高层、超高层(高度为 300 米或 984 英尺或更高)甚至超高层(至少 600 米或 1，968 英尺)的建筑正在世界各地的城市天际线中增加。诺伊大学厄巴纳-香槟分校建筑学教授Abbas Aminmansour专门从事钢结构和钢筋混凝土结构以及高层建筑的设计。他是 2022 年由高层建筑和城市人居委员会全球选出的四名研究员之一，也是芝加哥高层建筑委员会的成员和前任。他与新闻局艺术和人文编辑乔迪·赫克尔(Jodi Heckel)谈到了建造超高层建筑的挑战。
开发商为什么要建造高层和超高层建筑?
主要原因是城市地区对住宅和商业空间的需求。在全球范围内，每月约有10万人迁移到城市地区。一些非常大的城市没有太多的土地可供建造，这促使开发商建造高层、超高层甚至超高层建筑。甚至有项目业主从相邻建筑物购买所谓的超额开发权，以在其场地上建造更高的建筑物的情况。一些开发商和居住者的个性方面是想要建造比竞争对手更高的建筑，或者在超高层建筑中拥有公寓或办公地址。
拥有包括高层建筑在内的天际线的城市被许多人视为前瞻性和繁荣。此外，高层建筑已被证明是新开发的磁铁，带来了更多的企业并帮助当地经济。建成后，一些高层建筑最终成为投资和保险公司的投资组合，不仅为开发商提供经济效益。
建造高层建筑有哪些技术挑战?
由于风或地震，高层建筑容易受到横向移动或我们所说的漂移的影响。因此，您需要相当数量的结构，超出支撑建筑物及其内容物重量所需的结构，以确保建筑物移动保持在可接受的范围内。过度移动的建筑物不一定在结构上不安全，但可能会导致人们感到不适，并可能损坏墙壁、管道或电梯系统。
然后是电梯系统的设计。您希望有足够的电梯为用户提供合理的等待时间。同时，电梯井占据了每层楼的面积。这是业主潜在收入的损失。最近的一些创新使电梯轿厢不仅可以垂直移动，还可以在某些楼层水平移动，以允许多个电梯轿厢在同一井道中运行，从而提高效率。
从机械上讲，您需要将调节的空气和水输送到非常高的高度，供乘员使用以及灭火系统。想象一下高层建筑底部管道中的水压。它是巨大的，需要大量的材料和设备来运行。从施工的角度来看，您需要将材料输送到很高的高度，这需要特殊的设备和专业知识。
这些都是解决方案中非常容易理解的挑战。关键是建筑师、结构工程师、机械工程师甚至承包商都要以综合的方式设计出符合项目建筑愿望且建造和运营经济的建筑。
高层建筑是否与较短的建筑一样节能和可持续?
高层建筑通常由业内最优秀的人设计，并且尽可能高效和经济。然而，它们并不像较短的对应物那样具有可持续性。例如，现代高层建筑的外墙上有大量的玻璃。在热增益和热损失方面，玻璃并不是最节能的材料。
还有我们之前谈到的挑战。例如，要有一个足够坚硬的结构来限制高层建筑的漂移，建造比具有相似总建筑面积的较短建筑需要更多的结构材料。因此，如果您使用我们用于其他建筑物的相同衡量标准 - 能源消耗，使用的建筑材料数量，施工期间的努力和能源消耗，以及每平方英尺可用建筑面积的碳足迹 - 高层建筑不如较短的建筑可持续。
然而，它们具有我所说的相当大的可持续性影响。想象一下，芝加哥市中心有一栋有400个单元的高层住宅楼。如果这些住宅建在郊区，它们将占用大量土地——可能是农业用地——并且需要重要的基础设施，如新的道路、水、污水、电力、天然气和其他服务，需要大量的材料，碳足迹高。此外，还需要对道路和其他基础设施进行维修和维护，道路上的车辆增加，油耗和烟雾产生，通勤时间和其他因素。
所以，不，高层建筑不像短建筑那样可持续，但它们对可持续性有重大影响。在考虑可持续性时，我们只需要跳出框框思考，无论是比喻还是字面意思。
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