欲与天公试比高——摩天大楼

科普中国 2016-05-16

　　摩天大楼又称为超高层大楼，非常高的多层建筑物。起初为一、二十层的建筑，但是现在通常指超过四十层或五十层的高楼大厦。随着高层建筑在各地不同的发展，人们所认知的摩天大楼定义高度也略为不同。在中国大陆，建筑规范规定100米以上高度的属于超高层建筑;日本、法国定义超过60米就属于超高层建筑;在美国，则普遍认为152米以上的建筑为摩天大楼。

　　直到19世纪，超过6层楼的建筑物仍相当罕见。人们不愿爬太多的阶梯，而水压式垂直升降机仅能提升约15米的高度。发达的钢铁技术，钢筋混凝土与抽水泵让建筑极高的大楼成为可能，那些极高的建筑物之中有些超过300米高。实际上摩天大楼的发展，主要的因素源于升降机的发明。

　　摩天大楼首次兴起于19世纪末美国纽约市与芝加哥地价昂贵用地不足的区域。为了城市商业发展，增加更多营业面积而兴建摩天大楼。芝加哥家庭保险公司大厦建于1883－1885年，共10层，高55米，是世界上第一幢按现代钢框架结构原理建造的高层建筑，此设计使用金属制的柱与梁取代石与砖以支持上一层的楼面，因此建筑物重量减少了，因而可能修建更高的结构。芝加哥家庭保险公司大厦开摩天大楼建造之先河，设计者是美国建筑师与工程师，芝加哥学派(建筑)的创始人威廉·勒巴隆·詹尼。

　　芝加哥家庭保险公司大厦

　　这么高的房屋过去从来没有过。有些听到消息的人认为他是神经病,有些人根本不相信能造这么高的房子。这座被人看作是纸上谈兵的高楼终于造起来了,但争议仍然不断。有人说这样高的房子迟早要倒塌,还有些人甚至为了避免危险而路过时不敢从大楼下面走过。詹尼为了证明这座大楼的安全可靠,把最上面的一层做了他自己的办公室,并一直在上面工作了20年之久。

　　1871年的芝加哥大火使美国芝加哥市内建筑被严重摧毁。80年代的灾后重建工作又遇到了人口愈益增多、土地价格上涨的困难。于是,建筑师们应和投资人的意愿，采用增加层数的方式一大量增加出租面积，开始构想---让建筑向天空发展。随之诞生的密斯·凡德罗模式探讨了新技术在高层建筑上的应用，也探讨了高层建筑的造型问题。

　　高层结构形式受“编篮式”木构架的启发，使结构依附钢铁构架，铆接梁柱。加上1853年奥蒂斯发明了载客升降机，解决了垂直方面的交通问题。这些为高层建筑产生发展奠定了必要的技术基础。

　　帝国大厦

　　1880年后的十余年间，芝加哥取得高层建筑发展史上的辉煌成就。大量的建筑设计任务吸引了一批有才华的建筑工程师（也是建筑师）聚集到芝加哥，如：布思海姆 (设计信托大楼一第一个采用大面积玻璃外墙) ，鲁特 (设计蒙纳诺克大楼--世界最高砖结构建筑) ，沙里文（高层建筑之父），在这一批巨匠的不断努力下，形成了影响深远的"芝加哥学派"。大大促进了高层建筑的发展

　　第一次世界大战之后，世界经济重心从欧洲移转至美国，至1929年经济大恐慌是美国建筑的繁荣期，摩天大楼也随着美国经济而快速发展。1931年，102层的帝国大厦于纽约落成，它高381m，号称102层，楼内有67部电梯和复杂管网。在70年代前一直保持着世界最高的记录。1930年3月大厦开始施工，到1931年5月便全部竣工，交付使用。从设计到使用只用了18个月。平均每5天多就建造1层。这个施工速度在20世纪70年代以前在美国也没有被超过。且费用比预计的 5000万美元减少了10%，所用材料包括5660立方米的印第安那州石灰岩和花岗岩，1000万块砖和730吨铝和不锈钢。帝国大厦成为摩天大楼甚至是纽约的象征。

　　1974年芝加哥西尔斯大厦竣工，取代纽约世界贸易中心双塔世界最高大楼的地位，也让世界第一的光荣重回芝加哥——这座被称为摩天大楼发源地的城市。近年来，亚洲新兴国家的经济实力逐渐抬头，超高摩天大楼的排行榜，也从原来的美洲独霸，转移到亚美争锋。1998年完工的吉隆坡双峰塔将原来竞逐世界第一高的美洲大陆，转移到亚洲。已于2004年完工启用的台北101，是现今世界第三高的摩天大楼。哈利法塔，则成为最高的摩天大楼。

　　今天的摩天大楼风潮早已不仅仅是为了利用城市土地，促进商业发展了，它还是城市的面子，很难想象一座国际性的大都市没有傲人的摩天大楼。除了哈利法塔，目前在建超过600米以上的高楼，包括日本松岛国际城（601米）、韩国首尔的数码城大厦（640米）、菲律宾马尼拉国营赌场大厦（665米），武汉绿地中心（606米），平安国际金融中心（646米），上海中心大厦（632米）。