最近,备受关注的苏州站询问,2019年,世界上有26栋300米以上的超高层建筑,远远超过2018年的18栋。据其他数据显示,2018年,在世界上摩天大楼竣工数量最多的前10个城市中,中国有6个城市上榜,其中3个位于中西部地区。
摩天大楼自19世纪末就出现了。随着城市的发展,芝加哥学校掀起了世界上第一波高层建筑浪潮东南大学建筑学院教授周琦告诉《科技日报》记者,1871年,芝加哥的一场大火摧毁了这座城市。灾难发生后,建筑师大胆使用钢结构建造超高层建筑。芝加哥著名的“家庭保险大楼”曾被认为是世界上第一座摩天大楼。
20世纪30年代,纽约取代芝加哥成为世界高层建筑的中心。纽约的帝国大厦建于1931年,高381米,导致了当时曼哈顿一群200多米的超高层建筑的崛起。上世纪七八十年代,高层建筑风靡全球,中东、东南亚等地区纷纷加入摩天大楼“俱乐部”。
“随着土地变得越来越昂贵,超高层建筑可以提高土地使用效率,并在垂直高度上增加使用面积。它们也是资本和力量的象征。这些城市的新地标也给首都带来了无形的广告效应。”周琦说。
放眼全国,超高层建筑不断刷新天际线到一个新的高度。632米高的上海大厦是目前中国最高的建筑;深圳平安金融中心(592.5米)、北京中信大厦(528米)、广州塔(454米高)和南京紫峰大厦(450米高)都成为城市名片之一。
建筑维护成本高且存在安全隐患
超高层建筑曾引领世界建筑业,但其建设和维护成本高、安全隐患多、经济效益低、对生态环境影响大等弊端逐渐显现。
“摩天大楼覆盖的高度越高,风荷载越大,钢材消耗量越大,结构成本也越高。”据周琦介绍,根据近年来的建设成本,100-200米的超高层建筑的建设成本约为每平方米4500元,而200米以上的摩天大楼的建设成本约为每平方米1万元,这是非常昂贵的。
摩天大楼建成后,它仍然需要面对更高的维护成本。周琦说:“摩天大楼的电梯运行得越快,速度越快,电梯的技术难度就越大,所以维护成本就越高;喷淋系统的维护将随着楼层的升高而增加;在国外的一些摩天大楼里,一年四季都雇佣两个工人来清洁大楼的正面。建筑越高,风力越大,人工清洁的成本也越高。”
广东省住房政策研究中心首席研究员李也指出,摩天大楼的电梯、保温、照明、清洁和物业成本比普通住宅高出约2倍。
建造摩天大楼不仅是一件昂贵的事情,而且会使人们处于危险之中。
在电影《摩天营救》中,一座200层的摩天大楼的96层着火了,96层以上的消防系统被黑了,无法启动,导致大楼立即变成了一片火海。
“目前,国内消防梯子的提升高度一般为50米,单个消防车可以达到100米。这意味着,一旦100米以上的高层建筑发生火灾,它基本上依靠建筑自身的消防系统来自救,这是相对被动的。”南京工业大学城市建设学院教授吕伟亚告诉《科技日报》记者。
虽然一些高层建筑的公共活动场所将配备自动喷水灭火系统,但当火灾发生时,温度会上升,导致自动喷水灭火系统的喷头自动喷水灭火,同时启动消防泵,作用时间可达1小时,但喷水灭火系统的水强度不大,只能用于初期灭火。
超高层建筑也不利于节能。由于高层风大,超高层建筑的窗户往往是关闭的,只依靠建筑内的空调和新风系统进行通风。从能源的角度来看,这是一个巨大的消耗。南京工业大学建筑学院教授王永平说:“摩天大楼非常拥挤,通风也不是很好。当遇到像COVID-19肺炎这样的传染病时,安全风险也更高。”
此外,周琦指出,摩天大楼也会带来一些交通和生态问题。例如,一座500米的摩天大楼通常可以容纳数万人工作。在早晚高峰时间,交通和人流会造成交通堵塞。另一个例子是光污染。看起来很轻的玻璃幕墙将阳光反射到附近的许多建筑。在摩天大楼群的底部,会有一个风洞效应,形成一个巨大的气流。
建造需综合考量不能盲目追求高度
经过一个多世纪的发展,摩天大楼的建造技术已经相当成熟,但许多专家表示,现代人的生活体验应该更加注重节能、环保和回归自然。
在中共中央、国务院发布的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中,针对建筑设计管理,提出了“经济、绿色、美观”的建筑方针,强调建筑的使用功能、节能、节水、节地、节材、环保,防止片面追求建筑外观和形象。
“要建造一座城市的天际线,必须综合考虑经济发展程度、地理位置和城市美学等因素。”周琦表示,从土地综合利用效率、经济效益和房屋收购率来看,100米左右的高度适合居住和工作,也是高层建筑最经济的高度;100-200米是合理的高度间隔。200米以上摩天大楼的风荷载将大大增加,消防水平也将提高,房间率也将大幅下降。
他认为,在经济发达、人口密集的一、二线城市,可以考虑200米以内的超高层建筑。但是,对于三线、四线城市来说,经济活动不太活跃,人口也不够,所以建设应该慎重。