隨著我國經濟的增長,建筑的高度也越來越高,而建筑體型和結構形式也日趨復雜。高層建筑必須面對防火、結構抗震、抗風、節(jié)能等問題。我們必須面對工程質量嚴重參差不齊、建造效率低,受人為因素影響較大的傳統(tǒng)現場施工建造方式。預制裝配式建造方式可以改善這種現狀,是實現國家建筑節(jié)能減排目標,實現建筑產業(yè)技術創(chuàng)新和提高建筑工業(yè)化水平的一個有效途徑。此外,當今進入了地震高發(fā)期,特別是我國又為多地震國家,隨著城市規(guī)模越來越大,人口越來越集中,因此我國面臨的地震風險與威脅也越來越嚴峻,迫切需要抗震理論的新發(fā)展與抗震減震新技術的應用。同濟大學教授李國強在《關于建筑結構發(fā)展的幾點認識》一文中重點圍繞高層建筑所面臨的問題、裝配式鋼結構民用建筑產業(yè)的發(fā)展以及結構抗震、減震理論和技術的發(fā)展談幾點看法和認識。本報分3次連載,敬請關注!——編者 一、高層建筑發(fā)展所面臨的問題 高層建筑具有體量巨大、視覺沖擊力強、標志性強等特點,充分體現了現代建筑技術、美學、文化魅力。因為高層建筑內部面積大、功能復雜、線路過多等特點,導致火災源非常多,火災危險性較大。此外,高層建筑的高度往往都是上百米,一旦發(fā)生火災很難撲救。所以,高層建筑一旦發(fā)生火災,財產損失不可估量,人員疏散問題也很難解決;而消防僅僅是高層建筑安全問題的一個方面。從技術角度而言,決定高層建筑安全性還有一些重要因素:如結構抗震、抗風、重力引起的二階效應等問題。這些問題累計起來,結構上造價必然會比較高;再者,高層的垂直交通——電梯轎廂閉塞,各種管道,線路的位置會占用過多建筑內部空間,公攤面積較大,而人的生活空間變小,還有通風采光不理想,建設成本高,物業(yè)維護費用高等。諸多問題集中在一起,就是大家所說的,造價過高導致高層建筑性價比不高。 1.高層建筑的追高趨勢 目前,全國各地都在競相設計和建造全國第一、亞洲第一乃至世界第一的高樓,雖然不能說這完全是刻意在比高,但多少也有點諸侯逐鹿的味道,有一定的營銷宣傳目的。在亞洲地區(qū),尤其是中國,對這方面的追求是比較突出的,我們國家有這個文化——當“第一”,這種傳統(tǒng)的崇拜情節(jié)與隱含的物質利益結合在一起,讓地標獲得耀眼的光環(huán)。但是,如果說城市的凝聚力來自地標,地標能夠產生強大的向心力,則難以讓人認同。盲目以追求高度第一為目的是沒有意義的。 從建筑造型來說,建筑師有一個特點,就是希望自己的作品獨特,從而追求創(chuàng)新,追求標新立異,而設計了體型很復雜的建筑。獨特不是壞事,但是我們不能僅僅以追求獨特為目的,這樣的建筑我們稱之為奇異的建筑。這里面有兩個很重要的目標是需要注意的:第一,人類建房子是有一定目的和使用要求的,這就是建筑的功能。所需空間功能的不同,使建筑空間的形式千差萬別,形式是多樣的,功能卻是相對穩(wěn)定的。這是建筑的第一目的。第二,從建筑的造價考慮,在實現同樣功能的條件下,我們花的錢越少越好。為了追求獨特而設計復雜而不實用的建筑結構形式,更沒有重視結構設計在控制項目成本造價中的重要地位,導致了直接或間接浪費了大量的資金,與我國可持續(xù)發(fā)展觀相背離。因此,改變這種思想,提高建筑使用功能,控制成本尤其重要。從結構的觀點,建筑造型還是要簡潔,簡單最好,復雜了一定會面臨這樣或那樣的問題。簡單、規(guī)整應是結構所追求的,結構簡單規(guī)整并不意味著就不能創(chuàng)新。在遵循簡單、規(guī)整的原則下,再追求創(chuàng)新,把握滿足建筑基本功能,注重結構安全性,控制建筑的造價的設計就是一個好的設計,這也是對我們追求創(chuàng)新的挑戰(zhàn)。 我國現在很多項目和地方確實為了迎合目前一些流行趨勢和宣傳目的,請很多國外的設計事務所或者設計師參與投標,選用他們的設計方案,弄了一些很復雜的標志性建筑。設計師如果是來自非地震地區(qū),比如說歐洲大部分地區(qū),比如美國除加里福利亞地區(qū),是絕少發(fā)生地震的。這些地區(qū)的設計師們缺乏抗震經驗,那設計一般就不會考慮到抗震,這是他們在本土做設計不需要考慮的主要問題。如果不明白項目當地的基本情況,盲目地設計一些復雜的結構,增加了施工難度,加大了成本,卻忽略了一些重要的基本問題,那么就是危險的,也是沒有必要的。只要可以達到同樣的建筑效果,建筑結構并非要搞得很復雜。 2.高層建筑與城市發(fā)展的關系 高層建筑的興建與一個地區(qū)經濟增長有關。我們可以回溯歷史看一下:20世紀二三十年代的紐約、芝加哥地區(qū)高層建筑的興建,便是美國經濟開始發(fā)展的時候,接著六七十年代的日本,八九十年代的東南亞,以及我國近30年高層建筑高潮。所以說,高層建筑的興建應該是和經濟有關系的,高層建筑是適應社會需求、經濟發(fā)展和用地緊張的產物。相比下來,高層建筑投資巨大,建設周期長,技術復雜,造價高,這些問題在經濟不好的時候是無法支撐的。 高層建筑由于其所占空間能夠向上延伸,有著較大體量、具備多樣化、綜合性的功能等特點,能容納較多人員在其中生活和工作,使其在城市規(guī)劃中能夠更緊湊,能夠更有效地利用土地資源,提高土地利用率。由于我國土地資源較緊缺,高層建筑也是我國城市化進程中的產物。 當然,高層建筑肯定不是解決人口密集問題的唯一模式。實際上高層建筑容易造成人口密度過高從而更易引發(fā)交通擁堵問題。解決我國城鎮(zhèn)化進程中的人口飽和與交通擁堵問題,也可以通過其他辦法解決,例如多搞一些中小城市,多搞一些衛(wèi)星城市,從根本上優(yōu)化大城市的居住結構。把人口密度分散,沒有必要所有人都擠在所謂的大都市。 一個城市的發(fā)展是扎根于歷史的,如果改變了歷史原貌,那就是對歷史文化的破壞,比如說我們的北京,昔日的四合院變成鋪天蓋地的現代建筑,那么我們北京的歷史原貌就逐漸消失不在了。因為歷史是無法恢復的,破壞了就失去了。歷史文化應該保護起來,而我們國家的現狀是:一座座失去獨特歷史文化的城鎮(zhèn)被大量雷同的、所謂的現代建筑充斥。而歐洲城市歷史建筑就保護得非常好,除了戰(zhàn)爭帶來的破壞。歐洲城市建筑大多是上個世紀、甚至數百年的老建筑,保護得非常好,也沒有破落的樣子。他們怎么做的呢,如果他們需要現代建筑,他們會在其他區(qū)域開發(fā)新區(qū),專門劃出的新區(qū)就可以建造高層建筑、超高層建筑,老城區(qū)則很少造高層建筑。即便這樣,凡有摩天大樓項目要立項的時候,仍需作為特殊建筑召開市民論證會議。我們的歷史城市為什么不可以這樣做?隨著中國城市人口增多,當前超大城市化可能也是一個必然趨勢。由于我國社會發(fā)展尚不均衡,大城市能提供更好的工作機會、更好的福利待遇,還有更好的教育、醫(yī)療條件,便利的生活環(huán)境等,這些因素必將吸引更多人口涌入大城市。這是發(fā)展不平衡引發(fā)的結果,希望我們以后能探討出更好的解決方法。
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