高层建筑设计创新
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1.1 课题缘起

1.1.1 学术研究背景

人类登高通天的宏愿自古有之,无论是公元前4世纪巴比伦王所建造的高达91.5m的“巴贝尔塔”(tower of Babel,Babylon),还是我国黄河流域“九层之台,起于累土”的古代高层台塔,都充分反映出营造者的幻想作品总是趋于竖向的,也充分说明自古以来人类向高空发展的意志和能力。

高层建筑从诞生至今,已经走过了一百多年的历程,从萌芽、发展、成熟,一直走上今天技术创新的可持续发展之路。在这一历程中,涌现出无数里程碑式的建筑作品和无数卓越的建筑师、工程师,他们的智慧融入了这个时代,为整个人类文明做出了不可磨灭的贡献。美国是高层建筑的发源地,表1-1列举了一些在美国高层建筑发展进程中比较有影响力的建筑。

表1-1 美国一些代表性的高层建筑

亚洲地区的成就有目共睹(表1-2列举了一些在亚洲地区较有影响力的高层建筑),日本、韩国、中国、马来西亚、新加坡等地的大城市都是高楼林立,一派高密度高层建筑的现代化大都市景象。继马来西亚吉隆坡的佩重纳斯大楼(Petronas Towers)之后,我国的“台北国际101金融大楼”(Taipei 101)又以508m的高度,一度成为世界第一高楼。近年来,中东地区也通过大型建筑项目吸引了全世界的目光,由美国SOM建筑事务所设计的“迪拜塔”(又名“哈利法塔”,Burj Khalifa Tower),又以828m的高度超过“台北国际101金融大楼”,成为世界上最高的建筑物。

表1-2 亚洲地区较有影响力的高层建筑

可以这样说,高层建筑是人类社会城市化、现代化、高科技化发展进程中的产物,它的出现不仅满足了人们的基本物质要求,更主要的是满足了人们在精神上及商业利益上的需求。

图1-1 家庭保险公司大楼

图1-2 帝国大厦

图1-3 世界贸易中心建筑群

通过对高层建筑发展的历史回顾,我们可以清楚地看到,它从无到有,从仅有10层的高度向100多层或更高的超高层发展,走过了一条从诞生到成熟的艰辛长路,但高层建筑自始至终都是顺应时代发展的,无论我们赞同还是反对摩天楼,在现实中这种建筑类型都会继续存在,并将走上可持续发展的技术创新之路。

1.1.2 学术研究意义

人类社会已经跨进21世纪,高层建筑与技术的互动发展曾经贯穿了整个20世纪,现今又呈现出许多新特点:一方面,20世纪60年代以来出现的环境破坏、能源危机等一系列问题,让人们感到技术的局限与无奈,从而引发了建筑领域对技术、技术思维和理念的反思;另一方面信息技术的高速发展,正在极大地改变着社会生活,技术创新已经发展到临界状态,也必将带来建筑学的巨大变革。

图1-4 佩重纳斯大厦

20世纪,尤其是它的下半叶,伴随着电子技术的突破,信息产业材料工业的快速发展,高层建筑也在日新月异地展示着它的突飞猛进,高层建筑竞相攀“高”、竞相斗“奇”。“9·11”纽约世界贸易中心的双塔遭劫后,人们也开始反思高层建筑的得与失,首当其冲的是对于高层建筑存在价值之争。

一方面,持肯定态度者认为:高层建筑具有其自身“得天独厚”的先天优势。它直插云霄的向上态势,集中代表了人类生产力发展的水平,体现了人类征服自然的伟力。此外,高层建筑也能解决许多实际问题,例如:占地面积小、能充分利用土地资源,一定程度上缓解了城市人口迅速增长、城市化进程加快所带来的过度拥挤;大大缩短了城市基础设施,避免重复建设,对城市面貌特别是旧城改造,提供了新的解决途径,被认为是“城市中心复兴的希望”。

另一方面,持否定态度者认为:高层建筑存在着“致命”的缺陷,甚至其存在价值也受到怀疑。高层建筑产生的根源在于个人力量的显示,往往是商业竞争驱动和推进的结果,并且永远是昂贵的;高层建筑对城市环境的恶化负有不可推卸的责任;城市中高层建筑密集常常导致公共交通和停车场容量紧张的状况;巨大的尺度破坏了城市环境形态的延续性。

不难看出,上述两种观点截然对立。任何事物都是一分为二的,观察视角不同,自然产生的结果各异,这就需要我们能够站在更高的视野上,把握主流、分清支流、认清方向。高层建筑能在世界各国普遍兴起与发展,必然有其发生、存在与发展的客观原因,我们既不能盲目推崇,也不能轻率否定。“9·11事件”的发生并不是高层建筑的过错,它有着更深层次的政治、社会、经济、宗教等诸多方面深刻的社会背景。所以不能因为“9·11事件”本身而否定高层建筑,但选择高层建筑的方案应持更慎重的态度,通过设计者的创造性劳动弱化甚至于消除种种弊端。

以现在的设计施工水平和高强度钢材、高速电梯的性能来讲,人类可以把高层建筑建到更高的高度,正如美国SOM设计事务所著名的结构工程师法兹勒·康所说的那样“今天建造190层的建筑,技术上已经没有任何困难,……”[2]但是技术上的限制解除之后,是无约束的“能所为者必为”,还是坚持技术创新的理性应用,将之与环境和文化协调发展,以取得更好的综合效益,才是我们需要面对的问题。高层建筑的发展依赖于技术创新,在高层建筑的实践活动中,如何把技术完美应用并理性把握,创造出更优秀的高层建筑作品,这才是所有建筑师的责任。

《国家中长期科学和技术发展纲要》提出了建立创新型国家的具体目标。高层建筑作为一种适应性十分广泛的建筑类型,早已打破地域与国界的限制,其创作实践与理论研究的重点,应该立足于社会发展变革的大趋势,借助物质技术因素的不断创新、创造未来。在国际合作日益频繁的今天,中国建筑师有了长足的进步,并在逐渐与国际接轨;华人青年建筑师马岩松在加拿大多伦多地区的密西沙加市设计的一栋50层高的地标性公寓楼“梦露大厦”(图1-5)在设计比赛中力拔头筹,“梦露大厦”以横向的线条和弯曲的曲线表达了其对于高层建筑的理解。

图1-5 梦露大厦

21世纪建筑技术仍将以较快的速度发展,高层建筑也仍将是人类追求的目标,在这样的现实下,研究技术创新视阈下的高层建筑创作,对发展和丰富现代建筑创作理论、指导创作实践、充分发挥技术创新对于人类文明进步的促进作用、实现人类文明的健康持续发展具有重要的现实意义,同时也可以为确定适宜我国的建筑技术发展战略和高层建筑发展战略提供必要的参考。