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Supertall
01 MakingASupertall 01

虽然建筑师如今面临的技术限制越来越少,超高层建筑的设计和施工依旧异常复杂,需要考虑的因素成千上万,包括大量的客观因素(成本、结构、力学、方案组合及构造)和主观因素(例如,美观度、文化、舒适度)。

超高层建筑设计师必须对每一个小小的变换所产生的影响做出预期。外立面一个细节的改变可能造成施工整体预算跃升10%。基底面积每增加1米,建筑的静负荷也许急剧增加,超出结构的承受范围。标准层略有加大,钢或混凝土的成本可能会飙升,导致设计的持续调整。

成功并不仅仅是绝佳设计的结果,而且也决定于建筑师的对此复杂建筑类型和施工过程的掌握。

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当时,森大厦株式会社计划建设全球第一高楼——上海环球金融中心,委托KPF承担设计。KPF用了两年的时间进行设计和规划,以确保项目在破土动工后的10年内平稳推进。

200根基础桩打下去以后,森大厦提出了变更要求,他们希望增加建筑高度,也就是说,建筑的重量会增加。虽然建筑师可以改变大楼的高度,但已经做好的基础没法支撑多出来的重量。

KPF和LERA工程师报废了已有的结构系统,转而采用新的斜撑框架和支腿桁架系统。 与常识性认知相反,新的结构虽然高32米,但重量减少了10%。 较轻的结构削减了外部结构,从17个宽的柱子减少到仅有的三个窄的柱子。 重新设计不仅使得建筑成本更低,同时加快了施工时间。

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大楼其他方面的效率都非常高。大部分超高层大厦不住人得虚高比例高达30%,而上海环球金融中心的这一数值仅为4%。

如同埃菲尔铁塔或金字塔,上海环球金融中心的独特外形极具特色,绝对不可能混淆。尽管世界第一高楼的称号没保留几年,但大楼礼品店中作为旅游纪念品热销的大楼模型表明上海环球金融中心仍然是上海最受欢迎的地标和目的地之一。

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20世纪初,世界人口总数只有16亿,仅为当前70亿人口的20%。1在城市迁移热潮中,新居民涌向基础设施和服务最完善的热门地区,城市变得越来越拥挤。2

生活成本高、环境脏乱、舒适度差的城市人口出现负增长

但哈佛城市经济学家Edward Glaeser认为密度不是坏事。事实上,“密度很重要,因为人是社会动物,相互学习是本性。”3

Glaeser表示,我们不能低估当面接触的价值;跟着聪明人学让我们变得聪明,“这是城市繁荣的原因所在”。4

世界上大部分地区的密度在不断增加,向上延伸而非四散开来的摩天大楼也许是不断变密的城市解决不断增长的人口问题的最佳方法。联合国的统计数据显示,每天有20万人进入城市。从现实的角度来看,摩天大楼能增加地球上的可居住表面积。一样的地块,高层建筑能为更多的人提供生活、工作和娱乐空间。虽然人们对住所的需求未曾改变,但人口和社会特征改变了我们建造房屋的原因。

在世界上增长和密集化速度最快的地区,“保有一级城市不是问题,问题是如何加快发展三级城市。”5因此,超高层建筑是城市的稳定器;上海环球金融中心是上海众多著名建筑组成的天际线中最著名的建筑。超高层建筑的崛起不仅会改变城市的视觉效果,还会带来新的人口和企业,促进城市发展。

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超高层建筑有着跟小城市一样的问题和需求。2010年竣工的香港环球贸易广场承载着3万人的活动和功能需求。每天3万人同时涌入大楼。假如没有精心设计的动线和升降系统,那么大楼内的人也许一天都到不了目的地。大楼无缝连接下面的九龙站,行人能自由出入地上地下,建筑各层。畅通无阻的环球贸易广场状态良好,在香港的城市肌理中填上了浓墨重彩的一笔。

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左:环球贸易广场大楼,底部楼层全部住满,中间是临时施工准备区,顶部仍然在建
中:建筑的垂直动线系统、分区
右:中国香港环球贸易广场

在吹过维多利亚港的大风中,大楼造型在不增加风阻的情况下最大程度地提高可出租建筑面积。大楼的凹角使建筑的风效率与圆形楼层相同,却无需采用难以使用的圆形楼层布局。维多利亚港吹来的劲风对大楼的风效率提出了很高的要求。假如建在北京,那么环球贸易广场只需要承受一小部分的横向荷载。其实,环球贸易广场要是建在北京的话就不会是现在的样子。

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环球贸易广场的分期施工跟动线系统和实际形态一样,力求最大程度地降低阻力。超高大楼的建设周期一般是五年,需要大量的前期投资,这些投资直到楼层出租才能取得回报。为了缩短建设周期,大楼的垂直组织一方面先安排低区入住,一方面开展中区和高区的装修准备和建设工作。

超高大楼在迪拜(低密度)、中国(高密度)和纽约(高密度,高建设成本)的建设完全不可同日而语。即使一栋大楼的设计看上去卓而不凡,但能否经受住使用和入住的压力,正常运转才是大楼成功的标志。

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1996年,全世界只有四栋超高层大楼(高度超过300米)。此后20年,超高层大楼如雨后春笋般涌现。现在,全世界的超高层大楼超过100栋,跟20年前的4栋相比,增加了30倍。

不管是50层还是100层,摩天大楼的居民所面临的生活和工作环境与以往截然不同。超高层大楼是最有魅力的建筑形式之一,一次又一次地激发地区活力。几十上百亿的钱花出去;全民都投入到了超高层大楼的建造中去。

1943 1 000 Full Raimund Koch

鉴于旺盛的需求,预计超高层大楼需要很好地预计未来入住者和数代人的需求。在KPF的建筑师看来,超高层大楼的品质衡量指标不仅仅是外观,还包括性能和使用者们的反应。作为超高层大楼的衡量指标,设计更要服务于建设大楼的社会。

10 Tallest Completed Towers No Title
Ping An 1X1
1769 1 000 1X1 Lotte Corporation
Ctf 1X1
L: CTF Finance Centre, Guangzhou
C: Ping An Finance Centre Shenzhen
R: Lotte World Tower, Seoul

拥有多栋高层和超高层大楼设计经验的KPF预测超高层大楼的高度还会往上走。KPF的主管Jamie von Klemperer是中央车站附近不算特别高的摩天大楼范德比尔特广场大楼的设计负责人,目前正在投入大量的精力设计和集成大楼基础。

地面不是简单的平面,而是交通系统、信息系统和商业系统的结合体,摩天大楼和地面的接合是超高层大楼建设中最重要的环节,是超高层大楼超越“发光体”角色,体现城市价值的地方。

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The junction of the skyscraper with the ground, with a mix of transport, information, and commercial systems, is one of the most important considerations of all. It is the place where the building proves its worth to its city as much as does its presence on the skyline.