内部的工程和设计的挑战的超级工程
这是事实——建筑物越高,吸引的注意力就越多,为什么不呢?高层建筑与城市居住委员会(Council on Tall Buildings and Urban Habitat)将超级高楼定义为984英尺或更高。这些结构代表了令人难以置信的工程技术和设计,激励其他人梦想更大、更高。
那么,在设计和设计超高层建筑时,最需要考虑的是什么呢?
CetraRuddy的联合创始人、建筑师约翰·塞特拉(John Cetra)在谈到具体细节之前说,有两种类型的超级工作裤需要考虑。一种是有数百万平方英尺的建筑面积,每天有大量的人流通过建筑。“那些建筑有自己的问题,”他说。“你是如何为这种流量设计的?”你需要多少部电梯?你怎么区分电梯呢?”
塞特拉说,还有一种“超瘦高个”,它“在一个非常紧凑的区域内建造了很多建筑”。现在,他的公司正在设计纽约市布罗德街45号的一栋建筑,从地面到顶部有1120英尺,但平均只有5000平方英尺的地板。他说,在这种情况下,最大限度地扩大建筑面积是关键,尤其是在把一个电梯系统整合到这么一个相对较小的区域时。
下一个要考虑的是风。“非常高的建筑会被施加在其上的风力移动,”塞特拉说。“这不是一个真正的安全问题,但它是一个舒适的问题。”
有两种基本类型的系统可以防止顶层公寓的挥金者在大风中晕车。一个是巨大的水箱,它增加了建筑的重量,限制了它的来回运动。另一种是调谐质量阻尼器,通过吸收建筑物的动能来减少摇摆。这些设备重量可达800吨,高度可达两层,通常与大楼上层的机械设备一起固定。
Thornton Tomasetti负责人、工程师罗伯特•辛恩(Robert Sinn)表示:“除非真的有意义,否则我们尽量不使用阻尼器,因为阻尼器会占用建筑中一些最有价值的房产的空间。”“但有时你必须这么做。”
然而,沙特阿拉伯的吉达塔项目却并非如此。Sinn正在监督工程设计,一旦完工,它将是世界上最高的1公里建筑。对于那个项目,他说,建筑的设计——加上一个“三条腿”的稳定基础——不需要任何一个防喷系统。此外,吉达塔的最高入住率将只有大约2000英尺。
另一种建造建筑来抵御风的影响的方法是在高层的开口上切割,让风通过。塞特拉说,在布罗德街45号大楼,第35层和第50层都有开口。他说:“这将大大减少移动和风压。”
另一个设计问题是在如此高的建筑中机械和其他系统的放置和操作。塞特拉说,他过去使用的一个解决方案是在建筑内部创建多个独立的系统。“它使元素保持在一个可行的维度上,”他说。
但这给电梯的安装和运行提出了一个关键问题:在一座超高建筑中,设计和安装这些系统需要做些什么?
电梯制造商koneah也参与了吉达大厦的项目,KONE美洲公司主要项目部门的负责人Steve Gonzalez说,风会影响这样一座设计良好的建筑,这是很不寻常的。他说,在有通力设备的大楼里,风确实达到危险水平的罕见情况下,电梯会自动停止运行,回到大楼中间的一个点,那里的摇摆最小。
KONE Americas负责新设备业务的高级副总裁亚伦·伊茨(Aaron Ites)说,最大的挑战是让电梯达到超高高度所需的钢索的累积重量。他说,每台电梯都要用六到八根绳子,在某些情况下,在超级高楼上使用绳子就不可能单机运行,这就迫使设计师们设计出一个或多个中转层。
通力公司正在吉达塔中使用一项新技术——碳纤维超钢丝绳,它比钢索轻70%,一次可以跑近1970英尺。
冈萨雷斯说,这一功能与平稳的加速相结合,确保了乘客的安全。他说:“我们竭尽全力地消除所有的(运动)感觉。”“我们的整个想法就是反对刺激。”
在超高建筑中,通过Wi-Fi与外界保持联系也是一项挑战,尤其是在蜂窝网络和互联网接入已经从一栋大楼的福利变成了必须具备的条件的情况下。
根据CommScope公司美洲业务运营副总裁Mike Shumate的说法,分布式天线系统(DAS)可以满足这一要求。然而,与安装这样一个系统所带来的业务挑战相比,技术挑战是次要的。
简单地说,当载波信号不清晰时,DAS可以提供Wi-Fi和蜂窝网络连接,这在超高建筑的某些区域很常见。如果建筑业主没有在整个结构中预先安装DAS,那么就要由每个租户来做这件事。在一个充满了不同预算和不同沟通需求的大楼里,让每个人都开心是一项具有挑战性的任务。
Shumate说:“我们的重点是让业主将其视为另一种实用工具。”看看一栋建筑或地板上的地毯成本。你把它提出来是因为它是你必须要有的东西。我们试图传达的信息是,这是必要的。”
然而,并不是每个人都乐意看到一个超高的摩天大楼拔地而起,无论是因为遮阴、交通拥堵、社会影响还是对社区经济承受能力的影响。
然而,塞特拉说,他相信超高层建筑是对土地和基础设施的有效利用。他说:“如果做得正确和仔细规划,超高层建筑将改善环境。”
不过,有一件事是超高的机器人无法提供的,那就是进行测试的机会。“汽车和飞机都进行了全面测试。你不可能对一座高楼做到这一点,”Sinn说。“在建筑完工之前,你实际上没有机会测试它。”
但那片无法使用的空间和一座超高建筑的顶部又如何呢?有人称之为“虚荣高度”(vanity height), Sinn觉得这个词很难与吉达大厦(Jeddah Tower)这样的建筑在工程和建筑上取得的成就相协调。吉达大厦不仅是世界上最高的建筑,而且将成为未来建筑和社会经济繁荣的中心。
辛恩说:“当你谈论虚荣心时,我谈论的是抱负。“总有另一座最高的建筑,但只有一座是第一个。这是人类应该感到自豪的事情。”