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摩天大楼:从“拔高”到“限高”“降高”

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近日,备受关注的苏州中南中心开工。一个多月前,在苏州工业园区规划建设委员会发布的批后公告中可以看到,中南中心的建设高度由729米降到499.15米。中南中心的自降身高,可从4月27日住建部、国家发改委发布的《关于进一步加强城市与建筑风貌管理的通知》(以下简称《通知》)中找到答案。《通知》规定,要严格限制各地盲目规划建设超高层“摩天楼”,一般不得新建500米以上建筑,严格限制新建250米以上建筑,新建100米以上建筑应充分论证……

在《通知》出台前,这股“降高”之风已不鲜见:西安中国国际丝路中心大厦由501米降至498米,成都天府新区超高层项目主楼超塔建筑高度从677米改为489米……

人类从何时开始了摩天大楼“崇拜”,又是什么导致了摩天大楼从“拔高”到“限高”?

去年全球建成26座超300米建筑

“危楼高百尺,手可摘星辰。不敢高声语,恐惊天上人。”唐代诗人李白写下这首《夜宿山寺》时不会想到1000多年后,他诗中百尺高楼与现今的摩天大楼相比早已是小巫见大巫。

摩天大楼没有严格的高度定义,在我国,一般约定俗成的界定是,建筑高度200米以上为摩天大楼。

记者登录世界高层建筑与都市人居学会摩天大楼中心网站查询,2019年,全球建成26座超过300米的超高层建筑,远超过2018年的18座。另有数据显示,2018年,全世界竣工摩天大楼数量最多的前10名城市中,中国有6个城市上榜,其中3个地处中西部。

摩天大楼自19世纪后期开始出现。“随着城市的发展,芝加哥学派掀起了世界高层建筑第一波浪潮。”东南大学建筑学院教授周琦告诉科技日报记者,1871年,美国芝加哥的一场大火,将城市毁于一旦,灾难发生后,建筑师们大胆采用钢结构建造超高层建筑,芝加哥著名的“家庭保险大厦”一度被看作世界上第一座摩天大楼。

到了上世纪30年代,纽约取代芝加哥成为世界高层建筑中心,竣工于1931年的纽约帝国大厦,以381米的高度,带动了彼时曼哈顿一批200多米超高层建筑的崛起。到了七八十年代,高层建筑开始风靡全球,中东、东南亚等地区纷纷加入摩天大楼“俱乐部”。

“随着土地越来越昂贵,超高层建筑可以提高土地使用效率,在垂直高度增加使用面积,同时也是资本、实力的象征,这些城市新地标,也为资本带来隐形的广告效应。”周琦说。

环顾国内,超高层建筑不断刷新各地天际线的新高度。上海632米的上海中心大厦,是目前中国第一高楼;深圳592.5米的平安金融中心、北京528米的“中国尊”北京中信大厦、广州塔身主体高454米的广州塔、南京450米高的紫峰大厦,均成为各地城市名片之一。

建筑维护成本高且存在安全隐患

超高层建筑一度引领世界建筑业风尚,但其超高的建设维护成本、潜在的安全隐患、低经济回报率,以及对生态环境的影响等弊端也逐渐显现。

“摩天大楼盖得越高,风荷载越大,用钢量越大,结构造价越高。”周琦介绍,按照近年的建筑成本,100—200米的超高层建筑,建设成本约每平方米四五千元,200米以上的摩天大楼建设成本约每平方米1万元,成本高昂。

摩天大楼建成后还需面临着更高的维护成本,周琦介绍:“摩天大楼的电梯,运行速度要更快,速度越快,电梯的技术难度越大,所以维护成本越高;喷淋系统会随着楼层的升高而增大维护量;国外有的摩天大楼,常年聘两个工人专门负责建筑外立面的清洗,而建筑越高,风荷载越大,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宇嘉也指出,摩天大楼的电梯、保温、照明、清洁、物业等费用,要比普通住宅高2倍左右。

建造摩天大楼不仅仅是多花钱的事,有时候还可能让人置身险地。

电影《摩天营救》中,一栋200多层的摩天大楼第96层失火,且96层以上的消防系统被黑客攻克无法启动,导致大楼瞬间成为一片火海。

“目前国内的消防云梯举升高度一般为50米,个别消防车能达到100米,这意味着,100米以上的高层建筑一旦发生火灾,基本要靠建筑自身的消防系统来自救,这就比较被动。”南京工业大学城建学院教授吕伟娅告诉科技日报记者。

虽然有些高层建筑的公共活动场所会安装自动喷淋灭火系统,火灾发生时气温上升,引发自动喷淋灭火系统的喷头自动喷水灭火,同时启动消防水泵,作用时间达1小时,但喷淋系统出水强度不大,所以也仅能用于初期火灾的扑救。

超高的建筑,同样不利于节能。因为高层风力大,所以超高层的窗户往往封闭,仅依靠建筑内的空调、新风系统通风。从能源角度来看,这是一种巨大的消耗。在南京工业大学建筑学院教授汪永平看来:“摩天大楼人群聚集,而且通风性不是很好,遇到类似新冠肺炎这样的传染性疾病,安全隐患也更高。”

此外,周琦指出,摩天大楼还会带来一些交通、生态难题。例如,一栋500米的摩天大楼,往往可容纳上万人上班,早晚高峰,车流、人流会造成交通堵塞。又例如光污染,看似轻巧的玻璃幕墙,会反射太阳光到附近诸多建筑中。而摩天大楼群的底部,还会有风洞效应,形成很大的风流。

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,摩天大楼的建设技术已经相当成熟,但多位专家表示,现代人的居住体验应更崇尚节能、环保、回归自然。

在中共中央、国务院印发的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中,对于建筑设计管理,提出了“经济、绿色、美观”的建筑方针,突出建筑使用功能以及节能、节水、节地、节材和环保,防止片面追求建筑外观形象的要求。

“打造城市的天际线,需要将城市的经济发展程度、区位和美学等因素综合考虑。”周琦说,综合土地利用效率、经济收益、得房率来说,100米左右的高度是适合居住和办公的,也是高层建筑最经济的高度;100—200米之间是合理的高度区间;200米以上的摩天大楼风荷载会大大增加、消防等级也会提高,得房率也大幅下降。

他认为,在经济发达、人口密集的一线、二线城市,可以考虑建设200米以内的超高层建筑。但对于三四线城市来说,经济活动没那么活跃,人口也不够多,建设需慎重。

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