人類建筑的高度極限究竟是多少？

最近综液，根據(jù)英國(guó)《建筑師雜志》報(bào)道款慨，福斯特建筑事務(wù)所正在為沙特阿拉伯設(shè)計(jì)一座2000米高的摩天大樓，如果設(shè)計(jì)能夠交付谬莹，那么這座樓將刷新目前世界建筑高度之最檩奠，將是目前世界第一高樓——高828米的迪拜哈利法塔高度的兩倍多。

沙特2000米塔樓高度示意圖（圖源：《建筑師雜志》architectsjournal）

人們對(duì)摩天大樓總是有一種特殊的情愫附帽。

摩天大樓定義著城市的天際線埠戳，讓我們對(duì)于天空的高度充滿憧憬，人們總是期盼著能打破極限蕉扮，創(chuàng)造新的高度整胃。

人類建筑高度的極限到底是多少？

想要建造一座超高摩天大樓喳钟，又需要解決哪些問(wèn)題呢屁使？

01

延續(xù)了100多年的摩天大樓狂想曲

1871年，美國(guó)芝加哥發(fā)生了一起持續(xù)了整整三天的嚴(yán)重火災(zāi)奔则，導(dǎo)致近300人死亡蛮寂，約10萬(wàn)人無(wú)家可歸，17000千多棟建筑付之一炬易茬。

火災(zāi)帶來(lái)巨大的損失共郭，災(zāi)后重建卻成為當(dāng)時(shí)建筑師們的機(jī)遇，如何在有限的土地面積內(nèi)建造盡可能多的商業(yè)空間疾呻，唯一的方法就是向上，把樓建得盡可能高写半。

更為堅(jiān)固的鋼鐵代替木材岸蜗、石材成為建筑的首選材料，“摩天大樓”這個(gè)物種誕生了叠蝇。

1927年科幻電影《大都會(huì)》劇照（圖源：豆瓣）

在世界上建成的第一批摩天大樓之中璃岳，路易斯·沙利文（Louis Sullivan）與合作伙伴丹克馬爾·阿德勒（Wainwright Building）設(shè)計(jì)的溫賴特大樓（Wainwright Building）被認(rèn)為是現(xiàn)代摩天大樓設(shè)計(jì)最具影響力的原型。

這座大樓在美學(xué)上體現(xiàn)了沙利文高層建筑的理論悔捶，其基礎(chǔ)铃慷、軸線和閣樓的三方組合，都以古典柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)蜕该。施工系統(tǒng)則是以鋼框架為基礎(chǔ)犁柜，是首次成功應(yīng)用鋼框架施工的建筑。

（圖源：Archdaily）

建筑師威廉·范·艾倫（William Van Alen）設(shè)計(jì)的克萊斯勒大廈堂淡，建于1926—1931年間馋缅，克萊斯勒大廈318.9米高扒腕，有77層，是全球第一座將不銹鋼建材運(yùn)用在外觀的建筑萤悴，這座摩天大樓改變了紐約的天際線瘾腰。

金屬尖頂高聳入云，克萊斯勒大廈是那個(gè)飛速發(fā)展時(shí)代的縮影覆履。

克萊斯勒大廈（圖源：pixabay）

1956年蹋盆，89歲的建筑大師弗蘭克 · 勞埃德 · 賴特（ Frank Lloyd Wright ）展示了他所設(shè)計(jì)的“世界上最高的摩天大樓”方案，這座高樓足有1609米硝全，有528層栖雾，計(jì)劃容納13萬(wàn)人入住。

這樣的計(jì)劃在當(dāng)年看來(lái)無(wú)疑是一種狂想柳沙，當(dāng)時(shí)的技術(shù)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)岩灭，坐電梯上去需要幾個(gè)小時(shí)，而且大樓的根基也會(huì)被樓自身的重量壓得粉碎赂鲤。

賴特摩天大樓方案（圖源：Frank Lloyd Wright Foundation）

20世紀(jì)上半葉噪径，蘇聯(lián)還設(shè)計(jì)了一個(gè)高達(dá)415米，整體高度超過(guò)當(dāng)時(shí)世界上所有建筑的蘇維埃宮殿方案数初，高與神圣是衡量一切的標(biāo)準(zhǔn)找爱，這個(gè)方案在當(dāng)時(shí)自然也不可能實(shí)現(xiàn)。

蘇維埃宮殿（The Palace of the Soviets）方案圖（圖源：維基百科）

20世紀(jì)70年代泡孩，SOM建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所的建筑師法茲勒 · 汗（Fazlur Khan）车摄，發(fā)現(xiàn)以“筒體”和“束筒”結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)建造摩天大樓，可以大大減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸仑鸥、材料用量及結(jié)構(gòu)自重吮播，這種結(jié)構(gòu)對(duì)抗側(cè)向風(fēng)荷載也非常有效。

它的最大特點(diǎn)是在建筑內(nèi)部有一個(gè)核心筒眼俊，一般被設(shè)計(jì)成電梯井意狠、樓梯、通風(fēng)井等疮胖，周圍是封閉空間环戈。

采用筒體結(jié)構(gòu)的西爾斯大廈（Sears Tower），SOM設(shè)計(jì)（圖源：Archdaily）

而在筒體結(jié)構(gòu)發(fā)明之后澎灸，幾乎所有的超高層建筑都采用了這種結(jié)構(gòu)院塞，鋼筋混凝土核心筒加外圍鋼結(jié)構(gòu)，成為后來(lái)超高層建筑的基本結(jié)構(gòu)形式性昭。

紐約世界貿(mào)易中心雙子塔拦止、上海環(huán)球金融中心、哈利法塔等糜颠，采用的都是這種結(jié)構(gòu)创泄。

紐約世界貿(mào)易中心雙子塔（圖源：Archdaily）

世界第一高樓哈利法塔始建于2004年艺玲，2010年完工，直到今天仍是世界最高的建筑鞠抑，大樓由SOM建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)饭聚，由三星物產(chǎn)承建，樓層總數(shù)162層搁拙，造價(jià)15億美元秒梳。

目前的世界第一高樓，高828米的迪拜哈利法塔（圖源：SOM）

02

2024年箕速，城市天際線仍在被突破

每一座摩天大樓酪碘，都是一個(gè)夢(mèng)想的起點(diǎn)。2024年的城市天際線盐茎，仍在不斷地被豐富中兴垦。

2024年1月10日，馬來(lái)西亞國(guó)家元首阿都拉為位于馬來(lái)西亞吉隆坡市中心的默迪卡118（Merdeka 118）大樓主持開(kāi)幕儀式字柠，該大樓高679米探越，正式超越上海中心大廈（高632米），成為世界第二高建筑窑业。

大樓由Fender Katsalidis建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)钦幔，三角形切面玻璃外墻的設(shè)計(jì)靈感，來(lái)自馬來(lái)西亞本土藝術(shù)中的圖案常柄。

馬來(lái)西亞默迪卡118大樓（圖源：Fender Katsalidis）

迪拜近日也迎來(lái)了一座新地標(biāo)項(xiàng)目鲤氢，One Za'abeel綜合體，是目前世界上最長(zhǎng)的懸臂摩天大樓西潘。

A塔高300米卷玉，將設(shè)有辦公室和酒店，B塔高235米喷市，主要是住宅單元相种，其中最引人注目的是連接兩座大樓的世界最長(zhǎng)懸臂“The Link”。

迪拜One Za'abeel綜合體效果圖（圖源：Archdaily）

浙江在建的“寧波中心大廈”也讓人很期待东抹，大樓高409米，地下三層沃测，地上80層缭黔。塔樓的形態(tài)猶如一朵含苞待放的蓮花，從水中緩緩升起蒂破。

寧波中心大廈效果圖（圖源：SOM）

03

確保安全馏谨，摩天大樓要克服哪些技術(shù)難題？

摩天大樓的設(shè)計(jì)附迷，總是與尖端惧互、前衛(wèi)的技術(shù)聯(lián)系在一起的哎媚，建筑不僅僅是自由的藝術(shù)表達(dá)，更應(yīng)該是現(xiàn)實(shí)中可以落地喊儡，并能確保安全的方案拨与。

摩天大樓的建造，第一個(gè)要克服的問(wèn)題是“自重”艾猜，也就是建筑的下層必須能夠支撐上層的重量买喧。因此高層建筑物長(zhǎng)期以來(lái)遵循著“金字塔”式的設(shè)計(jì)，越靠近頂部的樓層匆赃，就越輕越小淤毛。

（圖源：unsplash）

地面也必須能夠支撐建筑物，否則最終高樓會(huì)像比薩斜塔一樣傾斜算柳。

許多摩天大樓會(huì)選擇建在基巖之上低淡，把鋼筋混凝土的基礎(chǔ)打在基巖上，這樣可以保障整個(gè)大樓的穩(wěn)固瞬项。

但是基巖并不是隨處可見(jiàn)的蔗蹋，比如哈利法塔，迪拜當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)都是脆弱的砂巖滥壕，為了支撐大樓約50萬(wàn)噸的總重量纸颜，192根長(zhǎng)度超過(guò)50米的鋼筋混凝土樁被埋在哈利法塔下，這些樁讓哈利法塔能夠很好地佇立在松軟的地基之上绎橘。

迪拜哈利法塔（圖源：unsplash）

摩天大樓需要克服的第二個(gè)問(wèn)題是“風(fēng)載荷”胁孙，大樓必須能夠抵御強(qiáng)風(fēng)。

很多超高層的摩天大樓都有著“奇形怪狀”的外觀称鳞，其實(shí)這些大樓的標(biāo)志性外觀涮较，首要功能都是抗風(fēng)。

諾曼·福斯特設(shè)計(jì)的瑞士再保險(xiǎn)塔冈止，高179.8米狂票，綽號(hào)“小黃瓜”。建筑通過(guò)圓錐造型和精確旋轉(zhuǎn)穿過(guò)建筑底板的結(jié)構(gòu)性斜肋構(gòu)架營(yíng)造螺旋上升感熙暴，扭曲的斜交網(wǎng)格構(gòu)件的效果屬性闺属，結(jié)合塔的曲率，以增加靜態(tài)物體的旋轉(zhuǎn)和動(dòng)感周霉，大幅降低了建筑的風(fēng)載荷掂器。

瑞士再保險(xiǎn)塔（圖源：pixabay）

頂端開(kāi)洞也是一招，最典型的是被網(wǎng)友稱作“開(kāi)瓶器”的上海環(huán)球金融中心俱箱，直接在建筑頂端開(kāi)個(gè)洞国瓮，讓強(qiáng)風(fēng)能穿過(guò)去。

上海環(huán)球金融中心（圖源：KPF）

中國(guó)第一高樓，632米高的上海中心大廈乃摹，采用了彎曲的立面和螺旋形的獨(dú)特造型禁漓，與相同高度的矩形建筑相比，可以降低24％的結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載孵睬。

上海中心大廈（圖源：pixabay）

除了這些造型上的設(shè)計(jì)播歼，還有一個(gè)穩(wěn)固摩天大樓的方法，那就是調(diào)諧質(zhì)量阻尼器肪康，它一般會(huì)被安裝在超過(guò)300米的建筑上荚恶。當(dāng)大樓晃動(dòng)時(shí)，這個(gè)懸掛在樓體內(nèi)部的重物會(huì)通過(guò)擺動(dòng)把能量傳遞給下方的阻尼桿磷支，進(jìn)而抵消風(fēng)的影響谒撼。

上海第一高樓上海中心大廈，安裝了一個(gè)我國(guó)自主研發(fā)的電渦流擺式調(diào)諧質(zhì)量阻尼器——“上何肀罚慧眼”廓潜，它被安裝在大廈的126層，由吊索善榛、質(zhì)量塊辩蛋、阻尼系統(tǒng)和主體結(jié)構(gòu)保護(hù)系統(tǒng)四個(gè)部分組成，重達(dá)1000多噸移盆，正是它讓上海中心大廈在多次大風(fēng)中穩(wěn)如泰山悼院。

上海中心大廈的“上海慧眼”（紀(jì)錄片《大國(guó)建造》截圖）

建造摩天大樓咒循，需要考慮的方面還有很多据途。

比如總平面布局要加大防火間距，處理嚴(yán)重的日照干擾叙甸，為大量集中的人口疏散和停放車輛安排通道和場(chǎng)地颖医。在符合功能要求的基礎(chǔ)上將多層重復(fù)的建筑平面布局標(biāo)準(zhǔn)化，以滿足主體結(jié)構(gòu)裆蒸、設(shè)備管線熔萧、電氣配線分區(qū)、防火疏散等豎向設(shè)計(jì)技術(shù)的要求僚祷。合理布置豎向交通中心佛致，保證使用效率和防火安全，等等辙谜。

（圖源：unsplash）

04

我們還該不該繼續(xù)建造摩天大樓俺榆？

在寸土寸金的大都市，摩天大樓起到了節(jié)約土地面積的作用筷弦，它帶來(lái)了更高的經(jīng)濟(jì)利益肋演，也成為超級(jí)大都市最好的名片。

2022年9月烂琴，CTBUH發(fā)布了全球“擁有最多摩天高樓的城市”排行榜爹殊，中華人民共和國(guó)香港特別行政區(qū)，以646座超150米的建筑數(shù)量排名第一（圖源：pixabay）

但是奸绷，凡事有利就有弊梗夸。摩天大樓存在很多潛在風(fēng)險(xiǎn)，空置率号醉、建設(shè)資金壓力反症、后期管理維護(hù)成本、消防安全等皆是值得關(guān)注的因素畔派。

摩天大樓的這些缺點(diǎn)铅碍，可以說(shuō)與今天所提倡的綠色城市、宜居城市的目標(biāo)完全相背離线椰。

經(jīng)濟(jì)學(xué)界還有一個(gè)很有名的學(xué)說(shuō)胞谈，叫作“勞倫斯魔咒”，指的是摩天大樓的興建憨愉，通常都是經(jīng)濟(jì)衰退到來(lái)的前兆烦绳。

學(xué)者勞倫斯這樣解釋這個(gè)理論：蓋摩天大樓的時(shí)候經(jīng)濟(jì)通常處在市場(chǎng)泡沫期。但當(dāng)摩天大樓蓋好時(shí)配紫，經(jīng)濟(jì)高峰就過(guò)了径密，進(jìn)入了衰退期。

美國(guó)的世界貿(mào)易中心雙子塔建成后躺孝，正好碰上了1973年的全球石油危機(jī)享扔，在2009年，哈利法塔封頂后括细，迪拜也立刻爆發(fā)了嚴(yán)重的債務(wù)危機(jī)伪很。

電影《摩天營(yíng)救》劇照（圖源：豆瓣）

2020年以來(lái)，我國(guó)四次提到限高的政策奋单。

2022年7月更是明確提出锉试，把超大體量公眾建筑、超高層建筑和重點(diǎn)地段建筑作為城市重大建筑項(xiàng)目進(jìn)行管理览濒，嚴(yán)格限制新建250米以上建筑呆盖，不得新建500米以上超高層建筑。

（圖源：unsplash）

為了減少浪費(fèi)贷笛，保護(hù)環(huán)境应又，今天的摩天大樓采取了不少可持續(xù)措施。

上海中心大廈乏苦，建筑覆蓋透明的“第二層皮膚”株扛，封閉的通風(fēng)中庭通過(guò)調(diào)節(jié)空隙內(nèi)溫度節(jié)省能量尤筐，外立面有270臺(tái)風(fēng)力渦輪機(jī)提供外部照明用電。上海中心以創(chuàng)新方法融入可持續(xù)性原則洞就，獲得白金級(jí)LEED認(rèn)證盆繁，成為超高層可持續(xù)建筑發(fā)展的典范。

上海中心大廈（圖源：pixabay）

摩天大樓也在尋找材料上的突破旬蟋。

讓·努維爾設(shè)計(jì)的法國(guó)第二高樓沦补，220米高的HEKLA大廈以鋁作為材料吩蔑。 鋁作為一種輕量級(jí)材料，配合簡(jiǎn)單的壓鑄工藝便能使其能夠符合各種形狀，幾乎適用于任何外墻設(shè)計(jì)耻煤。它還能很好地應(yīng)對(duì)來(lái)自內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部的壓力媚送，如突變的溫度和地震造成的震動(dòng)刃泌。

HEKLA大廈效果圖（圖源：讓努維爾事務(wù)所）

即使是看起來(lái)不太可能被用作巨型建筑主要結(jié)構(gòu)的木材弄慰，也因交錯(cuò)層壓木結(jié)構(gòu)的應(yīng)用而煥發(fā)新生，具有了與鋼鐵相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度首尼。日本計(jì)劃在東京市中心我衬，建一座350米的大樓W350，一共有50層饰恕，建筑的90%是由木質(zhì)材料構(gòu)成的挠羔，要把木結(jié)構(gòu)摩天大樓推向一個(gè)新的高度。

W350效果圖（圖源：Archdaily）

結(jié)語(yǔ)

在許多人眼里埋嵌，現(xiàn)代化的摩天大樓以及巨大的建筑意味著缺乏美感破加、與傳統(tǒng)割裂、千篇一律

日本建筑師隈研吾在《新建筑入門》中說(shuō)：“史前巨石的出現(xiàn)就如同原罪雹嗦，讓形態(tài)的意識(shí)控制了無(wú)數(shù)建筑家范舀，時(shí)至今日仍桎梏著建筑師們的頭腦×俗铮”

如今锭环，突飛猛進(jìn)的建造技術(shù)早已讓人類建造超高摩天大樓的夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，但當(dāng)摩天大樓成為權(quán)利和財(cái)富的象征時(shí)泊藕，大家只是爭(zhēng)著在“誰(shuí)最高”上鉆牛角尖辅辩，一味追求虛榮，恐怕只會(huì)帶來(lái)更多的資源浪費(fèi)和安全問(wèn)題娃圆。

建筑歸根到底玫锋，還是要回歸到以人為本。

（圖源：pixabay）

參考資料

《深圳摩天大廈近200座讼呢，如何保障超高層建筑安全撩鹿？專家這樣說(shuō)》（《深圳特區(qū)報(bào)》，作者：秦綺蔚悦屏， 通訊員：鄭藝）

《叫停超級(jí)摩天大樓》（《南風(fēng)窗》2021年15期节沦，作者：南風(fēng)窗高級(jí)記者 胡萬(wàn)程）

《我們能建多高键思？未來(lái)的摩天大樓建筑材料和方法》（Archdaily，譯者：ADA.D）

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《漫畫(huà)生態(tài)建筑》

書(shū)中介紹了生態(tài)系統(tǒng)整合甫贯，綠色基礎(chǔ)設(shè)施稚机，生物氣候設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)理論，提出了生態(tài)設(shè)計(jì)的主張获搏，解答了生態(tài)建筑應(yīng)該怎么做，即通過(guò)設(shè)計(jì)讓建筑環(huán)境成為一個(gè)有生命的體系失乾，要做到物理生物整合與系統(tǒng)生物整合——對(duì)水資源常熙、生態(tài)、工程碱茁、社會(huì)進(jìn)行統(tǒng)一整合裸卫，形成一套完整的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施。

《我們夢(mèng)想的未來(lái)都市》

建筑史學(xué)家五十嵐太郎攜手磯達(dá)雄纽竣，從建筑與科幻兩方面來(lái)談述這些曾經(jīng)被暢想過(guò)的未來(lái)都市墓贿，旁征博引談?wù)撃切┡c時(shí)代緊緊相扣的未來(lái)的夢(mèng)，也從中看見(jiàn)此刻指尖所指向的可能未來(lái)蜓氨。

《前期設(shè)計(jì) 實(shí)踐建筑策劃的11個(gè)條件》

建筑策劃可以說(shuō)是日本現(xiàn)代建筑發(fā)展的重要內(nèi)涵所在聋袋，展現(xiàn)了日本的現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)專業(yè)中非常重要的知識(shí)整合及方法，對(duì)于中國(guó)建筑學(xué)習(xí)和從業(yè)者而言穴吹，是一本非常值得參閱的好書(shū)幽勒。