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天空之城

2016-02-29

科学家 2015年1期
关键词:摩天大楼高楼大楼

1974年上映的电影《火烧摩天楼》讲述了这样一个故事:刚刚落成的138层世界第一高楼在竣工庆典后不久即电路起火,火势很快失控,楼内居民的生命危在旦夕,英勇的消防队员视死如归进行救援。此类灾难片在如今看来并无新奇之处,但在当时,出品方华纳兄弟和20世纪福克斯动用了全奥斯卡级的演员阵容以及空前的特效场景,总投资约1亿美元,造就了史无前例的大制作商业电影。最终电影以超过十倍拍摄成本的票房坐稳史上最卖座的五十部电影之一。

然而本片之所以如此轰动,除了成熟的商业运作之外,很大程度上在于准确把握住了时代的脉搏。兴起于上个世纪三四十年代的摩天大楼建造热潮尚未褪去,众多已经落成的高楼却逐渐暴露出没有被人们预见的弊端:摩天大楼火灾、玻璃幕墙造成的光污染、交通拥挤、城市热岛效应等等。摩天大楼是人类工业文明的一项创举,这是科技带给我们的力量,使得原本脆弱渺小的人类也能够突破自己的限制,建造理想中的巴别塔。但是到了《火烧摩天楼》时代,科技似乎已经失控,它们反客为主,成为了无法排除电路系统故障的摩天大楼。

摩天大楼的起源

“摩天”(skyscraper)一词,最初是一个船员术语,意思是帆船上的高大桅杆或者帆,后来不断演变,逐渐成为建筑中的一个特定术语。1883年,“摩天大楼”一词最早出现在了美国一位作家的《美国建筑师与建筑新闻》的文章里,“摩天大楼”这个术语就此诞生。而中文里的“摩天大楼”是一个意译过来的词,“摩天”是一个形容高楼的词,重点在于“摩”,在这个词语中,“摩”的本义是摩擦,采用的是拟人手法,引申指接近、靠近的意思。摩天就是接近天,形容高度,因为一座座耸立在世界各大城市天际的高楼是这个城市最能接近天的地方。

大型建筑常常被用来炫耀权利和财富,表现对领导人的崇尚和对宗教的膜拜,延伸事物可能的界限。于是我们能看到最早最接近天的建筑莫过于庙宇的屋顶或大教堂的塔尖。到了19世纪中期,西方国家的议会大楼或市政大楼也在不断地升高,达到了一个新的高度。而对于商业开发商而言,普通结构的建筑已经无法满足预期高度,于是建筑业逐渐放弃了铁以及石墙,转而用一种铆钉链接的钢结构,随着技术的不断成熟,建筑的高度也不断攀升。

摩天大楼是随着科技的发展应运而生的,首先是安全电梯的问世。19世纪中期开始被广泛使用的蒸汽电梯是一项重要的发明,但这种本来是矿井、库房等场所用来搬运货物的电梯,并没有考虑乘客的安全,一旦缆绳断裂,电梯就会一直落到电梯井。这个问题到了1853年被科学家成功解决了,即使电梯的缆绳断裂也不会直接掉进电梯井,大大减少了电梯事故的发生。而电动机取代蒸汽机,也解决了电梯在高大建筑中上下速度的问题。其次是钢结构在建筑上的应用,建筑业逐渐放弃了铁和石墙,转而用一种铆钉连接的钢结构,这种建筑方式能更加坚固地来承受建筑的压力,甚至还能抗击一定的大风和地震。钢筋混凝土在建筑业的使用又给了摩天大楼更高的可能,而且钢筋混凝土几乎满足了所有高层建筑材料的要求,坚固、结实、耐用,能抵御自然恶劣天气而且造价极低。

在19世纪末,15层就已经算是摩天大楼了。而大楼攀升的速度远比人们想象得快,到了1913年,纽约的伍尔沃思大楼就已经达到了57层,这在当时已经震惊世界。然而到了1930年,它的高度就被新的大楼超过了,就这样,大楼高度竞赛般地你追我赶。

摩天竞赛

世界上第一座摩天大楼的归属至今仍存在争议,更多人倾向于1885年竣工的坐落于芝加哥市的房屋保险大楼,那是一座10层42米高的全新钢结构建筑。在如今看来,它的高度实在普通不过,但是这座大楼确实代表了一种全新的建筑门类的问世,也反应了一种建筑潮流和趋势。

摩天楼问世后,美国纽约和芝加哥的摩天大楼就长期保持着世界第一的高度。而在世界的其他大型城市,摩天大楼也相继出现了。19世纪末,英国建造了第一座摩天大楼——米兰德大旅馆,这幢建筑在1873年竣工,位于伦敦,高达82米。但就当摩天大楼如雨后春笋般在世界各大城市拔地而起的时候,伦敦却遭遇了摩天竞赛的滑铁卢——维多利亚女王抱怨建筑越来越高,于是下令限制建筑的高度,伦敦建筑者的高楼梦渐渐熄灭。在20世纪上半叶,欧洲其他国家也同样担心摩天大楼带来的影响,相继颁布法令限制大楼的高度,因此在相当一段时间内欧洲的摩天大楼发展受阻。但后来,美国芝加哥市也颁布了相应的限高法令,规定建筑层高不得超过40层。这样一来,芝加哥就将世界摩天大楼第一城市的位置拱手让给了长期的竞争对手——纽约。

19世纪30年代以来,摩天大楼也出现在了南美各大城市,圣保罗、布宜诺斯艾利斯等城市相继出现了大型建筑,而在亚洲,上海、香港、新加坡也加入兴建摩天大楼的行列。第二次世界大战结束后前苏联开始在莫斯科计划修建八幢大楼,并称之“斯大林塔”,工期浩大,最终在1953年完成了七幢。这些大楼巧妙地将巴洛克风格和哥特风格融入现代摩天大楼建筑风格中,形成独树一帜的建筑景观,被后人称为“七姐妹”,不久,这种建筑风格开始在苏联其他城市和东欧各国流行开来。

相较东欧各国摩天大楼的建筑步伐,欧洲其他国家就十分缓慢。直至20世纪50年代,马德里才率先解除了限高的法令,大建摩天大楼,其他国家也紧随其后,相继开始建设摩天大楼。而到了20世纪60年代,这种巨型建筑也出现在了澳洲和非洲的大型城市,至此,摩天大楼这种建筑已经遍及世界各地。

摩天大楼弊端多

如今土地严重不足的地区,在市中心修建一座摩天大楼十分普遍。一座建筑之所以闻名遐迩,绝不仅仅是因为独特的结构特征,还因为它附着着令人无法忽视的象征意义和精神气质。而一座傲视四方、直冲云霄的大楼被很多人认为是一座城市经济力量的终极象征。这种观点在亚洲等一些新兴的经济较好的国家中十分普遍。另一个依靠石油发家的小型国家也对摩天大楼很感兴趣,阿拉伯联合酋长国首都迪拜,一座面积很小却十分富庶的国家的首都建成了现今世界上最高的摩天大楼。endprint

摩天大楼如此流行,肯定是有原因的。无论是解决城市用地紧张,还是为一座城市贴上全球化的标签,这些都不能一概而论,只能说都是应运而生的。但似乎到今天,摩天大楼发展到了一个临界点,越来越多的人开始质疑这种庞然大物。尤其是“9·11”以后,人们对摩天大楼的反思更甚。

摩天大楼之所以受到人们的非议,是因为它确实存在着诸多问题,而这些问题会随着时间的推移变得越来越突出。

——弊端之成本高

建筑界的业内人士普遍认同,当达到一定的高度的临界点后,楼层越高,成本就越高。甚至近年来有专家认为,这种超高的摩天大楼的各项成本比如建筑成本、维护成本等已经远远超过了节约用地的成本。

有资料显示,300米的摩天大楼造价需要35亿人民币,增加到400米需要多投入25亿元,再往上增高100米的代价就变成了30亿元。如果摩天大楼的使用寿命以65年计算,它的维护费用是一般建筑的3倍。一座200米高的建筑成本远远高于两座100米高建筑成本的总和。一旦大楼超过了70层,就需要额外增加成本来增强建筑的牢固程度,还需要增加空间来安装更多的电梯以及其他设备。

而且摩天大楼的运营成本也不可小觑。以浦东金茂大厦为例,这座420米高的建筑,建造成本几乎是2万每平米,而日常维护的花费更是不菲:从供水、供电、供热到楼宇自控系统,从自动通风到自动控温,从自动通讯系统到自动防火系统从自动监控到自动照明,从安全保卫到清洁卫生,样样都是靠着金钱在推动运转。它每天的运营成本在百万左右,所以坊间有“金茂门开一百万”之称。

其次收回成本也是一个漫长的过程,台北的101大厦用了几乎10年的时间才开始盈利,而这也是因为其在全球长期的公关和广告效果。

——弊端之安全性差

目前世界最高的消防云梯只有130米,那么超过这个高度的楼层居民将很难在火灾中得到及时救援。即使中国的消防系统一直放言已经处于世界先进水平,但最高的消防云梯也不过101米。而一座100米高的高层建筑,在无阻挡的情况下,烟气只用半分钟就能顺着竖向管井扩散到顶层。所以中国在建第一高楼“中国尊”动土前,就因为消防问题惹来非议。如何灭火一直以来就是摆在摩天大楼面前的一道难题,但即使在消防技术并不完善的情况下,一座座早已经超过消防安全范围的高楼就建成了。

不仅是火灾的威胁,2001年9月11日是美国历史上悲痛的日子,美国人引以为傲的双子世贸大楼被飞机撞毁,短短几十分钟就夺去3000多人的生命。这些惨痛的教训都在告诉我们,修建摩天大楼必须充分考虑防灾措施。

——弊端之交通拥堵

在建的528米北京第一高楼“中国尊”的不远处,就是曾经的北京第一高——国贸三期。相信每个人在上下班高峰路过国贸站的时候,都能很直观地感受到这里的人口密度,可想而知,一旦另一座超级大楼落成后会是怎样的情景。交通专家曾表示,国贸三期的使用将给原本就是北京一大堵点的国贸地区增加更大的压力。在交通已经极为拥堵的北京CBD,国贸三期的建设都让人担忧,若没有很好的交通疏导方法,“中国尊”的出现将不是为北京锦上添花,而是为北京“添堵”。

一座摩天大楼,就像是一座几万人的空中社区。如果没有大量的城市轨道等交通方式与摩天大楼配套,增加的汽车就将使这一地区面临严重的拥堵与污染等问题。

——弊端之地面沉降

地面的承重能力并非像人们想象那样可以无限承受。在局部地区,如果地面建筑过多、过重就会造成地面的下陷。而摩天大楼云集的地区,已经显现出了这些危险。以上海为例,陆家嘴金融区高楼林立,而那里也是上海地面沉降最严重的地区,每年下降约3厘米,沉降原因除了有地下水过分开采外,高层建筑的重压也难逃其责。

中国减灾防御协会副秘书长金磊曾说:“研究发现城市高层、超高层CBD及其城市综合体的建设,确使地面沉降呈加速状态。对北京这样的现代化国际都市而言,不均匀沉降会造成塌陷,尤其是会带来石油、天然气管道破裂的巨大风险。”

——弊端之光污染、热岛效应等

纯玻璃幕墙的设计源于其通透性与透光率,也有“钻石”的隐喻。在西方,钻石象征永恒与财富,而这恰恰是摩天大楼的业主所追求的,但是人们却一直忽视了玻璃幕墙带来的光污染。以上海为例,每天下午四点是上海金茂大厦的白领最难熬的时候。东方明珠电视塔不停闪动的七彩眩光,被震旦国际广场金黄色的幕墙反射进来,导致白领们出现眼睛疲劳、头疼等症状。不仅如此,光污染也破坏了美好夜空,影响司机开车质量;夜晚不能打开窗户,因为对面高楼的霓虹灯会闪烁一整个晚上,极大地影响人们的睡眠质量。目前,几乎所有大城市的居民都生活在多重反射的光线下,摩天大楼在这一方面的“贡献”最大。

另外,摩天大楼还会加剧城市热岛效应。这是由于空调等设备需要大量能源供应,而产生的大量热能会加剧城市热岛效应。

摩天大楼指数

在经济学上,有这么一个名词,被称为“摩天大楼指数”。它是指摩天大楼立项之时,是经济过热时期;而摩天大楼建成之日,即是经济衰退之时。被叫停的湖南长沙“天空城市”曾经计划比“迪拜塔”高出10米而成为全球关注的焦点,但这一道禁令,希望不仅出现在中国,世界其他还在进行摩天竞赛的国家是不是也应该停下来想想呢?endprint

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