互动科普

摩天大楼入云霄

9·11恐怖袭击事件后，很多人都认为，来自恐怖主义的威胁会终止摩天大楼的时代。但事实恰恰相反，在这10年中，一座座摩天大楼在全球各地拔地而起，数量甚至超过了以往任何一个时代。

撰文 马克·兰姆斯特（Mark Lamster）

翻译 张燕晶

在10年前那个凉爽而忧郁的早上（美国时间），莱斯·罗伯特森（Les Robertson）远在地球另一面的香港，他在一家餐厅里主持晚宴，就在这时，一切都变了。放在桌上的手机突然想起急促的铃声——“太糟糕了！”——这是罗伯特森收到的关于有什么东西撞上了世贸中心双塔其中一座的第一条消息。但罗伯特森，这位备受尊崇的工程师，也是世贸中心建筑设计的责任人，当时却对此并不在意。

“一开始我只是假设有一架直升飞机撞在世贸中心上，”他最近说道，说话时，他在位于47层的办公室，那里看起来比撞击爆炸点要高。他当时想，尽管很不幸，这样的事故已经发生了，但撞击力度应该在大楼设计的安全范围之内。然而，就在几分钟之后，一个个电话接连不断地打进来，告诉罗伯特森世贸中心遭受第二次撞击的消息，他才开始意识到，“这是另外一回事”，并为只能在遥远的酒店房间里无助地关注这一切而深深自责。

在9·11事件发生后的几周里，罗伯特森婉拒了所有在公共场合谈论这场悲剧的请求，甚至当世贸中心双塔创新性的建筑设计成为公众关注焦点的时候，他也没有露面。“我觉得，在那时，我作为一名建筑设计师的职业生涯已经终结了，”罗伯特森说。而且，就那件事而言，他的所有同行看起来都将被淘汰，因为恐惧已经蔓延到了每个角落，所有人都认为恐怖袭击标志着摩天大楼时代的终结。

美国的各种报刊杂志上都充斥着各种焦虑的报道。“许多工人们害怕，他们高耸入云的住所带来的危险性远远超过了美观，”《华尔街日报》在2001年9月19日刊上这样写道。就在同一天，《今日美国》（USA Today）发出的声音则更加悲观：“这绝不仅仅是世贸中心大楼在上周被抹去了。作为美国的一种标志，摩天大楼的未来也在颤抖。”

在接下来的一个月，美国的媒体就降落伞、栓绳以及可分离式交通工具等进行了一系列报道，美国专利商标局也收到了大量有关上述物品的专利与商标申请。显而易见，这些东西都是用来帮助人们从着火的大楼中逃脱的。这一场恐怖袭击让全球都处于一种疯狂的状态。

除了对安全的焦虑，另外一种思想也在蔓延，那就是在数字时代，城市以及城市里的摩天大楼都将成为过去的符号。亨利·佩德罗斯基（Henry Petroski）是美国杜克大学的工程学教授，他曾撰写了多部有关我们日常生活的世界中各种设计的书籍。2001年9月16日，也就是9·11事件后的第5天，他在《华盛顿邮报》（Washington Post）的一篇随笔中强调自己的观点：“我们要向前，而不是向上。”因特网为我们提供了迅速而简单的通讯方式，但在佩德罗斯基看来，这意味着“（我们对）紧凑而连续的空间的需求变少了”。

但实际情况又是怎么样的呢？事实证明，各种各样有关摩天大楼将会被淘汰的预测都大错特错了，那些论调总共只持续了很短暂的一段时期。卡罗尔·威利斯（Carol Willis）是纽约摩天大楼博物馆的创立者，也是博物馆现任主管，他说：“有太多太多愚蠢的有关摩天大楼会害死民众的预测和论调。杀人的是恐怖分子，而不是摩天大楼。但很多人却认为摩天大楼是邪恶而危险的。”

在美国之外的地方，摩天大楼的建设几乎没有因为9·11事件而停下脚步。城市化进程正在疯狂地席卷太平洋西岸，那些地方也对摩天大楼有着极大的需求。“中国、中东乃至整个亚洲都没有受到影响，”T·J·哥特斯迪埃纳（T. J. Gottesdiener）说，他是SOM建筑设计事务所（Skidmore, Owings & Merrill，这家公司完成了美国新世贸中心的设计）的股东。“我们有许多项目处于设计阶段，所有这些项目都将继续”。

我们现在已经知道，所有这些高耸入云的建筑都是有非凡价值的，而不是证明我们骄傲自大的污点。事实上，当我们认识到这一点时，我们对摩天大楼的发展就出现了戏剧性转折。它们也许是应对全球城市化进程对食宿要求的最有效、具有可持续性的解决方案。

向上，向上

实际上，过去10年是历史上摩天大楼建设发展最为迅猛的10年。据美国高层建筑与城市住宅委员会（Council on Tall Buildings and urban Habitat，一个记录摩天大楼发展的组织）统计，从2001年至今，全球一共新建了350座摩天大楼，这个数字比此前已建摩天大楼总数的两倍还多。而超高建筑（300米以上）的数量，也在那一时期翻了一番。

甚至增长的势头还在加速。去年，位于阿联酋迪拜的哈利法塔（Burj Khalifa Tower）建设完成，从而以828米的高度一举登上了全球最高建筑的宝座，它甚至比原排名第一的台北101大楼（Taipei 101，2004年建成）高出整整320米——相当于纽约克莱斯勒大楼（Chrysler Building）的高度。今年和明年还没有什么新的摩天大楼能够动摇哈利法塔世界之最的地位，但2011年却是历史上建成高层建筑（tall building，200米以上）数量最多的年份，全球一共有97座摩天大楼（包括22座超高建筑）在这一年里拔地而起。

“你会一遍遍地听到一个术语‘标志性’，”威利斯说，“显然，客户需要标志性的建筑，而且他们希望这些建筑高耸入云——甚至高过能以最高效的方式获得投资回报的合理高度。”

事实上，绝大部分超高建筑，都不能用严格的经济学理论来评价。一旦一座大楼超过了70层（大致数值，精确数字需要根据不同地区的实际情况来计算），就需要额外增加成本来增强建筑的牢固程度，还需要增加空间来安装更多的电梯以及其他设备，通常这些都将直接影响经济收益。

在这股势不可当的摩天大楼狂潮中，新屹立起来的大多数超高建筑都在美国之外。“这些城市正在用摩天大楼来打造自己的名片，”美国高层建筑与城市住宅委员会执行主任安东尼·伍德（Antony Wood）说，“这些高不见顶的庞然大物正成为一个重要象征，标志着这些国家已经在建设上步入了‘第一世界’国家的阵营。”

在2010年版的世界最高的20栋摩天大楼（已建成）中，美国只占一席——位列第19名的芝加哥特朗普国际酒店大楼（Legacy Tower），它几乎就要被挤出前20名了。新的世贸中心一期此前曾被称为自由塔，也仅仅是在建摩天大楼中的第四名。它最终的高度将达到创美国记录的541米。

在摩天大楼的浪潮中，中国是走在最前面的。根据麦肯锡全球研究所2009年出具的一份研究报告，从现在到2025年，中国的城市人口将增加3.5亿。可以做一下对比，自种族隔离时代之后，在1915年到1970年间，从美国南部往北部城市迁徙的非洲裔美国人的总数仅600万。

但是，即使这些摩天大楼没有建在美国，它们还是具备了许多来自美国的特征，它们的设计者也主要是美国的建筑工程公司。“如果你准备花30亿美元建造一栋摩天大楼，”威利斯说，“你肯定愿意找那些曾经完成过这类工作的人来助你一臂之力。”

即使带着比较保守的心态去看，我们对过去10年中这些新屹立起来的摩天大楼的基本建筑结构的设计和工程学的先进性也不必太过惊讶，它们是实实在在的进步，而不是毛毛躁躁地冒进。“（但）从宏伟的角度来看，在这些建筑的设计中，却几乎看不到什么新的突破，”罗伯特森说。

在这些设计新颖、视觉冲击力很强的新摩天大楼中，有一座总共76层、高265米、微微闪耀的大厦就矗立在下曼哈顿地区，它的设计师是国际著名建筑大师法兰克·盖瑞[Frank Gehry，他曾把杂乱的钢结构外形设计比作贝尔尼尼（Giovanni Lorenzo Bernini，文艺复兴时期的意大利艺术家）的雕塑]。从建筑结构学的观点来看，这座大楼设计非常优秀。

地震也给结构工程师们带来了极大的挑战。建在地震带上的摩天大楼必须足够牢固，这样才能支撑起整座楼的重量，但是它又必须拥有足够的韧性，当地震到来时，能够使大楼摇摆而不折断。“质量大、硬度高的设计会让事情变得更糟，因为建筑的质量本来就是地震的一个诱因，”伦纳德·约瑟夫（Leonard Joseph）说，他是美国 Thornton Tomasetti 结构设计事务所专门研究超高建筑的一名结构工程师。

但对地震带上的摩天大楼而言，狂风会带给那些更轻、更具韧性的设计更多的考验。在应对这种两难局面的最具创造力的工程设计方案中，有一种叫做调谐质量阻尼器（tuned mass damper），约瑟夫和他在Thornton Tomasetti事务所的同事在设计台北101大楼（直到去年，台北101大楼还是全球最高的建筑）时就用到了这种解决方案。一个重达660吨的钢球被悬挂在大楼的92层，旨在将狂风吹袭造成大楼的摆动幅度降到最低。大钢球摆动的方向与大楼摆动的方向相反，吸收掉推动或拉动这座雄伟建筑摇摆的巨大能量，并将它们转化成可以控制的热能。

尽管这个创意似乎与直觉相抵触，但如今的摩天大楼实际上为层数较少的建筑如何避震提供了很多有利条件。“当地面突然震动时，摩天大楼就会‘逆来顺受’，通过形变来吸收突如其来的地面运动的能量，”约瑟夫说，“较矮的建筑无法以这种形式吸收地面的运动能量，因为对这些矮小的建筑来说，需要吸收的地面运动实在是太多了。”

防患于未然

当然，9·11事件教育我们，这些雄伟的建筑也许应该具备更高的安全性，来应对地震或者台风。但是，这些能力总是有限的。对摩天大楼而言，用来抵御地震或者台风的安全裕度，用来对抗恐怖分子就远远不够了，尤其是当遭遇飞机这种大质量物体以高速撞击的时候。世贸中心双塔设计的安全限值是能抵御一架波音707的撞击（世贸双子楼的倒塌并非单方面因为飞机撞击，还与飞机燃油的燃烧有关），而波音707的质量只有目前世界上最大的客机——空中客车公司的A380客机的1/5。

在9·11事件大约过去一个月之后，当时在香港的罗伯特森才第一次就恐怖袭击开口说话，他被迫向惶恐不安的开发公司解释了这些事实。在这期间的几周里，罗伯特森将摩天大楼的安全问题看得更加透彻了，于是他准备提交一份相关的议案。“我向管理者建议，在这种情况下，他们有责任让空中航线避开这些高楼大厦，而不是老想着把大楼建得更坚固，”罗伯特森说。

然而，建筑设计师和工程师并非就没有事做。针对消防人员的工作而进行改良的通讯系统就是一个大的进步，这个问题的解决部分得益于在楼梯通道的各个位置安装无线电中继器。“毫无疑问，9·11事件的一个结果就是，人们对人身安全的考虑大大加强了，”哥特斯迪埃纳说。

另一方面，设计者需要在紧急出口设计方面取得巨大进展，但遗憾的是，在提交到专利局的设计方案中，有创意的紧急逃生系统寥寥无几。结构工程师认为这些方案仅仅聊胜于无。“这些高大的建筑必须提供一些常规出口供人们选择，”美国普林斯顿大学著名建筑学教授盖伊·诺登森（Guy Nordenson）说，“对设计者来说，让每个人都能安全逃出是非常重要的。”

一项早在20世纪初就被当时的未来主义者构想出来的安全设计直到现在才刚刚开始实施，这项能够增加摩天大楼安全系数的设计就是将楼与楼之间用“空中走廊”（sky bridge）连接起来。从9·11事件世贸大厦双塔倒塌现场的情况进行的一些推断显示，这样的空中走廊是有作用的。在这方面最具代表性的建筑就是中国中央电视台新大楼，它的主体是两座大楼，两者顶部通过带拐角的通道连接起来。

这种设计的作用绝不仅仅是让人看起来觉得震撼。遇到火灾或者其他事故，大楼里的人就有更多的逃生路线选择。“对大楼里任何一个位置的住户来说，他都可以直接下楼逃出，或者上楼，从另外一栋楼的出口出去，”诺登森说，他参与了北京另外一个比央视新大楼更雄伟的建筑项目——北京当代MOMA的设计，也采用了上述设计方案。北京当代MOMA是一个复合功能城市社区，包含644套公寓、一座酒店、一家电影院，甚至还有一所学校，它由纽约著名建筑大师史蒂文·霍尔（Steven Holl）亲自操刀设计，所有8座大楼都由空中走廊连在一起。

如今这些吸引眼球的摩天大楼都是通过电脑软件设计完成的，这不仅改变了摩天大楼的外观，也改变了它们的功能。计算机辅助建模技术让建筑师们可以方便地调整摩天大楼的设计。随着计算机建模软件的不断升级，摩天大楼的建筑设计师们在设计阶段早期，就可以将很多复杂系统整合进去，比如供暖、供冷系统，人和货物进出大楼的系统等。同样的技术还能让大楼管理者对一些紧急情况进行测试，比如大楼里的人在火灾等事故发生时的反应情况，并通过测试结果来对设计做出相应改进。

垂直发展

但是，在过去10年里，摩天大楼的最大变化与建筑设计本身，或者它们的高度并无太多关系，真正的变化在于人们对摩天大楼的看法。此前有一段时间——并不是很久远——人们将摩天大楼看作是类似SUV（运动型多用途汽车）的一种产品，一楼多用，不仅节约用地，还能节省能源，减少对环境的污染。

“摩天大楼节能环保之类的论调，与10年前人们对摩天大楼的普遍认识截然相反，”特伦斯·赖利（Terence Riley）说，他是纽约现代艺术展览馆（Museum of Modern Art）2004年举办的高层建筑展的负责人。赖利说：“在很多人的观念中，绿色生活意味着生活在乡村”，但事实恰恰相反。以很高的密度居住在纽约或者芝加哥等城市中心的人们，人均消耗的资源要远远少于那些居住在郊区或者农村的人。

“人们如果将工作、居住的地方整合在一个独立而紧凑的空间里，以高密度生活在一起，缩减城市用地，这样能给环境带来非常明显的益处，”英国建筑师诺曼·福斯特（Norman Foster）说。福斯特的公司有着丰富的摩天大楼设计经验，德国商业银行（Commerz Bank）位于法兰克福的总部——德国商业银行大厦就出自福斯特之手。这座摩天大楼于1997年建成，因自然通风系统、螺旋式空中花园以及自然采光的工作空间而名声大噪，被广泛认为是世界上第一座“绿色”摩天大楼。

“摩天大楼越高，就越能充分利用大尺度带来的经济优势，”福斯特说，“而且，由于摩天大楼带来的不同功能，我们可以通过不同功能的使用情况来平衡能源需求，进而产生更大的环境效益。”也许最重要的是，这些摩天大楼，都坐落于城市中心，这也在很大程度上鼓励了公共交通系统的发展和使用。

美国银行大厦可称得上是美国所有摩天大楼中环境相关设计最为复杂的一座。这座顶尖高度达366米的白色高塔拥有不对称的顶部，与纽约时代广场仅一街之隔。美国银行大厦是全球第一座通过LEED（Leadership in Energy and Environmental Design，能源与环境设计认证）白金级认证的商业高层建筑。

在美国银行大厦消耗的电能中，有约2/3来自于大楼配备的天然气发电机，各种过滤器能滤掉进入大楼的空气中易挥发的化合物，雨水收集器能把雨水收集起来加以利用。大楼外墙使用了落地式隔热扇窗以及玻璃内墙，阳光能够轻松地射入，为大楼提供照明，而大多数人也可以通过窗户拥有良好的视野。如果你去整栋楼最低楼层——地下室参观，你会看到堪称世界上最大的冰块箱。每天晚上，冷却器会将44个巨型水桶内的水冻成冰，每个桶的直径达2.5米，高3米。当这些冰第二天融化时，能为整座大楼带来巨大的凉意。如此一来，就把大楼空调运转所需的巨大能量负荷转移到夜晚用电低峰时段。

但是，对于所有这些高科技系统，如果你向Cook+Fox建筑师事务所（Cook + fox Architects）出资人之一的小罗伯特·F·福克斯（Robert F. Fox, Jr.）提问，问他哪项技术对整栋大楼的可持续性最重要，他一定会用房地产经纪人每天挂在嘴上的那句话回答你：位置、位置、还是位置！“我们很快就会看不到人们驾车上班，因为这太消耗燃料，”小罗伯特说，“在未来，考虑到必然的人口密度、人们使用公共交通工具的方便程度，以及很多人聚集在一起进行合作的可能性，一栋位于市郊的三层小楼是满足不了需求的。”

这就对了。与佩德罗斯基在9·11事件之后草草做出的可怕预测完全相反，由于我们把更多的时间花在了社交媒介中，人类通过城市——以及城市中的摩天大楼——紧密联系在一起的愿望变得比以往任何时候都更强烈。事实上，数字经济时代最典型的代表——谷歌公司，最近就投资18亿美元，在曼哈顿新建一栋大楼（纵然这栋楼只有15层高）。

实际上，越来越多的人开始追求那样的人与人之间的社会联系——或者说至少城市创造出来的工作机会。根据美国高层建筑与城市住宅委员会的统计，全球每周约有100万人从乡村涌入城市。“城市必须向垂直方向发展，”伍德说。他们正在做的也是如此。