей, обеспечивая при этом достаточную избыточность предоставляемых ими услуг. Как правило , в небоскребах требуется механический этаж на каждые 10 этажей арендаторов (10%), хотя этот процент может сильно варьироваться (см. примеры ниже). В одних зданиях они группируются в группы, разделяющие здание на блоки, в других они распределены равномерно по конструкции, а в третьих преимущественно сосредоточены вверху.
Механические этажи обычно учитываются в нумерации этажей здания (это требуется некоторыми строительными нормами ), но доступ к ним возможен только на служебных лифтах. Некоторые правила зонирования исключают механические полы из расчета максимальной площади здания, что позволяет значительно увеличить размеры здания; так обстоит дело в Нью-Йорке . [1] Иногда здания проектируют с техническим этажом, расположенным на тринадцатом этаже , чтобы избежать проблем с арендой помещения из-за суеверий по поводу количества .
Некоторые небоскребы имеют узкие ядра зданий, которые требуют стабилизации, чтобы предотвратить обрушение. Обычно это достигается путем соединения ядра с внешними суперколоннами через равные промежутки времени с помощью выносных ферм . Треугольная форма стоек исключает укладку арендованных этажей, поэтому вместо этого в этих секциях размещаются механические полы, обычно группами по два. Дополнительные элементы стабилизатора, такие как настроенные демпферы массы, также требуют механических полов для их размещения или обслуживания.
Такая планировка обычно отражается во внутреннем зонировании лифта . Поскольку почти для всех лифтов требуются машинные помещения над последним этажом, который они обслуживают, механические полы часто используются для разделения шахт, которые уложены друг на друга для экономии места. Переходный уровень или вестибюль иногда размещают чуть ниже этих этажей.
Лифты, которые достигают верхнего этажа арендатора, также требуют верхних машинных помещений; Иногда их помещают в полноразмерные механические этажи, но чаще всего в механический пентхаус , который также может содержать средства связи и оборудование для мытья окон. В большинстве проектов зданий это простая «коробка» на крыше , а в других она скрыта внутри декоративного шпиля . Следствием этого является то, что если учесть в общей сложности самые верхние механические этажи, то в небоскребе с такой конструкцией не может быть такого понятия, как настоящий «офис на верхнем этаже».
Помимо структурной поддержки и управления лифтами, основной целью механических полов являются такие услуги, как отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха (HVAC). Они содержат вентиляционные установки , градирни (в механических пентхаусах), электрогенераторы , холодильные установки, водяные насосы и так далее. [2]
В частности, проблема подвода и хранения воды на верхних этажах является важным ограничением при проектировании небоскребов. Вода необходима для использования арендаторами, кондиционирования воздуха , охлаждения оборудования и базового пожаротушения с помощью спринклеров (особенно важно, поскольку наземное противопожарное оборудование обычно не может достигать высоты более дюжины этажей или около того). Водяные насосы неэффективно и редко осуществимо направлять воду непосредственно на высоту нескольких сотен метров, поэтому используются промежуточные насосы и резервуары для воды. Насосы на каждой группе механических этажей действуют как реле для следующей группы, а в резервуарах хранится вода для нормального и аварийного использования. Обычно у насосов достаточно мощности, чтобы обойти уровень, если насосы там вышли из строя, и направить воду на два уровня вверх.
Особое внимание уделяется пожарной безопасности на технических этажах, где расположены генераторы, компрессоры и машинные помещения лифтов, поскольку в этих элементах в качестве топлива или смазки используется масло .
Механические этажи также содержат системы связи и управления, которые обслуживают здание, а иногда и исходящую связь, например, через большую антенну на крыше (которая также физически удерживается на месте внутри механических уровней верхнего этажа).
Современные компьютеризированные системы управления ОВКВ сводят к минимуму проблему распределения оборудования по этажам за счет возможности централизованного дистанционного управления.
Для большинства механических полов требуются внешние вентиляционные отверстия или жалюзи для вентиляции и отвода тепла по большей части или по всему периметру, что исключает использование стеклянных окон . Образующиеся видимые «темные полосы» могут нарушить общий дизайн фасада , особенно если он полностью застеклен. Различные архитектурные стили подходят к этой задаче по-разному.
В современном и интернациональном стилях 1960-х и 1970-х годов, где форма следует за функцией , наличие вентиляционных отверстий не считается нежелательным. Скорее, он подчеркивает функциональную планировку здания, аккуратно разделяя его на равные блоки, отражая расположение лифтов и офисов внутри. Это можно было ясно увидеть на башнях-близнецах Всемирного торгового центра и на Уиллис-тауэр . В башне IDS в Миннеаполисе самый нижний механический этаж служит визуальным разделением от торгового центра Crystal Court на уровне улицы и надземного перехода и офисной башни наверху; верхний механический этаж (над 50 и 51 этажами, самые верхние жилые этажи) служит «венцом» здания.
И наоборот, дизайнеры современных небоскребов в стиле постмодерна стремятся различными способами замаскировать вентиляционные отверстия и другие механические элементы. Это достигается с помощью таких средств, как сложные углы стен ( Башни Петронас ), сложная решетчатая облицовка ( здание Цзинь Мао ) или нестеклянные секции, которые кажутся декоративными ( Тайбэй 101 , крыша здания Цзинь Мао).
Некоторые малоэтажные жилые (обычно многоквартирные дома или общежития) или нежилые здания, особенно построенные в архитектурном стиле, предполагающем использование таких элементов, как скатные крыши и/или колокольни, могут иметь механические полы, замаскированные под чердаки или башни. В этом случае системы вентиляции технического этажа рассматриваются как фронтонные продухи, мансардные окна или абат-соны (жалюзи в колокольне). Примеры включают некоторые здания в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе , такие как Додд-холл, в котором есть механический пол, замаскированный под чердак, и колокольня.
Это примеры планировок надземных механических этажей некоторых из самых высоких зданий в мире. В каждом случае механические пентхаусы и шпили считаются этажами, что приводит к увеличению общего количества этажей, чем обычно.