Skyskraporna blir allt högre

– Vinsten är att en större del av byggnadens yta kan användas, säger Mikael Hallgren, adjungerad professor i betongbyggnad på KTH.

Det byggs allt högre i världen. Snart är enkilometers-gränsen nådd, när Kingdom Tower invigs i Jeddah i Saudiarabien år 2020. The sky is the limit tycks vara devisen för skyskrapan, som beräknas kosta cirka 200 miljarder kronor.

Då slår den saudiska kungafamiljen grannlandet Förenade Arabemiraten som för närvarande har världens högsta byggnad i Dubai, Burj Khalifa som är 828 meter och 163 våningar hög.

Redan i dag har Saudiarabien världens tredje högsta byggnad, Makkah Royal Clock Tower Hotel som är ett 120 våningar högt lyxhotell i Mecka.
Ditresta pilgrimer kan åka upp 601 meter ovan jord mittemot den stora moskén. Skyskrapan har också världens största urtavla.

I Shanghai i Kina invigdes förra året det 632 meter höga Shanghai Tower, som alltså fortfarande är näst högst i världen. Tornet har de snabbaste expresshissarna. Det tar mindre än en minut att åka upp till toppen.

Samtidigt som skyskraporna blir högre blir de också smalare. Det gäller att få så mycket valuta som möjligt för pengarna.

– Dagens riktigt höga hus byggs ju i Asien, Mellanöstern och USA i områden där markpriserna är skyhöga, säger Mikael Hallgren.
Han arbetar på Tyréns tillsammans med affärsutvecklare Fritz King, som besökte Shanghai för några år sedan och såg bygget av Shanghai Tower.

– Då insåg jag hur litet av byggnaden som faktiskt kommer att kunna användas eftersom det huvudbärande systemet är i mitten av den – en kärna där också hissarna och hisschakten placeras, berättar Fritz King.

I Shanghai Tower som har 106 hissar blir det en hel del utrymme som försvinner.
– Det är bara cirka 60 procent av ytan som går att användas, menar Fritz King.

För att kunna ta till vara på en större del av kvadratmetrarna hittade han en lösning. I stället för en kärna skulle ihåliga megapelare i utkanten av byggnaden sammanfogas med väggar runt om och bära upp konstruktionen. Inne i pelarna kunde en ny typ av hissar, funiculatorer, placeras.

Tillsammans med ett 20-tal studenter som har gjort sina examensarbeten, bland annat från KTH, har Fritz King och Mikael Hallgren undersökt hur den nya typen av skyskrapor skulle kunna fungera.

– Det här är möjligt eftersom man numera använder betong till skyskraporna i stället för stål, säger Mikael Hallgren.

I Burj Khalifa är de första 600 metrarna byggda i betong, medan de översta 200 metrarna är i stål. Även Kingdom Tower i Jeddah kommer att byggas i betong.

– Tack vare bättre teknik har man lyckats pumpa upp betong på de här höga höjderna, säger Fritz King.
För att testa teorierna om de nya typerna av skyskrapor har studenter i ett examensarbete utgått från 432, Park Avenue i New York som är en nybyggd 425,5 meter hög skyskrapa.

– Den har en bärande kärna, men eftersom den inte räcker till när man kommer upp på så här höga höjder finns också stabiliserande stödben i konstruktionen.

Studenterna räknade också på ett ännu högre hus, som var 888 meter högt.
I simulerade mätningar för att kolla vindlaster och seismisk aktivitet visade det sig att den byggnad som rörde sig minst var den som byggde på ramverk med en vånings bältesväggar som uppfördes var 28,5:e meter.

– Men alla olika typer klarade rörelserna väldigt bra. Byggnaderna blir stabilare när den bärande funktionen flyttas ut i kanterna, säger Fritz King.

Han menar också att 90 procent av ytan kan användas när kärnan försvinner, och när nya typer av hissar som inte behöver lika många hisschakt tas i bruk.

– Det här öppnar upp nya spännande möjligheter för byggandet av riktigt höga hus. Det kanske i första hand inte blir i Europa, utan i USA, Mellanöstern och Kina, säger Mikael Hallgren.

BYGGTEKNIKEN I ÅTTA SORTERS SKYSKRAPOR

Fritz King på Tyréns har tagit fram åtta varianter av skyskrapor med det pelarbaserade byggsystemet: Tubed Mega Frame Structural Systems for Tall Buildings.

-En skyskrapevariant har pelare i utkanten som knyts ihop var 57:e meter med väggarna av ett så kallat bälte, som spänner över två våningar.

-En annan variant har samma utformning, med enda skillnaden att bältet knyter ihop byggnaden var 28,5 meter och spänner över en våning.

-En tredje och fjärde variant har inre korsande väggar i stället för bälten, och de kan också gå över en eller två våningar.

-I fyra andra typer av skyskrapor används ramverk i stället för pelare för att bära upp byggnaden.


Text Ann-Katrin Öhman

Illustration Anders Westerberg

KTH Magazine 31 AUGUSTI, 2016