برج خليفه من المشروعات اللي انت بتقف قدامها كمهندس ولازم تسال نفسك هو البتاع ده اتبني ازاي؟ .. الحجم بتاع المشروع نفسه يخليك احيانا مش مصدق ان البشر ممكن يعملوا حاجه كده .. كارتفاع هو 828 متر وده لوحده بيخليه اطول ب200 متر عن اي مبني تاني علي مستوي العالم .. كموقع هو مبني في صحراء شبه الجزيره العربيه يعني فعليا انت باني برج بالارتفاع ده علي شويه رمله .. دبي بتتعرض سنويا لشويه عواصف رمليه واللي شاف منكوا فيلم Mission Impossible: Ghost Protocol حيبقي فاهم قصدي ده كويس .. كوزن ده برج لو حطيته علي ميزان حيقرالك نص مليون طن .. لو جيت تحسب احنا حطينا قد ايه صلب في الانشاءات بتاعته فكميه الصلب دي لو رصيتها جنب بعض فهي كافيه جدا انها تغطي 25% من طول خط الاستواء .. البرج فعليا من جوه ضخم بشكل مستفز .. فيه اكتر من الف شقه سكنيه .. فيه 1600 اوضه فندقيه .. فيه 37 دور معمولين مخصوص كمكاتب لشركات ماجره فيه اماكن .. ده برج زاره السنه اللي فاتت بس 3 مليون سايح .. برج فيه اكبر مول تجاري في العالم .. لك ان تتخيل ان المبني ده مفروش من بره بازاز لو جيت تحسب مساحه الازاز المفروش علي الواجهه من بره حتلاقيه 100,300 متر مربع .. عارف طاقم تلميع الازاز اللي بيتشعبط بحبال ده عشان ينظف الازاز من بره بيحتاج قد ايه عشان يلمع ازاز البرج كله؟ .. 3 شهور .. وبعد ما بيخلصوا بيعيدوا تلميع البرج تاني و تالت و رابع عشان لما حضرتك تبصله وانت واقف تحت تلاقيه بيبرق .. هل تعلم ان قمه برج خليفه انت ممكن تشوفها من علي بعد 95 كيلومتر من البرج؟ .. يعني تخيل البرج ده في القاهره مثلا وانت لسه علي بعد 100 كيلومتر من بوابه القاهره علي طريق مصر اسكندريه الصحراوي و تكون شايف البرج .. شركه اعمار الاماراتيه اللي بتملك المبني عامله بره البرج اكبر عرض نافوره راقصه في العالم.
حاول تتخيل ان برج خليفه ده عباره عن كوكتيل كل المشاريع اللي ممكن اي مكتب استشاري يشتغل فيها محطوطين جوه مشروع واحد .. باختصار اكتر برج خليفه هو عباره عن مدينه بس اذا كانت المدن بتتبني بشكل افقي فده عباره عن مدينه اتبنت راسي .. زي اي مدينه في الدنيا بتتكون من احياء سكنيه فبرده برج خليفه بيتكون من احياء اللي هم المول التجاري .. الفندق .. الشقق السكنيه .. المكاتب .. وزي ما اي مدينه الجهاز العصبي بتاعها هو شبكه المواصلات اللي بتربط احياءها ببعض ففي حاله برج خليفه الجهاز العصبي بتاعه هو شبكه الاسانسيرات .. هم بالضبط 57 اسانسير .. شبكه الاسانسيرات دي عشان تفهمها اكتر حاول تتخيل انها شبه مترو القاهره كده .. فيه في المترو خطوط بس كمان عندك محطات تحويليه بين الخطوط زي مثلا محطه الشهداء و التحرير فبرده الاسانسيرات في برج خليفه متقسمه Express Lifts و Local Lifts .. بس مش دي القضيه .. القضيه ان الاسانسيرات في البرج بتتحرك بسرعه 10 متر في الثانيه .. يعني 36 كيلومتر في الساعه .. الاسانسير ده حضرتك بيجري اسرع من المترو .. اللي حنتكلم عنه النهارده هو شويه اسئله خاصه بالتصميم بتاع المبني .. اسئله ممكن تدور في دماغ مهندس التكييف و مهندس شبكات المياه و مهندس الكهرباء و طبعا المهندس الانشائي بتاع المبني .. من غير ما اطول عليك خلينا نخش في الموضوع علي طول.
لو انت كمهندس انشائي ايه الفرق بين برج خليفه والعماره اللي انت ساكن فيها؟
المهندس الانشائي اللي صمم برج خليفه اسمه (وليام بايكر William Baker) والرجل ده لما اتقاله علي فكره برج خليفه كان عنده مشكلتين .. اول مشكله هي ان الاساسات اللي البرج حيتبني عليها حتتعمل في رمله .. الرمله بطبيعتها عامله زي وسط (صافينار) الرقاصه كده عمال يتمايل ومش ماسك نفسه .. انك تبني برج زي برج خليفه في الرمله كانك بتقول ل(صافينار) خشي مسابقه رفع اثقال .. طبيعي انها مش حتستحمل .. وانت ماشي علي رمله البحر بتشوف المشكله دي بنفسك ان رجلك وانت ماشي بتغرز في الرمله .. الرمله بطبيعتها ماده مينفعش تحط فيها اساسات مبني .. طب و الحل؟ .. الحل انت بتشوفه في الافلام الاجنبي المتصوره في الثلج .. انت بتشوفهم لابسين حاجه اسمها Snow Shoe .. ده عباره عن شبكه كبيره شويه و بتحط جزمتك فوقها بحيث .. ساعتها وانت ماشي في الثلج انت مش بتدوس علي الثلج بمساحه مقطع جزمتك .. لا .. انت بتدوس علي الثلج بمساحه مقطع الشبكه و بكده انت مش بتغرز .. ازاي تطبق ده في حاله برج خليفه؟ .. حضرتك حتصب قاعده او Slab خرسانه اكبر من مساحه مقطع البرج و بتوقف البرج عليها .. القاعده الخرسانه دي تحتيها فيه 149 خازوق بعمق 50 متر جوه الرمله .. ده معناه فعليا ان اللي موقف برج خليفه هو بس الاحتكاك بين ال149 خازوق خرساني و بين الرمله .. انا متخيل ان فيه منكوا دلوقتي مستغرب ازاي؟ .. ازاي الاحتكاك ممكن يكون هو الحاجه اللي موقفه برج خليفه بس انت محتاج تفهم ان الاحتكاك واحد من اقوي الحاجات اللي خلقها ربنا في الكون .. فيه تجربه خدناها واحنا صغيرين في العلوم ان لو جبت كتابين و بدات ترص ورقهم فوق بعض فحتلاقي في الاخر ان الكتابين بقوا لازقين في بعض كانهم حاجه واحده ومش حتعرف تفصلهم .. في حاله برج خليفه ال149 خازوق مساحه سطح الاحتكاك بتاعتهم مع الرمله حوالي 40,000 متر مربع.
دي كانت المشكله الاولانيه .. الاساسات .. دلوقتي معاد اننا نفهم المشكله الثانيه اللي واجهت التصميم الانشائي بتاعه برج خليفه .. الرياح .. زي ما شفنا (توم كروز Tom Cruise) وهو بيجري في شوارع دبي وسط عاصه رمليه في فيلم Mission Impossible: Ghost Protocol فاحيانا برج خليفه بيتعرض لرياح قويه زي دي بتوصل سرعتها 100 كيلومتر في الساعه .. هنا انت محتاج تفهم حاجه عن الرياح .. الرياح لما بتيجي تهاجم مبني طويل فهي مش بتخليه يترج بالشكل اللي انت متخيله انه يبقي زي الشجر في الشارع بيميل في اتجاه الرياح .. الوضع مش بيبقي كده في حاله المباني العاليه .. لو مبني عالي يعني برج لا قدر الله وقع بسبب رياح فانت حتستغرب لما تلاقيه واقع علي جنب مش في نفس اتجاه الرياح .. ده سببه ان لما رياح بتعدي علي برج فهي بتلف حوليه و بتخلق دوامات هوائيه Vortices .. طب برده ايه المشكله؟ .. للاجابه عن السؤال ده انا حضطر ارجعك لاكتر ماده انت غالبا كنت بتكرهها في قسم ميكانيكا في كليه الهندسه .. الاهتزازات Vibrations .. المشكله حضرتك ان اي مبني في الدنيا ايا كان هو ايه فعليا انت ممكن تشوفه علي انه مرجيحه اطفال .. عارف المرجيحه اللي بتشوفها في الملاهي اللي العيال الصغيره بتتمرجح عليها .. غالبا لو عديت علي مرجيحه حتلاقي سبحان الله الهواء لوحده عمال يمرجحها ورا و قدام بشكل طبيعي جدا زي ما يكون فيه شبح راكب المرجيحه .. الحركه الطبيعيه للمرجيحه دي اسمها التردد الطبيعي Natural Frequency .. اي مبني في الدنيا له تردد طبيعي .. التردد الطبيعي لاي مبني هو معدل المرجحه اللي لو حصل و شويه هواء جم عليه مرجحوه بنفس المعدل ده فانت حتلاقي المبني عمال يتمرجح الي ما لا نهايه .. لو تهت معلش .. لو متهتمش حتوه كمان شويه .. في المباني العاليه انت لو سبت المبني من غير حمايه فانت ممكن شويه رياح جامده شويه يشاء ربنا ان ليها نفس التردد او Frequency بتاع التردد الطبيعي للمبني وحتلاقي المبني قلب علي (صافينار) وهي بترقص .. لو ده حصل فاحنا بنسمي الظاهره دي الرنين Resonance .. الرنين ده هو اللي الاطفال بيستخدموه عشان يترمجوا لارتفاعات عاليه ع المرجيحه .. الاطفال بيرفعوا رجليهم من ع الارض و بيحاولوا يجربوا كذا سرعه للمرجحه لحد ما سرعتهم تجيب التردد الطبيعي للمرجيحه و ساعتها بتلاقيهم شويه و حيطيروا من عليها.
الحل اللي المهندس (وليام بايكر) عمله عشان يخلص من صداع الرنين ده هو انه فضل يغير من شكل Cross-Section Area بتاعه البرج طول ما انت عمال تطلع لفوق .. بالضبط هو غير شكله Cross-Section Area سبعه و عشرين مره .. ايه الفكره؟ .. كل شكل حيبدأ يشكل Vortices بمعدل مختلف لما تيجي تجمع Vortices دي مع بعضها تلاقيها بيكنسلوا بعض .. هو زي ما يكون بيلخبط الرياح وهو شخصيا بيستخدم المصطلح ده Confusing the Wind .. ده السبب اللي مخلي التصيم بتاع البرج غريب شويه بالنسبه ليك وهو انه مش مربع زي بقيه ناطحات السحاب انما واحد شكل حرف واي Y-Shaped .. مش بس كده .. الاركان بتاعته مش حاده انما واخده كيرف .. وخد دي كمان .. ده السبب ان Cross-Section Area بتاعه البرج بتقل طول ما انت بتطلع لفوق .. كل ده لمجرد ان المهندسين الانشائيين يحموا المبني من Resonance.
لو انت مهندس كهرباء ازاي تحمي البرج من البرق؟
البرق لما بيضرب اي حته بينقي اطول مبني و يروحله علي اساس ان اطول مبني بيمثل اقصر طريق للبرق انه يوصل للارض .. ده معناه ان اي برق يتكون فوق دبي بشكل تلقائي بيروح جري علي برج خليفه .. طب و بعدين؟ .. انا عارف اني جبت سيره (توم كروز) كتير النهارده بس فيه صوره عنده له وهو حافي قاعد علي قمه برج خليفه زي ما يكون قاعد ع الكنبه في صالون بيتهم .. خلي بالك بقي .. اللي حولين (توم كروز) ده اسمه Lightening Detection System يعني نظام اوتوماتيك عشان يحس بالبرق .. فيه ورا راس (توم كروز) علي طول بتاعه شبه الحربه .. البتاعه دي اسمها Lightening Arrestor .. كده انت فاضل تفهم هو كل واحد بيعمل ايه .. العلب الثلاثه اللي منهم واحده قاعد عليهم (توم كروز) واللي زي ما قلتلك اسمهم Lightening Detection System بيبدا يحس بالسحاب اللي حول قمه البرج مشحون بشحنه ايه موجب ولا سالب .. لو هي موجب فبيبدأ يشحن Lightening Arrestor بالشحنه اللي عكسها يعني سالب .. لو السحاب شحنته سالب فالLightening Arrestor بيتشحن بشحنه موجب .. ده معناه ان السحاب بيجري علي البرج و ما بيصدق يشوفه عشان يضربه بالبرق .. انت ممكن تبص لده و تقول لنفسك هم الهبل دول بيعملوا كده ليه؟ ده البرق الواحد ممكن يكون فرق الجهد بتاعه مليار فولت .. البرق الواحد بيحتاج عشان يضرب Lightening Arrestor و يتسرب للارض 15 ميلي-ثانيه و كميه فولت الكهرباء فيه بتبقي كافيه جدا انها توفر احتياجات برج خليفه من الكهرباء لمده سنه كامله .. الحقيقه انت عندك حق بس هم بيلعبوا علي حركه انت ممكن تكون شفتها في فيلم The Prestige وهي ان الهيكل الصلب بتاع البرج بيشتغله كانه حاجه اسمها قفص فاراداي Faraday Cage يعني كانه هو الارضي اللي بيسرب الشحنه دي كلها للارض.
لو انت مهندس حريق ازاي تخلي الناس تهرب من المبني في حاله الحريق؟
في حالات الحريق لا قدر الله اكتر حاجه بتقتل الناس اللي في المبني مش النار قد ما هو الدخان .. عشان كده اي مبني في الدنيا بيبقي فيه سلالم هروب .. سلالهم الهروب دي الاخوه بتوع التكييف ربنا يديهم الصحه و طوله العمر بيضغطوها هواء و الحكمه الالهيه ورا ده ان لو انت ضغطت سلالم الحريق بالهواء فانت فعليا بتمنع الدخان انه يخش للسلالم فالناس بتقدر تهرب وهي الي حد ما مطمنه انها مش حتموت بالاختناق .. بس برج خليفه بيمثل تحدي مختلف .. المبني كبير .. كبير جدا .. مبني فيه بالميت 35,000 بني ادم .. مبني فيه 3000 سلم هروب .. مبني فيه 57 اسانسير وقت الحريق بيقفوا .. ازاي مطلوب من حضرتك تخلي 35,000 بني ادم علي 3000 سلم هروب؟ .. انت مش عايز سياح انت عايز عناصر قوات خاصه .. اللي بيحصل في حاله الحريق هو حاجتين:
- اول حاجه ان فيه اوض اسمها Area of Refuge ودي عباره عن اوض واسعه متوزعه في البرج .. كل اوضه بتساع 500 بني ادم .. كل اوضه مضغوطه بالهواء زيها زي سلالم الهروب .. كل اوضه بيبقي فيها كميه اكل و شرب و الجدران بتاعتها بتبقي Fire Rated لمده ساعتين .. الناس اللي جوه البرج بيتقالهم يروحوا علي الاوض دي و يستنوا فرق الانقاذ بتاعه الدفاع المدني.
- بمجرد ما فرق الانقاذ توصل لArea of Refuge بياخدوا الناس اللي فيها لبره المبني عن طريق 10 اسانسيرات معمولين مخصوص لحاله الحريق .. الاسانسيرات دي بتتسمي Life Boat Lift .. كل اسانسير بيبقي برده مضغوط و Fire Rated عشان تاخد الناس توصلهم للدور الارضي و منه لبره المبني خالص.
لو انت مهندس شبكات مياه ازاي توصل مياه الشرب للحنفيات في برج زي ده؟
خلينا نبدا بالاساسيات .. حنجيب المياه منين؟ .. زي ما حضرتك عارف عشان دبي مفيهاش انهار بس هي بتطل علي الخليج العربي فاحتياجات المدينه من مياه الشرب جايه من تحليه مياه البحر بما فيها برج خليفه .. البرج بيستهلك يوميا مليون لتر مياه وده رقم حاول بس تستوعبه قبل ما تكمل قرايه .. بعد ما فهمنا حنجيب المياه منين لازم نعرف احنا حنوصلها للحنفيات ازاي؟ .. فيما يسمي High Rise Building وده المبني اللي ارتفاعه بيوصل 150 متر فانت كمهندس شبكات مياه بيتقالك انت حتعمل الاتي:
- اول حاجه حيبقي عندك مضخه رفع Lifting Pump في الدور الارضي مثلا بتاخد المياه من الخزان بتاع الدور الارضي ترفعها للسطوح .. اشمعني السطوح؟ .. في السطوح بيبقي فيه خزان تاني اصغر بكتير من الخزان اللي في الدور الارضي و الخزان الصغير ده بيبقي هو المسئول عن يوفر احتياجات المبني من المياه يوميا.
- الادوار اللي تحت من المبني بتاخد المياه بتاعتها من الخزان اللي في السطوح بالجاذبيه الارضيه .. اكنك بتكب مياه من فوق و بتنزل لتحت .. الادوار العليا بتاخد المياه بتاعتها من نفس الخزان بس بيبقي معاها Booster Pump صغيره.
لو جيت تطبق نفس الفكره دي علي برج خليفه حتلاقي نفسك بتلبس في الحيط .. المبني ارتفاعه 828 متر يعني 7 اضعاف الحد بتاع High Rise Building .. ده معناه ان عشان حضرتك تجيب Lifting Pump ترفع المياه من الدور الارضي للدور الاخير انت مش حتلاقي المضخه دي لان مفيش مضخه في الدنيا حتوفرلك الضغط ده .. طب و الحل؟ .. حضرتك في حاله الابراج اللي زي دي بنتعامل معاها علي انها شويه High Rise Buildings فوق بعض .. يعني برج فوق برج فوق برج .. مش فاهم لسه انا عارف فخليني افهمك.
- بيبقي عندك Lifting Pump في الدور الارضي بس بترفع المياه لخزان في الدور 42 .. الخزان ده هو اللي بيوفر احتياجات الادوار من الارضي لحد 41 من المياه .. في نفس الدور 42 بيبقي فيه Lifting Pump تانيه بتاخد ميتها من الخزان اللي معاها في نفس الدور و بترفع المياه لخزان ثاني في الدور 73.
- في الدور 73 فيه Lifting Pump تانيه بتاخد ميتها من الخزان في نفس الدور و بترمي ميتها لخزان في دور اعلي و هكذا لحد بما بنوصل للخزان اللي في دور 135 وده اعلي خزان في المبني ومش بس في المبني في العالم .. الخزان ده علي ارتفاع 544 متر .. الاستثناء الوحيد هو الادوار اللي فوق 135 واللي بيخدم عليهم Lifting Pump صغيره .. طبعا متنساش ان في High Rise Building متنساش تحط Pressure Reducing Valve عشان لما تيجي تفتح حنفيه المياه متحسش انك زي ما تكون ماسك المدفع بتاع رشاش غسيل العربيات في محطات البنزين.
لو انت مهندس تكييف ازاي تتفادي ان ارباح المبني كله متروحش في فواتير الكهرباء بتاعه التكييف؟
معلومه بديهيه جدا ان دبي حر .. شفت جبت التايهه ازاي .. معلومه ثانيه ان البرج من بره متغطي بالازاز .. المنطق بيقول ان البرج ده في الصيف بيبقي عامل زي الصوبه الزجاجيه او Greenhouse .. بمعني اخر البرج في الصيف بيبقي عامل زي ما تركن عربيتك في الشمس طول النهار و تيجي تركبها .. عارف صوت احححححح اللي انت بتحسه لما بتركب العربيه .. اهو ده في دبي حضرتك كفيل انه يحرقك .. السؤال دلوقتي انت ازاي تحمي المبني من اولا اللي فيه يستووا زي الكيكه في الفرن وان حتي لو حتكيف المبني متلاقيش نفسك دافع ثروه بلد كامله بس عشان التكييف .. السر كله في الازاز ذات نفسه .. برج خليفه متركب فيه من بره 24,348 لوح ازاز بس هو معموله Double Coating يعني من جوه ومن بره هو مطلي .. من بره مطلي بالفضه عشان يعكس الاشعه فوق البنفسجيه .. من جوه هو مطلي بالتيتانيوم عشان يعكس الاشعه تحت الحمراء .. الاتنين مع بعض بيقللوا من كم الحراره بتاعه الشمس اللي بتخش للمبني بحوالي 70% .. ده معناه ان المبني اتدفع فيه فلوس كتير جدا كInitial Cost بس Running Cost او تكلفه الفواتير و الكهرباء و الصيانه قليله جدا فانت حتعوض الفلوس اللي انت دفعتها دي مع الوقت.
انا كده خلصت .. اتمني تكون استوعبت ان الهندسه مش حاجه صعبه .. الهندسه هي مجرد تفتيح مخ .. انت تحاول تبقي قدامك مشكله فتحلها فتجيلك مشكله تانيه و تحلها .. الهندسه هي شويه اساسيات و بتبني عليها .. عشان تبني مبني علي رمله بسيطه نعتمد علي Friction .. عشان نحميه من الرياح بسيطه نغير شكله كذا مره .. عشان نوفرله المياه بتاعته نعتبره شويه ابراج مرصوصين فوق بعض .. الهندسه مش صعبه .. اعرف اساسياتها كويس وانت حتلاقي نفسك مهندس شاطر.
المصادر:
حلقه من برنامج Richard Hammond’s Big بعنوان Tallest building on Earth حتلاقوها علي YouTube في اللينكات دي:
https://www.youtube.com/watch?v=m-jd0qP5aNQ&list=PLceYjOus1DRFZ367wC6vEoGkSKVUGhWHY&index=1
https://www.youtube.com/watch?v=MSbh7rttzOk&list=PLceYjOus1DRFZ367wC6vEoGkSKVUGhWHY&index=2
https://www.youtube.com/watch?v=TU8x9oMl2IA&list=PLceYjOus1DRFZ367wC6vEoGkSKVUGhWHY&index=3
https://www.youtube.com/watch?v=zbp_8Ec_hbM&list=PLceYjOus1DRFZ367wC6vEoGkSKVUGhWHY&index=4
https://www.youtube.com/watch?v=P4xOFPMhCTU&list=PLceYjOus1DRFZ367wC6vEoGkSKVUGhWHY&index=5
https://www.youtube.com/watch?v=_QvH1GnRFUo&list=PLceYjOus1DRFZ367wC6vEoGkSKVUGhWHY&index=6
https://www.youtube.com/watch?v=mPkdVqCfvVg&list=PLceYjOus1DRFZ367wC6vEoGkSKVUGhWHY&index=7
