千米級摩天大樓建筑設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究

遼寧省土木建筑學(xué)會建筑師分理事長 中國建筑東北設(shè)計(jì)研究院有限公司總建筑師 王洪禮

從文化技術(shù)的方面進(jìn)行了介紹，我主要從科研項(xiàng)目進(jìn)行介紹，特別是500、600米的科研課題?？蒲姓n題的背景情況，實(shí)際上是2011年中建公司批準(zhǔn)進(jìn)行研究的，課題是中建千米級摩天大樓建筑設(shè)計(jì)，融合了施工領(lǐng)域的優(yōu)勢資源，協(xié)同開展社會研究、綠色建造為核心的創(chuàng)造，參加的單位有中建系統(tǒng)的12家企業(yè)，整個(gè)管理組織分為6個(gè)課題，第一個(gè)分課題是建筑，由東北院進(jìn)行負(fù)責(zé)，是一個(gè)非常大的課題，課題成果也于今年9月21日驗(yàn)收，由國內(nèi)的五位院士等組成的團(tuán)隊(duì)，成果完成了建筑結(jié)構(gòu)基建的方案，獲得授權(quán)五項(xiàng)，獲得新型專利16項(xiàng)，撰寫了論文標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，國家標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，獲得項(xiàng)目5項(xiàng)，論文44篇，制作3D打印模型一個(gè)，培養(yǎng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)5個(gè)，由于這個(gè)項(xiàng)目比較大，主要是建筑方面進(jìn)行介紹。

下面我們看一下照片。疊人塔最多可以做到5層，是基本的科學(xué)規(guī)律，要想更高怎么辦，中央電視臺有直播，單一形式的很難完成，要想更高，要從思維方式上進(jìn)行改變，埃菲爾鐵塔當(dāng)時(shí)領(lǐng)先世界上是300年，加上天線是324米，不是為了建筑高度，是要體現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，體現(xiàn)工業(yè)革命的發(fā)展。這個(gè)項(xiàng)目是迪拜的阿雷巴塔，有600米左右。這個(gè)圖是國內(nèi)建筑使用的，結(jié)構(gòu)高度580米，構(gòu)建度是632米，這個(gè)總建筑面積為44萬平方米左右。

這個(gè)是米蘭的建筑，被去年評為超高建筑的典范。我們要研究的題目是科研課題，我們在研究過程中，我們也沒有做過1000米的樓，我們在研究過程中列了7個(gè)分課題，7個(gè)分課題我們當(dāng)時(shí)決定超高建筑中，交通是非常密切的，我們當(dāng)時(shí)把這兩個(gè)課題作為重點(diǎn)研究，在研究過程中發(fā)現(xiàn)，交通組織和消防體系僅僅是進(jìn)行方面的研究，包括設(shè)計(jì)理念，已經(jīng)提到研究日程中來。

創(chuàng)新點(diǎn)有三項(xiàng)，第一項(xiàng)安全高效智慧舒適的空中城市的設(shè)計(jì)理念;二是轉(zhuǎn)換枝干;三是針對交通，通過數(shù)字模擬分析。我們分析了一下，我們有一個(gè)定位，我們?yōu)槭裁匆?000米的樓，因?yàn)閲鴥?nèi)外見到的300米都的樓，為什么要建這么高樓，是社會發(fā)展了需要，要解決問題，就要增加功能和容量，我們計(jì)算了千米建筑，按照我們的設(shè)想，可以容納10至14萬人左右，與城市綜合體比較，提高2至3倍，要容納城市綜合體中所有內(nèi)容，設(shè)置一個(gè)小城市的所有內(nèi)容，如果10萬人在這里居住，要解決一些配套的生活，在分析和研究中，可以發(fā)現(xiàn)大部分建筑中，阿雷巴塔只是號稱而已，已經(jīng)到了極限，這是我們分析的結(jié)果，通過分析的結(jié)果，做了3種可行性方案，100米×100米方案，造價(jià)比較經(jīng)濟(jì)，帶來的問題是我第一要建1000米的樓，結(jié)構(gòu)上要合理，必須要滿足建筑的實(shí)用功能，另外就是十字型的方案，面積會更大，組合式方案結(jié)構(gòu)合理，結(jié)構(gòu)上好用。在主要功能上，平面上做純辦公問題不大，做其他功能都不可以用，所以方案中第一次在中建研究中否決了。第二個(gè)方案是升級版的方案，也就是說我們研究的方案，是最合理的方案。第三個(gè)方案是組合方案，三個(gè)獨(dú)立的樓通過中間的穿梭機(jī)，利用平臺連接起來，變成一個(gè)整體，這種概念我們就要分析，產(chǎn)生之后要考慮功能，除了了正常使用夠能之外，要保障日常的生活，包括辦公、郵電、醫(yī)院、醫(yī)療、文體設(shè)施都應(yīng)該，包括面積和人數(shù)的比較。

最后，對功能分析進(jìn)行了詳細(xì)的分析，這個(gè)是一層平面圖，中間部分是整個(gè)城市的快速交通，連接平臺有2層高，每層高度是7米5，連接層的平面圖，有15米高的空間，可以作成電影院、羽毛球場等，把平面的城市立體化。該平面圖是標(biāo)準(zhǔn)的100米層高的平面，不到3500平方米，可以作為小空間辦公，普通酒店都可以，通風(fēng)采光都可以滿足，結(jié)構(gòu)的高度是11805米，基本上都是辦公、公共服務(wù)配套，公共連接層的示意圖，中間是城市交通，是雙層交箱，到上面每側(cè)層100米一個(gè)樓，每一個(gè)100米的樓都是獨(dú)立的功能，可以隨便放，是空中城市的概念，是27個(gè)單元。如果這種概念不只可以建到1000米，可以建到1500米。前面設(shè)計(jì)的已經(jīng)獲得了專利。

城市交通采用主干系統(tǒng)和次要系統(tǒng)相結(jié)合，要設(shè)計(jì)在現(xiàn)有的技術(shù)和現(xiàn)有的條件之上建筑，在調(diào)演過程中最大是500元，有的做成600元，主要是纜繩的問題，我們的概念是屬于樹干的系統(tǒng)概念，300年以下直接解決。消防研究概念是相同的每100米有一個(gè)平臺，從自己的單元疏散到單元，從單元輸送到電梯再到地面，相當(dāng)于二次疏散，著火的時(shí)候本單元的人5分鐘內(nèi)跑道平臺，通過百米平臺通過電梯出去，中間沒有任何功能，所以自身是安全的。這種概念每一層的人數(shù)都進(jìn)行詳細(xì)的測算，包括消防電梯的設(shè)置，同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，模擬結(jié)果，驗(yàn)證了設(shè)定的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，5分鐘之內(nèi)跑道平臺，一旦發(fā)生火災(zāi)和其他情況，不被火燒，這是沒有問題的，全部的人可以跑到平臺，完全沒有問題。90分鐘沒有國家詳細(xì)規(guī)定，90分鐘是構(gòu)建的耐火極限，在火災(zāi)模擬過程中，在90分鐘之內(nèi)10萬多人都可以疏散到地面，沒有問題。這兩個(gè)概念是完全符合標(biāo)準(zhǔn)的。

這是我們做的風(fēng)度模擬實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證我們測算的結(jié)果，透視風(fēng)度實(shí)驗(yàn)，我們方案的核心是，每100米的平臺是我們的核心，一定是安全的。六級風(fēng)是我們舒適的風(fēng)級。分析過程中，我們加了3米和平擋板測試，加上板葉測試，保證正常使用，也獲得了國家的獎(jiǎng)項(xiàng)。如果采用太陽能輻射強(qiáng)度高的材料，如果按照50%的墻面進(jìn)行發(fā)電的話，我們會每年產(chǎn)生5000度電，會少排放很多能力。那么實(shí)際上結(jié)構(gòu)上是我們自己做的，結(jié)構(gòu)有八項(xiàng)研究，五項(xiàng)是核心技術(shù)，與技術(shù)進(jìn)行了核心配合，鋼管混凝土強(qiáng)等都是核心技術(shù)。

最后是完成的一個(gè)效果圖，這是夜景，這是入口大堂，這是空中轉(zhuǎn)換平地樓臺，這是屋頂花園，這是觀光層，謝謝大家。