1.2　课题内容提出

1.2.1　技术创新在高层建筑发展中的地位

纵观整个技术创新的发展历史，始终体现出一些共同的内在特征，并在高层建筑发展过程中具有举足轻重的地位。以高层建筑的垂直运输技术为例，1830年英国人把卷扬机用于多层厂房的货物运输。24年后的1854年，美国人奥的斯（E.G.Otis）发明了升降机的安全装置。同时，纽约百老汇街和鲁姆街转角处的一幢五层楼房安装了第一部蒸汽客梯（速度为0.2m/s）。三年后又把客梯再次安装在旅馆里。而后，于1864年开始在芝加哥使用奥的斯式客梯，开创了电梯乘人的历史纪元。在高层中首次使用安全电梯是1870年在纽约人寿保险公司大楼中，正像建筑学家佛列特齐（Fletcher）所说“电梯是高层建筑的母亲，电力的供应与工程技术的进步，使建筑师设想出越来越高的建筑，……”［2］因此，电梯的作用无可置疑，进一步促进了建筑向高空延伸。技术创新是一个错综复杂的过程，在不同的历史发展时期，技术创新具有不同的内在特征。

1.2.1.1　技术创新的连续性

技术是把人们对自然的认识转化为改变自然的手段和方法，任何时期的技术创新都是建立在前人的技术基础之上的，是对以往技术的一种扬弃，因而技术进步具有连续性。古希腊、古罗马建筑，两千年来在欧洲一脉相承，后又经历了拜占庭建筑及中世纪哥特式建筑等几个重大的建筑形态的转换时期，形成了辉煌的西方古代建筑史。西方古代建筑以石材为主要建筑材料，在长期的实践中，古代西方人民不断探索和发展新的技术，尤其是建筑结构技术的不断创新，建造了许多宏伟的建筑。其精湛的石材加工技术、优越的拱券技术、先进的帆拱技术、高超的飞扶壁技术，至今仍是建筑史上的奇迹。

1.2.1.2　技术创新的阶段性

在技术创新的过程中，旧的技术不断被新的技术所替代，其原理不断发生量的变化，当原理变化的量累积到一定程度时，技术的功能便会产生质的变化，这种变化往往导致技术升级，形成技术创新的阶段性。纵观历史长河，无论中外，在19世纪之前的奴隶社会和封建社会时期，建筑技术进步相当缓慢，常常在几百年中没有什么进展。由于材料性能和材料技术水平的限制，建造的速度亦受到限制。但不可否认，任何一次建筑技术的进步，仍然推动了建筑水平的提高，创造出丰富的建筑形象。

1.2.1.3　技术创新的结构性

技术创新不仅仅是单项技术的进步，更重要的是技术结构的优化。一个国家或行业的普通技术转移到另一个国家或行业，通过与其原有技术体系进行新的组合，就有可能形成全新的技术体系，引起重大的技术创新。因此，技术创新具有结构性。不同的国家和地区，往往因建筑材料有所不同，而形成各具特色的技术体系。中国古代的传统建筑，主要是以木结构为主，而西方古典建筑则主要是以石材为主，几千年来都形成了完善的建筑体系，并创造了辉煌的建筑艺术。

1.2.1.4　技术创新的必然性

在人类社会的发展过程中，人们总是积极地利用自然力来改造自然界，并造福人类自身。但人类利用自然的愿望和要求与自然界可以利用的程度总是存在矛盾，解决这一矛盾的主要途径就是技术进步。为此，人类的生存和发展就必然要推动技术创新。一方面，人类努力寻求技术上可以不断突破创新之处，大大促进了社会的发展；反过来，社会的不断发展和进步，又使得技术创新成为一种必然。就是在二者的互动中，人类改造自然不断取得进步，社会飞速向前发展。

1.2.1.5　技术创新的社会性

在人类社会的发展过程中，一方面由于社会的不断发展和进步，必然推动技术的创新和进步；另一方面，企业推出新产品或新的服务等，大大降低了社会平均成本，从而取得竞争优势，必然导致其竞争对手加快创新步伐，所以，技术创新也从一定程度上推动了社会的进步和发展。因此，技术创新具有社会性。比如，19世纪中叶，钢铁、玻璃、水泥、钢筋混凝土等新材料、新技术在工业领域的应用逐渐广泛，并形成了生产上的规模化和体系化，为当时的先进技术在建筑领域的应用起到了很大的推动作用。

作为人类改造世界的实践活动，建筑的确与技术有着密不可分的天然联系，当人类建造出第一个遮风避雨的简陋的庇护所时，他们就运用了某种技术。技术创新对建筑的巨大促进作用贯穿了建筑史的始终。作为新时代社会生产力、社会需要、经济发展和科学技术发展的必然产物，高层建筑在这个发展的总趋势中表现出了更多的曲折、波动、折衷与兼容，正如恩格斯所说：“历史是由一个合力推动前进的。”高层建筑的发展也是如此，也是由以生产力为根本动力的几个因素的合力推动前进的。科学技术是推动社会和建筑发展的决定性力量或主要动力。高层建筑的每一次巨大进步几乎都是以新技术、新材料的突破和创新为前提的，可以这样说，技术创新不仅促成了高层建筑的出现，而且成为了高层建筑发展的前提和依据。因此我们得到如下重要结论：高层建筑发展的原动力是技术创新，但并不否认政治、经济、社会、文化等因素的历史推动作用。技术创新在高层建筑的发展中具有举足轻重的地位。

事实上西方工业革命之后，科学技术对建筑的设计与风格产生了极大的影响。高层建筑是对结构技术、材料技术和设备技术等依赖性最强的建筑类型之一，技术的发展和创新减少了高层建筑在设计和建造过程中的制约因素，使建筑师在设计中有了更多的发挥想象力的余地，进而创造出更加丰富多彩的高层建筑风格。正是因为技术创新在高层建筑发展中具有重要作用，本文立足于技术创新视阈下的高层建筑创作研究，探索高层建筑技术创新的发展脉络、发展规律及技术对策，力图构建一个具有清晰逻辑框架和较强现实针对性的理论体系及研究平台，为后续相关课题的深入研究奠定坚实的基础。

1.2.2　技术创新视阈下的高层建筑发展态势

技术创新对高层建筑的巨大推动作用，在物质形态上，表现为结构、设备、材料及营建方式等四个方面的线索。

首先，在建筑结构的历史发展脉络中，始终伴随着技术创新。结构形式与体系的进化，来自于技术水平的不断提高，技术的进步为建筑结构的发展提供了巨大的可能性与创造力。18世纪的工业革命带来了社会生产力巨大的飞跃，生产技术和方式的根本变革促使先进的科技成果在建筑中不断得到运用，使得建筑结构不断地推陈出新。迄今为止，先进的结构形式和新型的结构体系可以说是异彩纷呈、不胜枚举，为高层建筑的进一步拓展提供了有力的技术支持。如坐落在阿联酋Abu Dhabi的Al Reem岛上的“美腿”大厦（图1-6），两条性感漂亮的“腿”弯曲交错在一起，中部用一座天桥连接，形成了结构上的辅助支撑，该大厦被视作对传统高层建筑结构形式的挑战［4］。再如库哈斯设计的CCTV新总部大楼主楼（图1-7）以一种让人瞠目结舌的结构形式挑战着人们的视觉极限，从概念上颠覆了所有人对摩天楼的传统认识，必将“推动中国高层建筑的结构体系、结构思想的创造”，也“将翻开中国建筑界新的一页”［5］。

其次，技术创新带来的设备发展变化，对建筑的影响也尤为显著。在工业革命之前的建筑活动中，基本上没有对建筑设备的使用。自19世纪70年代人类进入电气化时代以来，随着人工照明、电梯、通风空调等技术的出现，建筑的使用功能与空间构成模式都发生了极大的变化。建筑设备的水平也逐渐成为评价建筑的重要指标之一，并且，它在建筑中所占比重呈不断上升趋势。近年来，高层建筑中的空调系统、通风系统和供暖系统往往要与建筑物采用的被动式节能系统结合，还需要与各层楼面的布置以及其他节能设施整合在一起考虑，所有这些措施的目的都是为了减少建筑的居住者对传统系统的依赖性，并通过被动式的方法来降低建筑物的能耗。位于比利时布鲁塞尔的Rogier国际中心（图1-8）项目“通过适当的综合遮阳系统和通风系统保证室内的热舒适度”，并采用“顶棚冷却系统进行制冷”，同时在“屋顶安装风力涡轮发电机”，这些技术创新都是以低能耗技术为特征的［6］。

再次，建筑材料作为一切建筑活动的物质基础，其发展进程同样体现出技术创新的巨大作用。人类最初应用的建筑材料大多取自于天然材料，由于加工技术的低下，多采用其原生质感。真正具有革命意义的飞跃还是18世纪下半叶工业革命以来，技术创新带来的新型材料大量涌现，这是促成建筑，包括高层建筑，飞速发展的一个根本原因。在高层建筑中，近年来常常采用最新的生态建材，比如透明绝热材料、玻璃材料、太阳能光电材料等。以太阳能光电材料为例，它们一般与其他建筑材料和构件融为一体，成为建筑整体的一部分，如太阳能光电屋顶、太阳能电力墙以及太阳能光电玻璃等，它们可以获得更多的阳光，产生更多的能量，还不会影响建筑的美观，是未来生态建筑的复合型材料，具有科技美感和艺术美感。仍旧以CCTV新总部大楼为例，设计没有采用传统的建筑表皮，而是采用了类似微生物皮肤肌理的外表，表皮由“细小的鳞片组成”“多层隔热玻璃以及编织形态的细金属网组成外墙”，这样的创新是建筑“适应性”的体现［7］。可以预见，随着材料技术的创新发展，势必将在人类的建筑活动中发挥更为重要的作用。

另外，建筑营造是人类利用工具、设备、材料等技术手段进行施工活动的过程。从原始的绑扎法发展到今天的以工业化体系、施工成套技术、机械化施工、工厂化和社会生产、应用高新技术和科学化管理为特征的现代建筑营建技术，可以说是发生了翻天覆地的变革，也使得建筑质量大为提高，这同样也是体现技术创新对建筑直接作用的一个重要方面。许多高层建筑在施工营造过程中都采用了技术创新，并取得了成功。香港国际金融中心二期施工时为配合紧迫的工期，采用“逆序”手段建筑钢悬臂梁——让建造中心结构的滑升模板先越过钢悬臂梁的结构范围，然后才安装钢悬臂梁，这一施工技术的创新节省工期约5个月［8］ （图1-9、图1-10）。再如北京中国银行大厦在施工过程中采用的地下连续墙施工技术，解决了很多国内地下墙施工中从未有过的技术难题：①在大范围深基坑回填土上进行地下连续墙作业；②应用了深支护的“连续墙格构支撑”方法，解决了由于受周边保留建筑影响在-10.0m以上不能设锚杆的问题，提供了一种可借鉴的方法；③在国内首次试验应用了“可折芯锚杆工艺技术”和超长钢筋网片“柔性整体吊装法”等施工技术［9］。

综上所述，技术创新对于高层建筑而言具有革命的原动力作用。在历史发展长河中，技术创新始终扮演着革命者的角色，推动并促进了建筑成就的极大丰富，正如密斯所说：“技术远不止是一种手段，它本身就是一个世界”［10］。只有当技术在宏伟的建筑物上充分发挥了作用，它才能显现出自身真正的本质。因此，从某种角度上应当说，技术创新才是建筑发展的真正原动力，由于它不像风格、形式那样易于受到关注，因此长期以来是作为隐性事实而存在的。