摩天大楼对城市环境的影响及对策.doc

摩天大楼对城市环境的影响及对策谢浩摘要在肯定摩天大楼为人类创造文明不断丰富着城市天际线的同时从个方面阐述了它可能成为城市建设上的败笔特别是在城市环境建设中留下诸多不可持续发展的因素提出今后摩天大楼发展的改进措施关键词摩天大楼城市环境热岛效应防灾建筑技术生态中图分类号文献标识码文章编号一摩天大楼即建筑学上所说的高层建筑或超高层建筑它伴随着城市的发展而发展是与工业时代信息化社会同时到来的一种城市现象可以说摩天大楼是现代文明的标志是科技高度发展的象征也是商业社会的产物自世纪初摩天大楼在美国迅速发展到二战结束世界各国进入以经济建设为主的和平时期摩天大楼的建设也进入了鼎盛期随着钢结构钢筋混凝土结构设计方法的完善材料性能的不断提高城市规模的不断扩大和人口密度的不断增加建筑物的高度越来越高在个多世纪社会不断进步及建筑技术日趋完善的过程中世界各国往往把挑战新的高度作为科技水平和经济实力的象征因此在世界范围内曾一度掀起争夺世界第一高楼的竞赛我国在解放前只有上海等个别城市有少许几座高层建筑其中多数为外国人所造解放后的年间北京广州等几个大城市兴建了一批高层住宅和公共建筑如广州市于年建成的白云宾馆层高占据了我国最高建筑的宝座近年自改革开放以来陆续兴建了不少高层和超高层建筑高度为的大厦已不属稀罕且高度不断攀升年深圳建成了高的地王大厦年上海建成了高的金茂大厦排名世界第三大有后来者居上之势一摩天大楼对城市环境的影响摩天大楼是利用少量用地向高空发展以多层重叠相同或类同平面造出内部空间数量甚多外部形象高耸雄伟的一种建筑类型在人口密集土地有限的大中城市发展摩天大楼的确有利于节约土地减少市政设施投资创造优美的街道景观给人们的工作和生活提供全新的空间然而凡事物极必反近年中国摩天大楼的兴建已呈现一窝蜂之势由此带来对城市环境的负面影响通负荷重维护费惊人现代化城市发展经验表明一个城市要健康发展必须走多中心分散联合的道路以疏散市中心地区过于稠密的人口高楼林立明显地减少了人均绿地面积我国在城市规划法中规定了城市的综合用地指标人均用地面积为据统计我国现有万人口以上的城市接近个人均综合用地接近下限摩天大楼群纷纷涌入市中心区使得老城区人口更趋集中令本已重负不堪的交通雪上加霜对防火与防盗十分不利停车也不方便在人流高峰期即使有足够的电梯出入室外仍感不便建筑界有人士认为高度超过的摩天大楼由于庞大的维护管理费已经失去了节约用地的经济意义据了解世界第一高楼佩重纳斯大厦一天的维护费是万林吉特上海金茂大厦一天的维护费用是万元人民币从供水供电供热到楼宇自控系统从自动通风到自动控温从自动通讯系统到自动防火系统从自动照明系统到自动监视系统从安全保卫到卫生清洁等等样样都得花钱并且随着时问的推移特别是过了大楼建成后的年黄金期维护费用将会越来越高城区气温升高形成热岛效应无论是处于何种纬度的城市都存在市区气温比郊区高的现象城市热岛成为城市气候中最典型的特征热岛形成的原因有很多主要是一座座高楼拔地而起建筑物鳞次栉比加上街道纵横形成了特殊的下垫面由于城市密集人口的生活和生产活动消耗大量能源排放很多人为热人为水汽和污染物若绘制出等温线族就会看到与岛屿的等高线极为相似比如深圳从多年前的一个偏僻渔村发展成为目前初具规模的国际化大都市其热岛效应也日趋明显又如上海市区每年梅雨期间都有越来越频繁的暴雨这是由于城市的热岛效应和越来越多的摩天大楼造成的雨岛效应具体来说上海市区温度比周围郊区高的热岛现象加剧了暴雨的剧烈程度首先热岛中的空气比周围相对冷的空气轻当城市上空有降雨云团移来时由于热对流的作用会对暴雨产生诱导增幅其次市区重叠的摩天大楼所组成的巨大人工屏障阻挡了空气流动使大部分空气只能沿高楼向上升这样便助长了降雨云团的发展天然采光不足换气效果差密集的摩天大楼使建筑物内的天然采光条件大幅度降低只得借助于人工照明为了保证安全性摩天大楼的窗多数采用密闭型自然换气几乎不可能只能进行人工换气现代摩天大楼内虽然都有较先进的通风及温控设施但毕竟是全封闭式环境同时也是电脑通讯设备空调打印机等各种办公设备集中的地方往往存在着较为严重的空气污染和辐射污染同时摩天大楼使城市街区的日照面积减少日照时间缩短有的甚至会破坏周围的景观环境人们就像生活在深谷之间产生屏蔽作用阻碍通讯现代社会是一个高度信息化的社会电视广播无线传呼移动电话等传媒通讯工具被大量使用由于摩天大楼体量较大往往会造成电波传播的障碍尤其是钢筋混凝土结构的摩天大楼还具有屏蔽作用严重地干扰通讯接收使得电波不能到达建筑物附近的一定区域各家各户电视机的收看效果也因此受到影响横向振幅较大对挡风抗震要求高建筑物的立面要受到风荷载的作用随着高度的增高风荷载增大建筑物的横向振幅增大如美国层左右的摩天大楼上部的横向振幅达左右同时摩天大楼对于地震荷载的抵抗力差抗震设计标准要求高迄今为止几乎所有摩天大楼都被用做办公很少有人选择在强风下会轻微摇动的大楼作为住宅引起高楼峡谷风和光污染现象摩天大楼通常会给其周围的街道和普通建筑带来风荷载的变化由于建筑物体形高大风力又不能透过建筑物必然绕过建筑物在它的周围形成较强的气流因此摩天大楼使周围的道路及低层建筑物所受风荷载加大形成所谓的高楼峡谷风这种高楼峡谷风是摩天大楼的峡谷效应使得某些街道上的风速特别大以至影响到路人和行车的安全一些高楼的部分表面因承受的风荷载过大玻璃幕墙会出现雪崩一样的损坏例如在不足的上海浦东陆家嘴区域中有百余幢摩天大楼它们对该区域风场结构和大气污染的时空分布产生了强烈的影响另外摩天大楼的外部一般都整齐划一不讲究错落有致加上大都采用反光玻璃或其他反光建材做外部装饰极易形成光污染光污染是一种长期的视觉污染会使人心情紧张情绪烦躁存在各种事故隐患危及生命安全摩天大楼往往存在着各种事故隐患而且楼层越高隐患越大最突出的难题是防火安全没有一种升降机能达到摩天大楼的高度另外水压也达不到消防要求所以城市防灾将成为新的课题摩天大楼的建筑容积率增大收容人数多但纵向交通容量有限且外部开放空间面积较少因此在发生地震火灾等灾害时避难和消防难度较大造成人员大量伤亡的事件在历史上曾多次发生例如年月日台湾汐止科技园一栋层写字楼发生火灾狂烧小时损失亿新台币从技术角度看超过的摩天大楼可能容纳数万人若发事故人员疏散极其困难年在纽约世贸中心爆炸事件中近万人花了小时才将楼内办公的万人营救出来年月日更是美国历史上最悲惨的日子美国人引以骄傲的纽约双子世贸大楼遭飞机撞毁恐怖袭击在短短几十分钟就夺去近人的性命这些惨痛的教训告诉人们在建造摩天大楼时必须充分考虑防灾措施那些号称可以经得住地震的摩天大楼实际上在面临强震时均有可能坍塌如在年美国加利福尼亚发生大地震之后人们发现在一些摩天大楼的水平和垂直焊接处均出现明显裂纹目前为解决摩天大楼的防灾问题结构设计和材料研究领域已经在开发优良的制震结构和耐火材料二未来摩天大楼的发展及分析走出摩天大楼热的误区目前我国摩天大楼热之所以在各地大行其道其原因颇为复杂首先各地政府都把摩天大楼当成是改变本地市政面貌的重要手段甚至将其视为国际化城市的标志故对摩天大楼的兴建尽可能开绿灯其次摩天大楼越盖越多越盖越高并不是实际需要而是甲方们互相攀比的结果最后摩天大楼绝大多数资金来源较为广泛又由于都是档次最高设施最完善的物业其装修工艺选料品种及各类配套机电设备如电梯自动消防闭路电视防盗等都要求较高故对海内外商家具有极强的吸引力也吸引了一些有此投资专长的财团参股不可否认摩天大楼的风行与商业利润的推动密不可分研究显示摩天大楼不仅在建设过程中会产生大量的综合性污染而且建成后会产生系列污染以及一些难以清除的隐患世界各国对此持越来越谨慎的态度其实北欧西欧国家早就掌握了摩天大楼建筑技术但目前绝大部分建筑在层以下新建筑没有向高空发展而是着重改进内部布局和使设备现代化智能建筑生态大楼信息高速公路尤其是信息传播技术的飞速发展改变了许多西方人的价值观念安全实用已超过了荣耀由此可见摩天大楼筹划兴建应该科学从事盲目跟风甚至互相攀比是一种近视行为将会酿成不良的后果合理规划保持城市均衡发展随着人们对摩天大楼的功能对城市环境的影响等方面的认识应该更加注重摩天大楼本身与城市环境的协调注重造型的比例均衡和尺度宜人注重使用上的开放性和多功能性注重装饰与细部上对历史文脉的继承注重室内外绿化空间的设计和灯饰照明的配置可以采用高层低密度进行建设使地面构成更多空地并与相邻建筑进行合理的建筑空间组合达到形式与内容功能与空间的良好统一创造更好的工作与生活环境可以在城市周边和近郊建造较多的层住宅以满足日益增长的城市人口的居住需求规划上不搞一点集中要进行多心分散以达到减轻交通拥挤缩短通勤距离保持城市均衡发展的目的以科学技术为先导提高设计水平从科技进步和摩天大楼的发展来看科学技术每向前发展一步摩天大楼也向前推进一步一部摩天大楼的发展史从一个侧面记录和反映了现代科学技术的演进史具体来说摩天大楼密度愈大高度愈高所需要解决的城市规划建筑结构设计基础工程建筑材料运输消防空调电气施工技术以及城市公用设施所需与之相配合的问题就愈加复杂所以随着摩天大楼各项功能要求的提高应着重研究钢筋混凝土结构钢结构或两者相结合的巨型结构以降低工程造价改进结构性能有效地解决抗震抗风问题此外要使新型建材不断进入摩天大楼要提高材料性能发展高强轻质多功能的人造建材特别是复合材料比如一批反光玻璃幕墙与太阳能结合的摩天大楼相继落成由于它们采用电子计算机自动控制大楼的温湿度通风照明防火等既节约能源又保持舒适从而受到人们的欢迎改善城市生态条件强化室内外环境建设许多著名的大城市总是提供足够的自然休闲空间供市民活动美国纽约市中心有著名的中央公园旧金山市有世界最大的金门公园而摩天大楼林立的芝加哥在世纪末政府便将芝加哥沿密西根湖岸规定为公共公园目的是使河畔优美的环境成为全城市民都可以享受的休闲空间可见在高楼林立的城市中心营造城市绿地这不仅是建设现代化大都市的需要也是不断改善和提高市民生活质量的需要由于天台花园和天台绿地在改善摩天大楼顶层景观和绿化方面作用明显有关部门已决定今后要在广州大力推行天台花园的建设广州市城市绿化管理条例有关条款已作出规定凡大型公共建筑物的顶层都应建成天台花园建设部城市绿地规划建设的有关管理条例亦指出建筑物天台的绿化面积也应作为城市绿化面积纳入城市绿化率计算范围据了解广州市区内各个区目前都在做有关天台绿化的规划这是令人感到欣慰的事情摩天大楼的发展前途广阔在改变城市居民生活与工作条件方面具有突出的优点与此同时摩天大楼的实用性及其对城市环境的影响却存在着一些消极的方面我们要从各个方面进行规划设计的经验总结和科研工作促进摩天大楼的健康发展参考文献柳孝图城市物理环境与可持续发展南京东南大学出版社张统生李华钊对摩天大楼的思考华中建筑黄白高层超高层建筑发展综述华中建筑收稿日期作者单位广东工业大学建设学院广州