BEIRUT TRIPLETS_Residential building with a waterfall

Project idea

Le sujet de la proposition est un immeuble résidentiel de grande hauteur dans le port de Beyrouth. La proposition est basée sur une étude architecturale et d'urbanisme, qui a été élaborée dans le cadre d'un projet de pré-diplôme. Il s'agit de la revitalisation du territoire détruit par l'explosion de 2020. L'explosion à Beyrouth, capitale du Liban, s'est produite le 4 août 2020, lorsqu'une grande quantité de nitrate d'ammonium stockée dans le port a explosé, causant au moins 218 décès, 7 000 blessés, 15 milliards de dollars de dégâts matériels et le déplacement d'environ 300 000 personnes. La cargaison de 2 750 tonnes de cette substance avait été stockée dans un entrepôt sans mesures de sécurité adéquates pendant les six années précédentes, après avoir été saisie par les autorités libanaises d'un navire abandonné. L'explosion a été précédée d'un incendie dans le même entrepôt, mais depuis septembre 2021, la cause exacte de la détonation fait toujours l'objet d'une enquête. Actuellement, le territoire est inutilisé, les décombres n'ont pas été déblayés et le port attend sa nouvelle affectation. Dans le cadre de la solution urbanistique du territoire, l'une des principales questions était de résoudre la différence de niveau entre le port et le vieux Beyrouth. Une autoroute très défavorablement située passe désormais à cet endroit, formant par sa seule existence une barrière entre la ville et le littoral. Le vieux Beyrouth se trouve actuellement 12 à 15 mètres plus haut que le port lui-même. Nous avons abordé la résolution de ce problème en créant des plateformes individuelles au sein de blocs distincts. Celles-ci créent un élément de terrain progressif, facile à franchir pour les piétons, permettant à chacun de surmonter aisément la différence de niveau. Au-dessus du port, entre les gratte-ciel, se trouve également une « toile » piétonne, depuis laquelle on observe l'ensemble de la ville et l'on s'approche de la hauteur des bâtiments environnants. Il est également facile de rejoindre à pied le bord de mer depuis le vieux Beyrouth. Le sujet de la thèse de diplôme portait sur l'un des blocs du port, comprenant 3 gratte-ciel résidentiels. Un seul d'entre eux, comportant 54 étages hors sol et 2 étages souterrains, a été traité en détail dans le cadre de la thèse. On y trouve un vaste service de conciergerie pour les résidents des appartements de luxe, des penthouses aux étages les plus élevés, un espace fitness et wellness, un café, un barbershop, etc. Il s'agit d'un bâtiment de grande hauteur doté d'un noyau en béton armé, d'une superstructure et d'un squelette intérieur en béton armé. Une seconde enveloppe ajourée a été conçue sur l'ensemble du bâtiment, créant un microclimat intérieur plus favorable pour les usagers du bâtiment, une agréable protection contre le vent, et augmentant également l'attractivité architecturale de l'ensemble du bâtiment.

Project description

TVAR BUDOVY_shape of building Une grande attention a été accordée lors de la conception à l'élaboration du concept du bâtiment, précisément en ce qui concerne les effets du vent. Les effets du vent violent seront réduits par trois facteurs : l'asymétrie de la forme de la tour, le profil dynamique du bâtiment et l'arrondissement des coins de l'enveloppe. Dans le processus de recherche de la forme optimale du bâtiment, de petits modèles sont créés en pratique, qui sont ensuite testés en soufflerie. Cependant, il s'agit d'une activité très laborieuse, coûteuse et chronophage. Dans le cadre du mémoire de fin d'études, il ne s'agit que d'une considération théorique de la forme. La forme du bâtiment a également été examinée du point de vue de l'efficacité technique et économique. Il s'agit d'une réduction de la résistance globale au vent par rapport à une forme rectangulaire. Le système porteur du bâtiment forme une forme conique avec sa circonférence, qui est plus favorable à ces influences et points de vue. A lot of attention during the design was given to the design of the building concept precisely with regard to the effects of the wind. The effects of strong wind will be reduced by three factors: asymmetry of the shape of the tower, dynamic profile of the building and roundness corners of the shell. In the process of finding the optimal building shape in practice they form small models that are subsequently tested in a wind tunnel. However, this is a very labour-intensive, financially and time-consuming activity. Within the framework of the thesis, it is only a theoretical consideration of the shape. The shape of the building was also considered from the point of view of technical and economic efficiency. This is a reduction in overall wind resistance compared to a rectangular shape. The supporting system of the building forms a conical shape with its circumference, which is more favorable to these influences and points of view. NÁVRH DRUHÉHO PLÁŠTĚ /design of the second shell Étant donné que l'enveloppe principale du bâtiment est constituée d'une enveloppe périphérique légère, qui permet des vues depuis les appartements sur la ville ou l'ouverture des espaces, une deuxième enveloppe a été conçue pour le bâtiment. Le bâtiment est également situé à Beyrouth, une ville aux températures toujours élevées, à la sécheresse et au smog. Un flux d'air pénètre entre la première et la deuxième enveloppe grâce à l'effet de cheminée - il en résulte un refroidissement de la façade et la création d'un microclimat plus favorable dans les bâtiments. Grâce à l'enveloppe, le bâtiment ne surchauffe pas non plus lors des journées chaudes. Du point de vue de la conception architecturale de l'enveloppe, j'ai opté pour une forme dynamique, qui apportera légèreté et attrait au bâtiment de grande hauteur. Au niveau du sol, des abris sous le vent agréables et couverts permettent également de se mettre à l'abri lors des journées chaudes. Since the primary shell of the building is made up of a light perimeter shell, which allows views from the apartments to the city or the openness of the spaces, a second shell was designed for the building. The object is also located in Beirut, which is a city with still high temperatures, dryness and smog. Air flow enters between the first and second skins using the chimney effect - the result is cooling of the facade and creation of a more favorable microclimate in the buildings. Thanks to the shell, the building does not overheat on hot days. From the point of view of the architectural rendering of the shell, I approached the dynamic shape, which will add lightness and attractiveness to the high-rise building. At ground level there are also pleasant sheltered leeward windows where one can hide on a hot day. Grâce à la forme dynamique de la première et de la deuxième enveloppe, la résistance au vent est réduite et l'écoulement est facilité. Cela réduit le besoin d'un plus grand nombre de structures conçues pour reprendre les forces transversales. La deuxième enveloppe périphérique forme également une barrière contre la pression du vent perpendiculaire à la façade. La structure est ancrée à travers le LOP à la structure porteuse en béton armé par des consoles en acier et des tirants. De plus, la structure porteuse de la deuxième enveloppe est ancrée au niveau du sol au plafond en béton armé au-dessus du 1er étage hors sol. L'enveloppe est complétée par des lames verticales architecturales qui « coulent » le long de l'enveloppe. Thanks to the dynamic shape of the first and second casing, resistance is reduced wind and current is easier. This reduces the requirement for larger number of structures designed to carry transverse forces. The second outer shell also forms a barrier against wind pressure perpendicular to the facade. The structure is anchored through the LOP to the load-bearing reinforced concrete construction with steel brackets and tie rods. Furthermore, the supporting structure of the second shell is anchored at ground level to the reinforced concrete ceiling above the 1st above-ground floor. The shell is complemented by architecturally vertical slats that "flow" down the shell.

Technical information

En raison de la hauteur du bâtiment, la tour est menacée non seulement par les charges sismiques, mais aussi par les vents soufflant de la mer en été et de la terre en hiver. Selon l'analyse, ils n'atteignent pas des valeurs vertigineuses. Dans d'autres régions, cependant, nous pourrions être préoccupés par un facteur important menaçant les tours d'endommagement, ou du moins par une oscillation excessive. Une grande attention a été accordée lors de la conception au concept du bâtiment et à sa fiabilité en ce qui concerne les effets du vent. Les effets des vents violents seront réduits par trois facteurs : l'asymétrie de la forme de la tour, le profil dynamique du bâtiment et l'arrondissement des coins de l'enveloppe. Dans le processus de recherche de la forme optimale du bâtiment, de petits modèles sont créés en pratique, qui sont ensuite testés en soufflerie. Mais c'est une activité très gourmande en main-d'œuvre, financièrement et aussi en temps. Dans le cadre du mémoire de fin d'études, il ne s'agit que d'une considération théorique de la forme. La forme du bâtiment a également été envisagée du point de vue de l'efficacité technique et économique. Il s'agit d'une réduction de la résistance globale au vent par rapport à la forme rectangulaire. Cela permettrait de réduire les coûts des structures de soutien assurant la rigidité de l'ouvrage contre le vent. Techniquement, le bâtiment est divisé en cinq sections distinctes. Elles sont séparées les unes des autres par des étages techniques, où se trouve l'ensemble des équipements techniques pour les 10 étages suivants. À cet étage se trouve également un renforcement massif sous la forme de méga-traverses - outriggers. Dans le cas de l'ouvrage proposé, la structure porteuse du concept actuellement le plus progressiste appelé Core-Outrigger Mega Frame a été choisie. Son utilisation a débuté lors de la construction de la tour Jin Mao voisine il y a vingt ans et elle est utilisée sous une forme de plus en plus sophistiquée dans la grande majorité des gratte-ciels élevés d'aujourd'hui. Le système combine un noyau robuste en béton armé/béton acier avec des mégacolonnes périphériques en béton armé/béton acier et complète ces éléments verticaux par des mégapoutres horizontales (outriggers) et des ceintures de rigidification périmétriques (belt trusses) en mégacadres spatiaux extrêmement résistants. L'élément central du système structurel est un noyau en béton armé de plan rectangulaire mesurant 14,4x9,1 m, complété par des voiles intérieurs en béton armé. Ceux-ci constituent un renforcement supplémentaire de l'ensemble du noyau. En plus de l'armature en béton haute résistance, le béton du noyau est renforcé sur toute sa hauteur par un squelette robuste en acier de construction noyé dans le béton ; dans les zones les plus basses, les parois du noyau sont également renforcées par des assemblages soudés massifs en tôles d'acier. Au total, six colonnes supplémentaires en béton armé sont réparties autour du noyau dans l'espace du plan. Elles sont disposées symétriquement, toujours par paires dans les axes principaux du noyau. Les mégacolonnes mentionnées sont situées en périphérie du plan du bâtiment. Ces mégacolonnes contiennent également des assemblages soudés massifs en acier de construction reliés par des goujons de connexion à la masse du béton armé environnant. Les âmes en acier des mégacolonnes constituent leur partie porteuse et structurelle principale. Conjointement avec ces colonnes, les poutres principales coopèrent, formant un cadre très rigide au niveau du périmètre. Le transfert des charges entre la mégastructure périphérique et le noyau en béton armé est toujours assuré au niveau de l'étage technique par les raidisseurs outriggers - méga-traverses. Ceux-ci se raccordent dans l'axe aux parois du noyau et créent ainsi un ensemble indestructible et très efficace d'un point de vue statique. Le système du noyau, des mégacolonnes et des méga-traverses est encore complété par des barres d'acier robustes et massives de rigidification dans le plan de l'enveloppe périphérique.