近日,一張來自英國的概念設計圖在我國攪起風波:兩棟并排而立的彩色高樓,如一對鳳凰欲盤旋起飛,名為“鳳凰塔”的雙子塔因坐落在武漢、樓高設計達1000米,被視為我國將奪過迪拜塔的桂冠,擁有“世界上最高的建筑”。
鳳凰塔效果圖
鳳凰塔效果圖
鳳凰塔效果圖
鳳凰塔效果圖
雖然記者證實“鳳凰塔”尚未報建,但科學家表示,把我國建筑從600米升到1000米高度,已經是國內學界正在挑戰的課題。
藍圖
英國方面稱規劃基本完成,但武漢相關部門未證實擬建世界最高雙子塔消息
美麗的“鳳凰塔”設計圖就擺放在英國建筑事務所C hetw oods網站的首頁,題目為鳳凰塔,武漢,中國。
點擊設計圖,顯示的設計概念方案寫道,1000米高的鳳凰塔將是世界上最高的雙子塔建筑。47公頃的湖心島,雙子塔占地7公頃,由一條3公里的林蔭大道相連,遠景規劃上,大道兩邊會建有密集的城市布局。拱形橋就好像穿越了林蔭大道,每個塔將有自己的功能和屬性:鳳塔將側重于商業區,凰塔側重文化和娛樂區。
設計方案中對雙子塔的特點描述十分“中國化”,“基于傳統的中國鳳凰——— 兩只鳥,雄鳳,雌凰。設計源于從陰陽到兩者完美平衡的結合,共生———鳳塔采用尖端技術來供給凰塔可再生能源”。
6 月18日后,鳳凰塔的設計圖和“武漢擬建世界最高建筑”的消息迅速傳播開來,鳳凰塔的消息隨即豐富起來:47公頃的湖心島位于武漢漢陽區四新,鳳凰塔是為北京華嚴集團在中國中部建立新的“第四極”經濟和文化引擎區而制定的4個主要規劃之一,雙塔為高低組合式結構,建成高度為3280英尺,約合1000米, 超過目前世界最高的迪拜哈利法塔170多米。
英國建筑事務所負責人告訴中國媒體,規劃藍圖已基本完成,正在等待規劃的批復。預計2015年年底之前就可以開工,2018年工程竣工。初步估算,工程造價12億英鎊,折合人民幣約130億元。
記者近日通過武漢市國土資源和規劃局的網站查詢,在漢陽區近期在建項目和近期選址規劃項目中,尚未發現千米雙子塔的規劃身影。
昨日武漢市漢陽區委宣傳部告訴南都記者,經向相關部門核實,漢陽區尚未有此項目。據漢陽區相關負責人介紹,去年上半年,曾有公司前往考察,并拿出“鳳凰塔”的設計方案,可后來沒有下文,項目也沒有進入區級層面討論,更不可能進入后期申報程序。
武漢當地媒體6月21日曾報道,經向武漢市級各部門了解,包括發改委、市國土資源和規劃局和市城建委職能部門,都沒有聽說武漢擬建世界最高雙子塔的消息。
探索
“現在設計上,國外已經有超過1000米的超高層,國內正在論證的也是1000米”
盡管鳳凰塔還只停留在概念圖紙上,但我國科學家對于千米高樓的探索卻早已開始。
唐代李白曾站在山上寺廟感慨,“危樓高百尺,手可摘星辰”,古代不乏高樓崇拜,我國1000多年前就出現了高層建筑(詞條“高層建筑”由行業大百科提供)。
在現代學者眼中,如河南登封縣的篙岳寺塔,西安的大雁塔,山西的應縣木塔等早期的高層塔樓建筑,因受制于經濟技術條件,都是用磚、石或木料等建造的,墻壁非常厚,支撐木柱都很粗大,使用面積相當狹窄。
1894 年,美國106米高的紐約曼哈頓人壽保險大廈首次突破了建筑的百米關口,這被認為建筑進入了超高層的階段,世界各地開始了超高層建筑的競賽,中國的上海在20世紀初最先加入其中,建成了亞洲第一高樓———國際飯店,但直到1976年,114.05米的廣州白云賓館落成,我國才進入超高層建筑發展階段。
目前,公信力最高的世界高層都市建筑學會(CT BU H )將超高層建筑的衡量線提到300米。截至2014年5月底,世邦魏理仕的數據顯示,已落成超高層建筑中,中國最多,有25棟,比排名第二的美國多出11棟。在建(已施工)的超高層建筑中,中國有78棟,世界上其他所有國家之和僅47棟。
中國建筑科學研究院副總工程師肖從真介紹,“現在設計上,國外已經有超過1000米的超高層,國內前沿和大家正在論證的,也是1000米,甚至有的科研人員將研究目標定為一英里,這相當于挑戰1600多米的高樓”。
去年,肖從真帶領團隊,以13年的研究項目“超高及復雜高層建筑結構關鍵技術與應用”,獲得國家科學技術進步獎。成果應用于高632米的上海中心大廈、高660米的深圳平安國際金融中心等數十項標志性超高建筑,填補了國內外超高及復雜高層建筑結構體系設計施工的空白。
盡管掌握這樣的技術,肖從真仍然認為,將建筑從600米升到1000米高度,將面臨防風、抗震、消防和幕墻等多方面的難題,“不是隨隨便便就可以拔高的”。
肖從真所做的研究顯示,超高建筑的位移和高度是成4次方的關系,或者更高。高度大一倍,建筑的剛度需求就要大很多,現在600- 800米的建筑,如果想繼續升高,在結構體積上就要有所創新。
目前世界上的超高建筑,大多為異形建筑,最高的迪拜塔由連為一體的管狀多塔組成,自下而上逐漸縮減,到上面已經很細很尖,沙特設計的千米以上的國王塔上部細尖,功能性很小。
肖從真認為,這種沿用老的方式做的設計對于減少荷載有用,但要實實在在做到1000多米的超高建筑,粗和高將形成建筑上的矛盾,徑深太大建筑中間難以使用。
“現在研究的思路是,以后可以把一個個房子作為巨型結構,把很多個桶一樣的樓綁在一起,每個樓都會接收到陽光”,肖從真建議,通過這種結構改變,來完成建筑向上的探索。
難題
伸向高空的建筑要經受側向的力的考驗,抗震、防風成為它最大的難題
“自古以來,沒有一種建筑形式像超高層建筑一樣,在為人類拓展生存空間的發揮巨大作用的同時,會引發人們如此激烈的非議:浪費資源、破壞環境、易發災難等等”,上海建工設計研究院院長胡玉銀曾在中國高樓尚未突破500米時撰文感慨。但是,超高層建筑在激烈的爭論中仍然在不斷發展,為科學發展提供著試驗場。
伸向高空的建筑要經受側向的力的考驗,抗震、防風成為它最大的難題,樓層越高,位移會很大,對舒適度和安全都會有影響。這便是肖從真所提及的“自振周期較長”的超高層建筑在長周期地震影響下會出現的現象。他還指出,國內外對長周期地震動作用研究不夠深入,對超高層建筑結構的抗震設計缺乏指導,我國《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)對于超高層建筑也缺少相關規定。
武漢大學土木建筑工程學院副教授鄒良浩主要進行高層、高聳及大跨度結構抗風的研究,看過鳳凰塔的效果圖,他認為千米高層建筑在抗風上,“可以做但并不容易”。
根據風洞實驗等模擬,在400-600米的高空,因為強風導致的建筑搖擺位移可能達到1米左右,但這種位移使人害怕卻并不危險,危險的是來回猛烈晃悠的加速度。
“風經過不同外形建筑,產生荷載不一樣。現在建筑要更高,外形選擇要像廣州小蠻腰或迪拜塔那樣變截面的外形,這比常規的矩形風荷載小,武漢的鳳凰塔效果圖顯示也是逐漸向上縮進去來防風的外形”,鄒良浩介紹說。
鄒良浩預測說,1000米的高樓很難滿足人的舒適度的嚴格要求,通常還要使用整棟控制技術,來減少大約40%的風荷載,對現有技術是有一定挑戰性的。
中國建筑科學研究院副總工程師肖從真認為,抗火難題一部分來自人員疏散困難。“超高建筑也會有疏散樓梯,但靠人跑下來就不太現實,600米的樓,相當于兩個北京香山摞在一起,體力好的年輕人從頂部跑下也要很長時間”。
肖從真建議,與普通的著火不能乘坐電梯不同,超高層建筑需要可以防火的消防電梯來進行人員疏散。而救火很難依靠不夠高度的消防梯來救,更多依靠使用抗火材料來防范于未“燃”。
武漢鳳凰塔概念方案顯示,鳳凰塔將安裝風力發電機組和生物質鍋爐的廢物循環,將使用熱煙囪技術,兩座塔的上半部將作為一個完整的可循環利用系統,兩座塔將自行產生電力滿足用電需求,同時供給周邊地區。
“鳳凰塔應用的這幾項都是有人論證過并非新的東西”,肖從真介紹,熱煙囪技術歐洲有過研究,多在沙漠使用,建筑像一個喇叭一樣扣在沙漠上,靠沙漠的溫度讓熱力像通過煙囪一樣往上走,就像大棚一樣,但需要擔心的是,樓是否能夠承擔下部的熱力。 南都記者陳顯玲實習生林舒妍
[超高層難題]
防風:在400- 600米高空,強風導致建筑搖擺位移可達1米左右
抗震:國內外對長周期地震動作用研究不夠深入,對超高層建筑結構的抗震設計缺乏指導
消防:超高建筑會有疏散樓梯,但靠人跑下來就不太現實
案例
長沙“天空城市”
欲超迪拜塔
在武漢千米雙子塔之前,我國和世界上不斷有對千米高樓的憧憬和設計。武漢將建超千米“鳳凰塔”的消息,使人聯想起“天空城市”。
去年7月,遠大集團在長沙宣布,將建設一座208層、838米高的天空城市,建成后將超越迪拜塔,成為世界第一高樓。工程總造價約90億元,預計2014年4月封頂。
《每日經濟新聞》記者在6月末的探訪發現,天空城市現場奠基石旁已長滿雜草,空曠的工地上種滿西瓜,完全沒有動工跡象。
武漢大學土木建筑工程學院副教授鄒良浩透露說,他曾與長沙天空城市的技術人員交流,這座超高建筑也遇到了防風方面的挑戰。
報道顯示,天空城市更大的挑戰來自消防,挑戰千米的鳳凰塔也需破解消防難題!就辍