|超级摩天楼的现代史始于1931年,当时世界上最高的建筑是纽约帝国大厦;每一代超级摩天楼都是在为下一代的超高层建筑积累经验。



James Tarmy

【OR  商业新媒体】

纽约公园大道432号的每套公寓都拥有无敌景观,

但有一个方向是住在里面的人没法看到的:直接往下看。据它的建筑师拉斐尔·比诺里(Rafael Viñoly)说,这座约426米高、85层的超级大厦就是这样设计的,因为但凡能一眼看下去的时候,你会吓死。不过,比诺里的这个设计并非是替那些有恐高症的人着想。而是他知道,自己设计的这个超豪华公寓楼,会在风中疯狂地晃动。大厦位于曼哈顿中城57街,在纽约城的亿万富豪街这个高档住宅地段,它是大家心目中默认的头牌。“看楼的外表,你的心脏病不是发作一次,而是两次,因为这东西确实在动,”这栋摩天大楼还在建的时候,比诺里在一次演讲中说道。“别告诉住户。”

住户自己发现了。在公园大道432号,枝形吊灯经常随着大楼摇摆,在刮风的夜晚,你能听到嘎吱嘎吱声。碰到大风天气,电梯要停止服务,因为电缆摇晃得太厉害,会危及安全。就在今年的劳动节(每年九月的第一个星期一)前夕,因为要对楼里的电气系统进行大规模检修,全楼清空了大约两天时间。住户认为他们花2000多万美元买房,不是为了住在这样的地方(此处需要来一段凄惨的音乐)。

无论是纽约客还是游客,都无需担心公园大道432号或者其他类似的钢筋水泥摩天楼真的会倒塌。这些建筑背后的设计者和建造者,也就是那些高度超过300米的所谓“超高”摩天楼,都是这个领域的全球领先者。世界上的超级摩天楼必须达到城市、州和国际标准,以确保屹立不倒。只要满足了安全方面的要求,开发商就有相当大的裁量权,决定建筑的晃动幅度是否正常。建筑的晃动,被视为跟个人的运动灵敏度有关;舒适与否,是非常主观的判断。

“对我们大家来说,更重要的是,每一代超级摩天楼都是在为下一代的超高层建筑积累经验。”《高度:解剖摩天楼》(The Heights:Anatomy of a Skyscraper)一书的作者、哥伦比亚大学建筑、城市规划及历史保护学院的城市发展教授凯特·阿谢尔(Kate Ascher)说道,“这些建筑,就其体量而言,是无法在实验室进行测试的。你把它放到现场,它的运转方式就会不一样。”

虽然现状还远远谈不上让人满意,但随着材料科学和建筑技术的进步,加上经验的积累,住户的舒适感随着建筑物高度的增加而增大。专家们一直在不断改进理想的结构形状、建筑的质量和重量,以及一些更为隐蔽的功能,比如重达数吨、被称为调谐质量阻尼器的机器,这是用来限制建筑物摇摆的设计。

对一般人来说,由于亿万富豪街上的超高层建筑并不是用来缓解纽约的保障性住房危机的,所以我们很容易认为这些创新之作只是酷炫而已(或者让人摇头,取决于你的个人品位)。然而,随着全球出现越来越多的超级摩天楼,包括混合用途的开发项目,令人眩晕的1%的经验教训可能也具有借鉴意义。阿谢尔将这个过程与汽车制造领域的一些进步进行了比较,比如平视显示器和车道偏离警报,它们一步步从奔驰豪华轿车出现在了丰田汽车上。“当人们尝试新生事物时,有些会奏效,有些则不然,”她说。“下一代吸收了那些有效的东西,它们就成为了标准。”

超级摩天楼的现代史始于1931年,当时世界上最高的建筑是纽约帝国大厦,它的高度是380米,经过不足一年的施工就启用了。随着时间的推移,这座宏伟的装饰艺术风格的大厦成为了美国智慧的象征。20世纪70年代,世界贸易中心大楼夺得了这一称号;几年后,芝加哥442米高的西尔斯大厦(现在的威利斯大厦)成为世界最高楼。在芝加哥,基本的风洞分析帮助工程师提防漏洞,但结构工作在某种程度上还是依赖直觉。

建筑师当时尚无法预料风涡。当人们想到大风袭击一座摩天大厦的时候,他们想到的是风迎面吹向大楼。但在极高的高度,明显的晃动往往是由建筑物两侧的风所引发的。想象一下,在一条快速流动的溪流中有一块石头:那块石头的正后方是一个负空间,这片水里都是漩涡。风的作用原理大致相同,结果就是,在极高的高度,建筑物会被推过来拉过去,出现晃动。

到了本世纪初,随着风洞建模的进步,建筑师减轻这些漩涡的能力大为增强,当时吉隆坡的双子塔在高度上已经超过了西尔斯大厦,紧随其后的是上海金茂大厦。这些项目在很大程度上都是美国的设计师和工程师担纲,不过他们在工作中也要经常边干边学。“我设计的第一个超级摩天楼就是金茂大厦,”曾经设计了西尔斯大厦的SOM建筑设计事务所前合伙人阿德里安·史密斯(Adrian Smith)说道,“我很快就意识到,超高层建筑的工程学历史,其实并不长。”

SOM的团队在设计芝加哥一座610米高的大厦时(该项目后来因为融资问题而搁浅),发现了一种可以将撞击大厦的力量减少大约25%的方法。随着高度的增加,让外立面逐渐向建筑的核心靠拢,就是像婚礼蛋糕那样逐层递减,就可以分散大部分涡流的能量。到了本世纪头十年快结束的时候,史密斯和他的团队正在建造目前世界上的最高楼—迪拜的哈利法塔,它高达828米。那会儿,他们手头已经有了一些新的手段。他说,对这个项目最为关键的两项技术,就是计算建模和结构材料的进步,它们为打造更为纤细的超级摩天楼奠定了基础。

混凝土并不是建筑设计中最有趣的部分,但在过去的几十年里,对它的材料成分慢慢进行了一系列有针对性的调整,使建筑物可以越来越高、越来越薄。结构工程公司宋腾添玛沙帝(Thornton Tomasetti)的负责人伦纳德·约瑟夫(Leonard Joseph)说:“混凝土的妙处在于,如果增加它的强度,所得材料也会变得更加坚硬。”相比之下,钢材(帝国大厦用的就是这种材料)总是具有相同的刚度,这意味着随着大厦的高度增加,你需要更多的钢材。“因此,对于高层钢材,如果你需要更大的刚度而不是单纯的强度,那就得花相当多的额外资金和材料才能做到,”约瑟夫说。

构成混凝土创新的另一个部分是,它在输送管道里凝固之前,搅拌机可以将其送到多高的位置。在哈利法塔施工期间,工作人员必须将混凝土泵到610米左右的高度,而泵的极限为建筑结构设定了一个上限。现在,对混凝土成分的调整和泵送技术的改进,使得混凝土送到逾900米的高度。“所有这些技术问题都不断受到挑战,”史密斯说。“一旦你有了解决方案,你就会说,’好吧,还能再高一点吗?’”同样,由于电梯缆索的强度所限,哈利法塔的电梯在10年前最高只能上升123层。而现在,碳纤维电缆可以使电梯上行160层。公园大道432号的首席结构工程师表示(他也是纽约当代兴建的大多数超级摩天楼的工程结构负责人),他经手的项目都深受科技发展的影响。“1980年,我在麦迪逊大道建造宫殿酒店时,我们做出了纽约城历史上最坚固的混凝土,”工程公司WSP的房地产和建筑结构主管西尔维安·马库斯(Silvian Marcus)说,“强度约为422公斤/平方厘米。今天,我们使用的混凝土抗压强度达到了1055到1125公斤/平方厘米。”

这个双子塔在当时看来,是相当纤细的,其高度是宽度的9.5倍。马库斯的公司正在建造西57街111号,项目将于今年完工,它的高宽比为24:1,使其成为世界上最薄的大厦。他的公司还做了中央公园塔的结构工程,它目前是世界上最高的住宅楼,高度达472米;这个建筑的设计方,是史密斯的新公司Adrian Smith + Gordon Gill Architecture。

在过去的二十年里,高层建筑的数量激增。从1991年到2001年,全世界平均每年有12栋200米以上的建筑拔地而起。根据行业出资的非营利组织世界高层建筑与都市人居学会(Councilon Tall Buildings & Urban Habitat)的一份报告,从2011年到2021年,每年的平均数字是112栋。超级摩天楼也在激增。自2001年以来,全球100座最高建筑的平均高度增加了41%,从284米增至399米。其中许多高楼不仅仅是富人的住宅,也有写字楼、酒店和购物中心。

对于公园大道432号现有的烦恼,我们几乎无能为力。但史密斯表示,从这些项目中获得的智慧,将用到未来更高的建筑上。史密斯还设计了沙特阿拉伯的吉达塔,该建筑高达1000米,落成后将成为世界上新的最高大楼。

“材料技术将会比现在好得多,”史密斯说道,他正思考在千米超高建筑顶层为什么会出现空气中氧气不足的问题。他说,一些未知的因素是值得进行试验的,比如超级摩天楼对人体健康的影响:“当你设计世界上最高的建筑时,你应该预料到自己会碰到一些并不了解的事情。”不过,不要告诉住户。■


(注:本文仅代表作者个人观点。责编邮箱    info@or123.net)



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摩天大楼 你别给我晃

发布日期:2021-10-27 11:33
|超级摩天楼的现代史始于1931年,当时世界上最高的建筑是纽约帝国大厦;每一代超级摩天楼都是在为下一代的超高层建筑积累经验。



James Tarmy

【OR  商业新媒体】

纽约公园大道432号的每套公寓都拥有无敌景观,

但有一个方向是住在里面的人没法看到的:直接往下看。据它的建筑师拉斐尔·比诺里(Rafael Viñoly)说,这座约426米高、85层的超级大厦就是这样设计的,因为但凡能一眼看下去的时候,你会吓死。不过,比诺里的这个设计并非是替那些有恐高症的人着想。而是他知道,自己设计的这个超豪华公寓楼,会在风中疯狂地晃动。大厦位于曼哈顿中城57街,在纽约城的亿万富豪街这个高档住宅地段,它是大家心目中默认的头牌。“看楼的外表,你的心脏病不是发作一次,而是两次,因为这东西确实在动,”这栋摩天大楼还在建的时候,比诺里在一次演讲中说道。“别告诉住户。”

住户自己发现了。在公园大道432号,枝形吊灯经常随着大楼摇摆,在刮风的夜晚,你能听到嘎吱嘎吱声。碰到大风天气,电梯要停止服务,因为电缆摇晃得太厉害,会危及安全。就在今年的劳动节(每年九月的第一个星期一)前夕,因为要对楼里的电气系统进行大规模检修,全楼清空了大约两天时间。住户认为他们花2000多万美元买房,不是为了住在这样的地方(此处需要来一段凄惨的音乐)。

无论是纽约客还是游客,都无需担心公园大道432号或者其他类似的钢筋水泥摩天楼真的会倒塌。这些建筑背后的设计者和建造者,也就是那些高度超过300米的所谓“超高”摩天楼,都是这个领域的全球领先者。世界上的超级摩天楼必须达到城市、州和国际标准,以确保屹立不倒。只要满足了安全方面的要求,开发商就有相当大的裁量权,决定建筑的晃动幅度是否正常。建筑的晃动,被视为跟个人的运动灵敏度有关;舒适与否,是非常主观的判断。

“对我们大家来说,更重要的是,每一代超级摩天楼都是在为下一代的超高层建筑积累经验。”《高度:解剖摩天楼》(The Heights:Anatomy of a Skyscraper)一书的作者、哥伦比亚大学建筑、城市规划及历史保护学院的城市发展教授凯特·阿谢尔(Kate Ascher)说道,“这些建筑,就其体量而言,是无法在实验室进行测试的。你把它放到现场,它的运转方式就会不一样。”

虽然现状还远远谈不上让人满意,但随着材料科学和建筑技术的进步,加上经验的积累,住户的舒适感随着建筑物高度的增加而增大。专家们一直在不断改进理想的结构形状、建筑的质量和重量,以及一些更为隐蔽的功能,比如重达数吨、被称为调谐质量阻尼器的机器,这是用来限制建筑物摇摆的设计。

对一般人来说,由于亿万富豪街上的超高层建筑并不是用来缓解纽约的保障性住房危机的,所以我们很容易认为这些创新之作只是酷炫而已(或者让人摇头,取决于你的个人品位)。然而,随着全球出现越来越多的超级摩天楼,包括混合用途的开发项目,令人眩晕的1%的经验教训可能也具有借鉴意义。阿谢尔将这个过程与汽车制造领域的一些进步进行了比较,比如平视显示器和车道偏离警报,它们一步步从奔驰豪华轿车出现在了丰田汽车上。“当人们尝试新生事物时,有些会奏效,有些则不然,”她说。“下一代吸收了那些有效的东西,它们就成为了标准。”

超级摩天楼的现代史始于1931年,当时世界上最高的建筑是纽约帝国大厦,它的高度是380米,经过不足一年的施工就启用了。随着时间的推移,这座宏伟的装饰艺术风格的大厦成为了美国智慧的象征。20世纪70年代,世界贸易中心大楼夺得了这一称号;几年后,芝加哥442米高的西尔斯大厦(现在的威利斯大厦)成为世界最高楼。在芝加哥,基本的风洞分析帮助工程师提防漏洞,但结构工作在某种程度上还是依赖直觉。

建筑师当时尚无法预料风涡。当人们想到大风袭击一座摩天大厦的时候,他们想到的是风迎面吹向大楼。但在极高的高度,明显的晃动往往是由建筑物两侧的风所引发的。想象一下,在一条快速流动的溪流中有一块石头:那块石头的正后方是一个负空间,这片水里都是漩涡。风的作用原理大致相同,结果就是,在极高的高度,建筑物会被推过来拉过去,出现晃动。

到了本世纪初,随着风洞建模的进步,建筑师减轻这些漩涡的能力大为增强,当时吉隆坡的双子塔在高度上已经超过了西尔斯大厦,紧随其后的是上海金茂大厦。这些项目在很大程度上都是美国的设计师和工程师担纲,不过他们在工作中也要经常边干边学。“我设计的第一个超级摩天楼就是金茂大厦,”曾经设计了西尔斯大厦的SOM建筑设计事务所前合伙人阿德里安·史密斯(Adrian Smith)说道,“我很快就意识到,超高层建筑的工程学历史,其实并不长。”

SOM的团队在设计芝加哥一座610米高的大厦时(该项目后来因为融资问题而搁浅),发现了一种可以将撞击大厦的力量减少大约25%的方法。随着高度的增加,让外立面逐渐向建筑的核心靠拢,就是像婚礼蛋糕那样逐层递减,就可以分散大部分涡流的能量。到了本世纪头十年快结束的时候,史密斯和他的团队正在建造目前世界上的最高楼—迪拜的哈利法塔,它高达828米。那会儿,他们手头已经有了一些新的手段。他说,对这个项目最为关键的两项技术,就是计算建模和结构材料的进步,它们为打造更为纤细的超级摩天楼奠定了基础。

混凝土并不是建筑设计中最有趣的部分,但在过去的几十年里,对它的材料成分慢慢进行了一系列有针对性的调整,使建筑物可以越来越高、越来越薄。结构工程公司宋腾添玛沙帝(Thornton Tomasetti)的负责人伦纳德·约瑟夫(Leonard Joseph)说:“混凝土的妙处在于,如果增加它的强度,所得材料也会变得更加坚硬。”相比之下,钢材(帝国大厦用的就是这种材料)总是具有相同的刚度,这意味着随着大厦的高度增加,你需要更多的钢材。“因此,对于高层钢材,如果你需要更大的刚度而不是单纯的强度,那就得花相当多的额外资金和材料才能做到,”约瑟夫说。

构成混凝土创新的另一个部分是,它在输送管道里凝固之前,搅拌机可以将其送到多高的位置。在哈利法塔施工期间,工作人员必须将混凝土泵到610米左右的高度,而泵的极限为建筑结构设定了一个上限。现在,对混凝土成分的调整和泵送技术的改进,使得混凝土送到逾900米的高度。“所有这些技术问题都不断受到挑战,”史密斯说。“一旦你有了解决方案,你就会说,’好吧,还能再高一点吗?’”同样,由于电梯缆索的强度所限,哈利法塔的电梯在10年前最高只能上升123层。而现在,碳纤维电缆可以使电梯上行160层。公园大道432号的首席结构工程师表示(他也是纽约当代兴建的大多数超级摩天楼的工程结构负责人),他经手的项目都深受科技发展的影响。“1980年,我在麦迪逊大道建造宫殿酒店时,我们做出了纽约城历史上最坚固的混凝土,”工程公司WSP的房地产和建筑结构主管西尔维安·马库斯(Silvian Marcus)说,“强度约为422公斤/平方厘米。今天,我们使用的混凝土抗压强度达到了1055到1125公斤/平方厘米。”

这个双子塔在当时看来,是相当纤细的,其高度是宽度的9.5倍。马库斯的公司正在建造西57街111号,项目将于今年完工,它的高宽比为24:1,使其成为世界上最薄的大厦。他的公司还做了中央公园塔的结构工程,它目前是世界上最高的住宅楼,高度达472米;这个建筑的设计方,是史密斯的新公司Adrian Smith + Gordon Gill Architecture。

在过去的二十年里,高层建筑的数量激增。从1991年到2001年,全世界平均每年有12栋200米以上的建筑拔地而起。根据行业出资的非营利组织世界高层建筑与都市人居学会(Councilon Tall Buildings & Urban Habitat)的一份报告,从2011年到2021年,每年的平均数字是112栋。超级摩天楼也在激增。自2001年以来,全球100座最高建筑的平均高度增加了41%,从284米增至399米。其中许多高楼不仅仅是富人的住宅,也有写字楼、酒店和购物中心。

对于公园大道432号现有的烦恼,我们几乎无能为力。但史密斯表示,从这些项目中获得的智慧,将用到未来更高的建筑上。史密斯还设计了沙特阿拉伯的吉达塔,该建筑高达1000米,落成后将成为世界上新的最高大楼。

“材料技术将会比现在好得多,”史密斯说道,他正思考在千米超高建筑顶层为什么会出现空气中氧气不足的问题。他说,一些未知的因素是值得进行试验的,比如超级摩天楼对人体健康的影响:“当你设计世界上最高的建筑时,你应该预料到自己会碰到一些并不了解的事情。”不过,不要告诉住户。■


(注:本文仅代表作者个人观点。责编邮箱    info@or123.net)



|超级摩天楼的现代史始于1931年,当时世界上最高的建筑是纽约帝国大厦;每一代超级摩天楼都是在为下一代的超高层建筑积累经验。



James Tarmy

【OR  商业新媒体】

纽约公园大道432号的每套公寓都拥有无敌景观,

但有一个方向是住在里面的人没法看到的:直接往下看。据它的建筑师拉斐尔·比诺里(Rafael Viñoly)说,这座约426米高、85层的超级大厦就是这样设计的,因为但凡能一眼看下去的时候,你会吓死。不过,比诺里的这个设计并非是替那些有恐高症的人着想。而是他知道,自己设计的这个超豪华公寓楼,会在风中疯狂地晃动。大厦位于曼哈顿中城57街,在纽约城的亿万富豪街这个高档住宅地段,它是大家心目中默认的头牌。“看楼的外表,你的心脏病不是发作一次,而是两次,因为这东西确实在动,”这栋摩天大楼还在建的时候,比诺里在一次演讲中说道。“别告诉住户。”

住户自己发现了。在公园大道432号,枝形吊灯经常随着大楼摇摆,在刮风的夜晚,你能听到嘎吱嘎吱声。碰到大风天气,电梯要停止服务,因为电缆摇晃得太厉害,会危及安全。就在今年的劳动节(每年九月的第一个星期一)前夕,因为要对楼里的电气系统进行大规模检修,全楼清空了大约两天时间。住户认为他们花2000多万美元买房,不是为了住在这样的地方(此处需要来一段凄惨的音乐)。

无论是纽约客还是游客,都无需担心公园大道432号或者其他类似的钢筋水泥摩天楼真的会倒塌。这些建筑背后的设计者和建造者,也就是那些高度超过300米的所谓“超高”摩天楼,都是这个领域的全球领先者。世界上的超级摩天楼必须达到城市、州和国际标准,以确保屹立不倒。只要满足了安全方面的要求,开发商就有相当大的裁量权,决定建筑的晃动幅度是否正常。建筑的晃动,被视为跟个人的运动灵敏度有关;舒适与否,是非常主观的判断。

“对我们大家来说,更重要的是,每一代超级摩天楼都是在为下一代的超高层建筑积累经验。”《高度:解剖摩天楼》(The Heights:Anatomy of a Skyscraper)一书的作者、哥伦比亚大学建筑、城市规划及历史保护学院的城市发展教授凯特·阿谢尔(Kate Ascher)说道,“这些建筑,就其体量而言,是无法在实验室进行测试的。你把它放到现场,它的运转方式就会不一样。”

虽然现状还远远谈不上让人满意,但随着材料科学和建筑技术的进步,加上经验的积累,住户的舒适感随着建筑物高度的增加而增大。专家们一直在不断改进理想的结构形状、建筑的质量和重量,以及一些更为隐蔽的功能,比如重达数吨、被称为调谐质量阻尼器的机器,这是用来限制建筑物摇摆的设计。

对一般人来说,由于亿万富豪街上的超高层建筑并不是用来缓解纽约的保障性住房危机的,所以我们很容易认为这些创新之作只是酷炫而已(或者让人摇头,取决于你的个人品位)。然而,随着全球出现越来越多的超级摩天楼,包括混合用途的开发项目,令人眩晕的1%的经验教训可能也具有借鉴意义。阿谢尔将这个过程与汽车制造领域的一些进步进行了比较,比如平视显示器和车道偏离警报,它们一步步从奔驰豪华轿车出现在了丰田汽车上。“当人们尝试新生事物时,有些会奏效,有些则不然,”她说。“下一代吸收了那些有效的东西,它们就成为了标准。”

超级摩天楼的现代史始于1931年,当时世界上最高的建筑是纽约帝国大厦,它的高度是380米,经过不足一年的施工就启用了。随着时间的推移,这座宏伟的装饰艺术风格的大厦成为了美国智慧的象征。20世纪70年代,世界贸易中心大楼夺得了这一称号;几年后,芝加哥442米高的西尔斯大厦(现在的威利斯大厦)成为世界最高楼。在芝加哥,基本的风洞分析帮助工程师提防漏洞,但结构工作在某种程度上还是依赖直觉。

建筑师当时尚无法预料风涡。当人们想到大风袭击一座摩天大厦的时候,他们想到的是风迎面吹向大楼。但在极高的高度,明显的晃动往往是由建筑物两侧的风所引发的。想象一下,在一条快速流动的溪流中有一块石头:那块石头的正后方是一个负空间,这片水里都是漩涡。风的作用原理大致相同,结果就是,在极高的高度,建筑物会被推过来拉过去,出现晃动。

到了本世纪初,随着风洞建模的进步,建筑师减轻这些漩涡的能力大为增强,当时吉隆坡的双子塔在高度上已经超过了西尔斯大厦,紧随其后的是上海金茂大厦。这些项目在很大程度上都是美国的设计师和工程师担纲,不过他们在工作中也要经常边干边学。“我设计的第一个超级摩天楼就是金茂大厦,”曾经设计了西尔斯大厦的SOM建筑设计事务所前合伙人阿德里安·史密斯(Adrian Smith)说道,“我很快就意识到,超高层建筑的工程学历史,其实并不长。”

SOM的团队在设计芝加哥一座610米高的大厦时(该项目后来因为融资问题而搁浅),发现了一种可以将撞击大厦的力量减少大约25%的方法。随着高度的增加,让外立面逐渐向建筑的核心靠拢,就是像婚礼蛋糕那样逐层递减,就可以分散大部分涡流的能量。到了本世纪头十年快结束的时候,史密斯和他的团队正在建造目前世界上的最高楼—迪拜的哈利法塔,它高达828米。那会儿,他们手头已经有了一些新的手段。他说,对这个项目最为关键的两项技术,就是计算建模和结构材料的进步,它们为打造更为纤细的超级摩天楼奠定了基础。

混凝土并不是建筑设计中最有趣的部分,但在过去的几十年里,对它的材料成分慢慢进行了一系列有针对性的调整,使建筑物可以越来越高、越来越薄。结构工程公司宋腾添玛沙帝(Thornton Tomasetti)的负责人伦纳德·约瑟夫(Leonard Joseph)说:“混凝土的妙处在于,如果增加它的强度,所得材料也会变得更加坚硬。”相比之下,钢材(帝国大厦用的就是这种材料)总是具有相同的刚度,这意味着随着大厦的高度增加,你需要更多的钢材。“因此,对于高层钢材,如果你需要更大的刚度而不是单纯的强度,那就得花相当多的额外资金和材料才能做到,”约瑟夫说。

构成混凝土创新的另一个部分是,它在输送管道里凝固之前,搅拌机可以将其送到多高的位置。在哈利法塔施工期间,工作人员必须将混凝土泵到610米左右的高度,而泵的极限为建筑结构设定了一个上限。现在,对混凝土成分的调整和泵送技术的改进,使得混凝土送到逾900米的高度。“所有这些技术问题都不断受到挑战,”史密斯说。“一旦你有了解决方案,你就会说,’好吧,还能再高一点吗?’”同样,由于电梯缆索的强度所限,哈利法塔的电梯在10年前最高只能上升123层。而现在,碳纤维电缆可以使电梯上行160层。公园大道432号的首席结构工程师表示(他也是纽约当代兴建的大多数超级摩天楼的工程结构负责人),他经手的项目都深受科技发展的影响。“1980年,我在麦迪逊大道建造宫殿酒店时,我们做出了纽约城历史上最坚固的混凝土,”工程公司WSP的房地产和建筑结构主管西尔维安·马库斯(Silvian Marcus)说,“强度约为422公斤/平方厘米。今天,我们使用的混凝土抗压强度达到了1055到1125公斤/平方厘米。”

这个双子塔在当时看来,是相当纤细的,其高度是宽度的9.5倍。马库斯的公司正在建造西57街111号,项目将于今年完工,它的高宽比为24:1,使其成为世界上最薄的大厦。他的公司还做了中央公园塔的结构工程,它目前是世界上最高的住宅楼,高度达472米;这个建筑的设计方,是史密斯的新公司Adrian Smith + Gordon Gill Architecture。

在过去的二十年里,高层建筑的数量激增。从1991年到2001年,全世界平均每年有12栋200米以上的建筑拔地而起。根据行业出资的非营利组织世界高层建筑与都市人居学会(Councilon Tall Buildings & Urban Habitat)的一份报告,从2011年到2021年,每年的平均数字是112栋。超级摩天楼也在激增。自2001年以来,全球100座最高建筑的平均高度增加了41%,从284米增至399米。其中许多高楼不仅仅是富人的住宅,也有写字楼、酒店和购物中心。

对于公园大道432号现有的烦恼,我们几乎无能为力。但史密斯表示,从这些项目中获得的智慧,将用到未来更高的建筑上。史密斯还设计了沙特阿拉伯的吉达塔,该建筑高达1000米,落成后将成为世界上新的最高大楼。

“材料技术将会比现在好得多,”史密斯说道,他正思考在千米超高建筑顶层为什么会出现空气中氧气不足的问题。他说,一些未知的因素是值得进行试验的,比如超级摩天楼对人体健康的影响:“当你设计世界上最高的建筑时,你应该预料到自己会碰到一些并不了解的事情。”不过,不要告诉住户。■


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摩天大楼 你别给我晃

发布日期:2021-10-27 11:33
|超级摩天楼的现代史始于1931年,当时世界上最高的建筑是纽约帝国大厦;每一代超级摩天楼都是在为下一代的超高层建筑积累经验。



James Tarmy

【OR  商业新媒体】

纽约公园大道432号的每套公寓都拥有无敌景观,

但有一个方向是住在里面的人没法看到的:直接往下看。据它的建筑师拉斐尔·比诺里(Rafael Viñoly)说,这座约426米高、85层的超级大厦就是这样设计的,因为但凡能一眼看下去的时候,你会吓死。不过,比诺里的这个设计并非是替那些有恐高症的人着想。而是他知道,自己设计的这个超豪华公寓楼,会在风中疯狂地晃动。大厦位于曼哈顿中城57街,在纽约城的亿万富豪街这个高档住宅地段,它是大家心目中默认的头牌。“看楼的外表,你的心脏病不是发作一次,而是两次,因为这东西确实在动,”这栋摩天大楼还在建的时候,比诺里在一次演讲中说道。“别告诉住户。”

住户自己发现了。在公园大道432号,枝形吊灯经常随着大楼摇摆,在刮风的夜晚,你能听到嘎吱嘎吱声。碰到大风天气,电梯要停止服务,因为电缆摇晃得太厉害,会危及安全。就在今年的劳动节(每年九月的第一个星期一)前夕,因为要对楼里的电气系统进行大规模检修,全楼清空了大约两天时间。住户认为他们花2000多万美元买房,不是为了住在这样的地方(此处需要来一段凄惨的音乐)。

无论是纽约客还是游客,都无需担心公园大道432号或者其他类似的钢筋水泥摩天楼真的会倒塌。这些建筑背后的设计者和建造者,也就是那些高度超过300米的所谓“超高”摩天楼,都是这个领域的全球领先者。世界上的超级摩天楼必须达到城市、州和国际标准,以确保屹立不倒。只要满足了安全方面的要求,开发商就有相当大的裁量权,决定建筑的晃动幅度是否正常。建筑的晃动,被视为跟个人的运动灵敏度有关;舒适与否,是非常主观的判断。

“对我们大家来说,更重要的是,每一代超级摩天楼都是在为下一代的超高层建筑积累经验。”《高度:解剖摩天楼》(The Heights:Anatomy of a Skyscraper)一书的作者、哥伦比亚大学建筑、城市规划及历史保护学院的城市发展教授凯特·阿谢尔(Kate Ascher)说道,“这些建筑,就其体量而言,是无法在实验室进行测试的。你把它放到现场,它的运转方式就会不一样。”

虽然现状还远远谈不上让人满意,但随着材料科学和建筑技术的进步,加上经验的积累,住户的舒适感随着建筑物高度的增加而增大。专家们一直在不断改进理想的结构形状、建筑的质量和重量,以及一些更为隐蔽的功能,比如重达数吨、被称为调谐质量阻尼器的机器,这是用来限制建筑物摇摆的设计。

对一般人来说,由于亿万富豪街上的超高层建筑并不是用来缓解纽约的保障性住房危机的,所以我们很容易认为这些创新之作只是酷炫而已(或者让人摇头,取决于你的个人品位)。然而,随着全球出现越来越多的超级摩天楼,包括混合用途的开发项目,令人眩晕的1%的经验教训可能也具有借鉴意义。阿谢尔将这个过程与汽车制造领域的一些进步进行了比较,比如平视显示器和车道偏离警报,它们一步步从奔驰豪华轿车出现在了丰田汽车上。“当人们尝试新生事物时,有些会奏效,有些则不然,”她说。“下一代吸收了那些有效的东西,它们就成为了标准。”

超级摩天楼的现代史始于1931年,当时世界上最高的建筑是纽约帝国大厦,它的高度是380米,经过不足一年的施工就启用了。随着时间的推移,这座宏伟的装饰艺术风格的大厦成为了美国智慧的象征。20世纪70年代,世界贸易中心大楼夺得了这一称号;几年后,芝加哥442米高的西尔斯大厦(现在的威利斯大厦)成为世界最高楼。在芝加哥,基本的风洞分析帮助工程师提防漏洞,但结构工作在某种程度上还是依赖直觉。

建筑师当时尚无法预料风涡。当人们想到大风袭击一座摩天大厦的时候,他们想到的是风迎面吹向大楼。但在极高的高度,明显的晃动往往是由建筑物两侧的风所引发的。想象一下,在一条快速流动的溪流中有一块石头:那块石头的正后方是一个负空间,这片水里都是漩涡。风的作用原理大致相同,结果就是,在极高的高度,建筑物会被推过来拉过去,出现晃动。

到了本世纪初,随着风洞建模的进步,建筑师减轻这些漩涡的能力大为增强,当时吉隆坡的双子塔在高度上已经超过了西尔斯大厦,紧随其后的是上海金茂大厦。这些项目在很大程度上都是美国的设计师和工程师担纲,不过他们在工作中也要经常边干边学。“我设计的第一个超级摩天楼就是金茂大厦,”曾经设计了西尔斯大厦的SOM建筑设计事务所前合伙人阿德里安·史密斯(Adrian Smith)说道,“我很快就意识到,超高层建筑的工程学历史,其实并不长。”

SOM的团队在设计芝加哥一座610米高的大厦时(该项目后来因为融资问题而搁浅),发现了一种可以将撞击大厦的力量减少大约25%的方法。随着高度的增加,让外立面逐渐向建筑的核心靠拢,就是像婚礼蛋糕那样逐层递减,就可以分散大部分涡流的能量。到了本世纪头十年快结束的时候,史密斯和他的团队正在建造目前世界上的最高楼—迪拜的哈利法塔,它高达828米。那会儿,他们手头已经有了一些新的手段。他说,对这个项目最为关键的两项技术,就是计算建模和结构材料的进步,它们为打造更为纤细的超级摩天楼奠定了基础。

混凝土并不是建筑设计中最有趣的部分,但在过去的几十年里,对它的材料成分慢慢进行了一系列有针对性的调整,使建筑物可以越来越高、越来越薄。结构工程公司宋腾添玛沙帝(Thornton Tomasetti)的负责人伦纳德·约瑟夫(Leonard Joseph)说:“混凝土的妙处在于,如果增加它的强度,所得材料也会变得更加坚硬。”相比之下,钢材(帝国大厦用的就是这种材料)总是具有相同的刚度,这意味着随着大厦的高度增加,你需要更多的钢材。“因此,对于高层钢材,如果你需要更大的刚度而不是单纯的强度,那就得花相当多的额外资金和材料才能做到,”约瑟夫说。

构成混凝土创新的另一个部分是,它在输送管道里凝固之前,搅拌机可以将其送到多高的位置。在哈利法塔施工期间,工作人员必须将混凝土泵到610米左右的高度,而泵的极限为建筑结构设定了一个上限。现在,对混凝土成分的调整和泵送技术的改进,使得混凝土送到逾900米的高度。“所有这些技术问题都不断受到挑战,”史密斯说。“一旦你有了解决方案,你就会说,’好吧,还能再高一点吗?’”同样,由于电梯缆索的强度所限,哈利法塔的电梯在10年前最高只能上升123层。而现在,碳纤维电缆可以使电梯上行160层。公园大道432号的首席结构工程师表示(他也是纽约当代兴建的大多数超级摩天楼的工程结构负责人),他经手的项目都深受科技发展的影响。“1980年,我在麦迪逊大道建造宫殿酒店时,我们做出了纽约城历史上最坚固的混凝土,”工程公司WSP的房地产和建筑结构主管西尔维安·马库斯(Silvian Marcus)说,“强度约为422公斤/平方厘米。今天,我们使用的混凝土抗压强度达到了1055到1125公斤/平方厘米。”

这个双子塔在当时看来,是相当纤细的,其高度是宽度的9.5倍。马库斯的公司正在建造西57街111号,项目将于今年完工,它的高宽比为24:1,使其成为世界上最薄的大厦。他的公司还做了中央公园塔的结构工程,它目前是世界上最高的住宅楼,高度达472米;这个建筑的设计方,是史密斯的新公司Adrian Smith + Gordon Gill Architecture。

在过去的二十年里,高层建筑的数量激增。从1991年到2001年,全世界平均每年有12栋200米以上的建筑拔地而起。根据行业出资的非营利组织世界高层建筑与都市人居学会(Councilon Tall Buildings & Urban Habitat)的一份报告,从2011年到2021年,每年的平均数字是112栋。超级摩天楼也在激增。自2001年以来,全球100座最高建筑的平均高度增加了41%,从284米增至399米。其中许多高楼不仅仅是富人的住宅,也有写字楼、酒店和购物中心。

对于公园大道432号现有的烦恼,我们几乎无能为力。但史密斯表示,从这些项目中获得的智慧,将用到未来更高的建筑上。史密斯还设计了沙特阿拉伯的吉达塔,该建筑高达1000米,落成后将成为世界上新的最高大楼。

“材料技术将会比现在好得多,”史密斯说道,他正思考在千米超高建筑顶层为什么会出现空气中氧气不足的问题。他说,一些未知的因素是值得进行试验的,比如超级摩天楼对人体健康的影响:“当你设计世界上最高的建筑时,你应该预料到自己会碰到一些并不了解的事情。”不过,不要告诉住户。■


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