您的位置：首頁 > 新聞 > 時事焦點 > 新聞詳情

超高層建筑的物理極限在里面辦公都心驚肉跳

時間：2013-11-04 10:22:49

編輯：liyunfei

美國最高的建筑真的是世貿(mào)中心一號樓的1776英尺(609.6米)高嗎?設(shè)計師們只要再等上幾周就能知道答案了。理論上，世貿(mào)中心1號樓已經(jīng)達到了這個高度，但是其中408英尺(102.4米)是塔尖，這部分顯然不能劃歸為建筑部分。不過，算還是不算，還要看CTBUH(高層建筑與城市住宅委員會)這家高層建筑裁定機構(gòu)所做的裁定。

如果把1號樓的塔尖部分視作天線而非建筑本身，那么世貿(mào)1號樓將成為全北美第三高，僅次于芝加哥的威利斯塔和芝加哥特朗普國際大廈酒店。好吧，就算這樣，1號樓還是忒你妹高了——1368英尺(417米)，這個高度還沒算塔尖。美國人又給恐怖分子修了個固定靶，嗯?

無論1號樓的高度是417米還是609.6米，威利斯塔的實際高度都要比1號樓更高：假設(shè)有兩個人各自爬上這兩棟建筑的最高層，那么在威利斯塔里的人會比世貿(mào)1號樓的人高出83英尺(25.3米)。

但是看到這里你以為這兩棟建筑就已經(jīng)很逆天了么?瞧瞧中東和亞洲吧，已建成的、在建的、規(guī)劃中的都可以輕松秒掉北美的高樓。

那么，摩天大樓的極限在哪里?可以建造出一英里(約合1609米)高的建筑么?比喜馬拉雅山還高的呢?我們來看看物理是如何解答的。

防風安全和地震安全

全球建筑目前的最高紀錄是位于迪拜的哈利法塔，高度828米，遙遙領(lǐng)先于第二名的蘇丹麥加皇家鐘塔飯店，兩者相差227米。要建造如此高的大樓，需要采用一種全新的構(gòu)造設(shè)計，稱之為“扶壁核心”。這種概念有點類似三腳架或者三足鼎，由三條足支撐中心核心，建筑物的大部分支撐由中心核心完成，每條足都會擠壓另外兩足。哈里發(fā)塔的穩(wěn)固與其說是依靠超強鋼結(jié)構(gòu)和混凝土，不如說是采用了這種新式設(shè)計。

不過在某種意義上來說，即便采用了這種設(shè)計優(yōu)勢，太高的建筑所需要的鋼材勢必會更重，因此越高的地方，建筑物勢必越瘦窄。這樣做也是出于防風的考慮。哈利法塔的樓層高度錯落不一，各個頂端部分也不在一個水平面，正是這樣的設(shè)計減輕了陣風的威脅，同時也避免了高樓旋風的形成。

保護超高建筑的另一大難題是抗震。為研究建筑物在地震中的運動模式，建筑師們通過將微縮建筑模型置于風洞和震動平臺，來觀察混凝土在震動中是如何變形。超高建筑必須能挺過特定震級下的地面晃動，這取決于建筑物的抗震需求。

今年早些時候，中國的研究人員在《建筑鋼材研究雜志》發(fā)表了他們的研究結(jié)果。這些中國研究者用計算機模擬了超強地震中超高建筑的晃動，結(jié)果是大樓就像煎餅做的一樣晃動，最后倒塌。然而，研究者也指出，這種劇烈的強震幾乎不可能發(fā)生。

2012年秋天，CTBUH委員會詢問了一部分精英建筑設(shè)計師目前建造1公里甚至1英里高的建筑最大的難關(guān)。Sauerbruch Hutton事務(wù)所的Matthias Sauerbruch表示：“人們的創(chuàng)意和想象力是最大的難題，無論是工程師、設(shè)計師還是客戶都會想方設(shè)法造更高的大樓。”

排開這種對超高大樓的熱衷，目前超高建筑的主要難題還是取決于人們能爬多高。

電梯能修多高

把人運到高出可能是超高建筑遇到的最大難題。目前最強悍的哈里發(fā)塔電梯可以爬升到504米高度，要想登頂?shù)脑捑鸵僮硪徊侩娞荨?/p>

速度也是個麻煩事，目前世界最快的電梯位于臺北101大廈，從5樓直達89樓的室內(nèi)觀景臺只需37秒，最高時速每分鐘1010米。下降速度還只能保持在這個速度的2/3。

如果不考慮乘客對壓力變化的承受能力，技術(shù)上我們還能升降地更快。也就是說，要想造一棟1英里高的建筑不是什么難事，只不過你得坐很久很久很久的電梯然后換很多很多很多次電梯。

理論上，建筑越高，底層需要的面積就越大。想像一下，從家坐地鐵到上班的大樓，下地鐵后還要換車或建筑內(nèi)部地鐵。超大型建筑的規(guī)劃類似于全封閉垂直建造的城市——工作區(qū)、生活區(qū)、購物區(qū)、娛樂區(qū)還有其他的功能區(qū)域。如果真是這樣，交通反而變成了超高超大建筑面臨的最大問題。

當然建筑師們也可以采取埃菲爾鐵塔所采用的鏤空底座，也可以把超高建筑建造在其他小型建筑之上。否則無論是占地面積還是澆灌難度，都會讓建造超高建筑看起來那么奇幻。