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為何要嚴令超高層建筑“限高500米”?

2021-07-12 15:28 來源: 人民日報客戶端 中國科學報
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  7月6日,國家發展改革委網站發布《關于加強基礎設施建設項目管理 確保工程安全質量的通知》。通知明確指出,嚴把超高層建筑審查關;并明確幾點事宜,如對100米以上建筑應嚴格執行超限高層建筑工程抗震設防審批制度、嚴格限制新建250米以上建筑、不得新建500米以上超高層建筑等。

  500米超高層建筑多數在中國

  回看超高層建筑的發展歷史,首先需要明確的是,500米的超高層建筑已經非常高了,全世界范圍內并沒有很多超過500米高度的超高層建筑。

  例如大家耳熟能詳的紐約標志性建筑——建成于1930年的克萊斯勒大廈、建成于1931年的帝國大廈,高度分別為317米和381米,遠遠沒有達到500米的高度。甚至毀于“9·11”恐怖襲擊的紐約另一個地標性建筑世界貿易中心雙子塔,其高度為417米,距離500米的限高要求還有83米。而建成于1974年的芝加哥西爾斯大廈高度為442米,建成于1993年的馬來西亞石油大廈高度為452米。

  放眼世界,除了美國紐約新建成于2014年的世界貿易中心高度為541米,還有幾個超過500米的建筑集中在中東地區,例如建成于2010年、828米高的迪拜哈里發塔,建成于2012年、601米高的麥加皇家鐘塔。

  多數人沒有想到的是,達到500米的超高層建筑,絕大多數在中國。

  中國超過500米的超高層建筑,始于2004年建成的臺北101大廈,高度508米。隨后北京、上海、廣州、深圳、天津紛紛出現高度超過500米的超高層建筑,其中最高的上海中心高度達632米,深圳平安國際金融中心599米,廣州周大福金融中心530米,天津周大福濱海中心530米。中國已經成為擁有超過500米超高層建筑最多的國家。

  興建超高層建筑的多種原因

  為什么中國會出現這么多500米以上的超高層建筑?原因很多。其中一個重要原因是建設超高層建筑,對于今天建筑技術蓬勃發展的中國而言,實際上已經沒有不可逾越的技術門檻;另一個重要原因是中國經濟蓬勃發展,足以支撐耗費巨資興建高度超過500米的超高層建筑。

  除此之外,500米超高層建筑本身具有一些獨特優勢,吸引決策方投巨資興建。例如,500米以上的超高層建筑,毫無疑問具有絕對震撼的視覺沖擊力,具有極強的地標效應,往往會成為一個片區甚至一座城市的標志。這就附加了建筑高度一個非實用的象征意義:當決策方過度沉湎于追求標志性的時候,“高度越高越震撼”導致超過500米的超高層成為一種不二選擇。

  同時,超過500米的超高層建筑的建設,是促進建筑行業發展的一個重要契機。因為可以通過實踐,進一步實證和切實提升技術水平,尤其是其中的施工技術水平。

  最后,逐利思維導致的超高層建設模式。投資巨大的超過500米的超高層建筑,仍然有巨大經濟利益。這種利益不僅體現在動輒高達數十的容積率,以及高達數十萬平米的建設面積上,還體現在目前存在的一種城市開發模式中——將欲取之,必先與之。先借助500米以上超高層的地標效應,說服決策方,可能的說辭是改善城市天際線、構建城市新地標等,然后獲得周邊地塊的住宅開發權,先把住宅賣了掙到錢后,再繼續蓋超高層。

  應遵循城市環境科學決策

  但超高層建筑也面臨很多挑戰。

  首先是空間使用效率低和日常運維消耗高的挑戰。超高層建筑需要的各種輔助系統,如交通、空調等,遠比非超高層建筑復雜。為應對各種規范的要求,核心筒設計復雜,核心筒面積占比更高,相對應的可使用面積更低、效率更低,同時還需要設計專門的避難層,這是資源的巨大浪費。此外,滿足超高層建筑日常運維所需要耗費的能源和資源,均遠超非超高層建筑,這跟當下日益關注的能源和資源節約理念有沖突。

  其次是城市土地承載力的挑戰。上文提到超高層建筑動輒十以上甚至數十的容積率,導致建成使用時,建筑周邊交通、設施、服務等均不堪重負,給城市片區帶來較大壓力。實際上,世界各國都在研究嘗試通過控制容積率指標,解決城市的承載力問題,均不傾向于超高容積率的建設模式。以德國為例,以CBD中心為圓心向外發散,其中法蘭克福最高容積率不到3.0、科隆6.0左右、慕尼黑不到5.0、斯圖加特不到3.0。

  第三是設計難度大的挑戰。出于安全考慮,消防疏散是超高層最需要解決的設計難點。其面臨很多不利條件的挑戰,例如火災荷載大、火災蔓延快,而超高層井道復雜,可能會導致煙囪效應促進火勢蔓延。此外疏散路徑、疏散寬度有限,很多時候得依賴建筑內部自動消防設施滅火,或者集中到避難層等待救援。同時目前主要依賴的消防云梯、水槍等有效高程受限。另外,結構設計也是超高層建筑設計的重中之重。為了結構安全,超高層建筑的用鋼量相當可觀,實際上也是一種資源的過度使用。

  第四是施工難度大的挑戰。超高層建筑對于施工的挑戰,在沒有出地面的時候就開始了:需要超長樁基和超大底板澆筑。以上海中心為例,采用了直徑1米、長度90米、1000根鉆孔灌注樁;還采用了直徑120米、厚度6米的混凝土平臺60小時連續澆筑。超高層建筑需要混凝土高壓泵送,要求混凝土水膠比低、細顆??偭慷?、內聚性高、阻力大,對混凝土和輸送泵都有超高要求。此外還有幕墻高空安裝、吊裝容易受橫風影響等。

  當然,制約超高層建筑建設的還有一個因素是經濟。超高層建筑建設周期往往較長,在建設周期中可能會遭遇經濟危機或者資金鏈斷裂等情況,而導致變故。

  總而言之,超高層建筑是高度復雜且具有高度能源、資源消耗特點的建筑類型,其建設決策一定要綜合考慮經濟、技術、安全等因素,結合城市特定的肌理和環境,審慎科學決策。

 ?。ㄋ螘橡?作者系清華大學建筑學院教授)

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  【編輯:朱晨穎】

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