手可摘星辰,誰敢上「危樓」?

  

  

  5月18日到20日,短短3天內,深圳79層的賽格大廈已經發生了3次晃動。

  5月18日,深圳賽格大廈發生搖晃,在內辦公的人員慌忙逃離。圖 | 澎湃新聞

  在最近的一次晃動中,在35樓、55樓、60樓等多個樓層的多位商戶都表示感受到晃動,他們提供的視訊顯示,魚缸內的水、落地電風扇有明顯搖晃。

  

  5月21日,這座搖晃的大廈終於暫停進出。

  

  高達79層的深圳賽格大廈。圖|視覺中國

  

  一份落款為深圳賽格集團有限公司的通知顯示:為確保賽格大廈檢測工作順利進行,不受外界干擾,經賽格集團研究決定,自5月21日零時起,暫停所有業主、商戶、租戶進出賽格大廈寫字樓和電子市場,待相幹檢測工作完成後再有序開放,有關事宜另行通知。

  

  5月25日,專業機構對賽格大廈的房屋沉降、傾斜率、加速度等情況持續進行實時監測。專家組表示,截至當天中午各項監測數據正常,未超出相應標準要求。

  

  專業機構已結合最新技術條件完成大樓整體結構體系建模和復核驗算,認為大樓結構整體性能滿足要求。目前各項監測、檢測和鑒定工作正在加快推進當中,相幹情況將及時通報。

  

  賽格大廈為什麼晃個不停?

  

  中國的摩天大樓們,安全嗎?

  文 | 謝芳 了望智庫觀察員

  本文由了望智庫綜編。

  

  1

  晃動的真相

  

  

  5月18日,賽格大廈發生第一次晃動後,多家專業機構就對賽格大廈的震動、傾斜、沉降等情況進行了實時監測,監測結果顯示各項數據正常,未超出相應標準要求,大廈主體結構及周邊環境也未發現涉及安全異常情況。

  

  2021年5月18日,深圳賽格大廈發生搖晃,在內辦公人員撤離後,工作人員在現場測量。圖|IC photo

  

  但緊接著,賽格大廈在19日、20日依舊發生晃動,並最終封樓,暫停所有業主、商戶等進出大廈。

  

  圖 | 深圳衛視深視新聞

  

  多次晃動,原因安在?

  

  《深圳市福田區華強北街道賽格廣場大廈搖晃的情況報告(續報二)》顯示,經省市專家研判,初步認為:

  

  一是深圳賽格大廈繫上下震顫而不是左右擺動;

  

  二是造成震顫的原因是多種因素耦合,主要是風的影響,還有地鐵運行(兩條地鐵從樓下經過)和溫度的影響(近兩天氣溫升高,溫差達8度,對鋼結構影響大);

  

  三是經專家現場踏勘和會商研判,賽格大廈主體結構是安全的,內部結構堅固,各種附屬設施完好。

  

  2021年5月19日,圍觀深圳賽格大廈的市民在用手機拍照。圖|IC photo

  

  該報告顯示,深圳市已設立現場指揮部,並組織有關結構工程、巖土工程、工程抗震方面專家和技術人員對賽格大廈進行沉降、傾斜和震動等監測,進一步擬定應急處置方案。

  

  曾參與建設「中華第一高樓」深圳國貿大廈、現任中科建工有限公司華南大區總工程師的陸建新在接受採訪時分析,排除地震因素後,比較大的可能是刮風引發大樓產生了共振。

  

  2020年5月,廣東虎門大橋懸索橋發生橋面晃動,振幅較為明顯,也是由共振現象引起的——風在橋面上跟橋的自振頻率一致,產生了共振,被稱為渦振,特點是上下有限地振動。

  

  【註:懸索橋由於風產生的振動一般分兩類,顫振和渦振。顫振對於橋梁結構是有影響的,會破壞結構;渦振對橋梁結構無影響,只會影響行車的舒適度。】

  

  除了共振影響,還有專家指出賽格大廈沒有安裝阻尼器,建議下一步可以考慮安裝阻尼器以提高防風防震能力和舒適度。

  

  阻尼指的是力的衰減和能量的耗散,有緩沖的意思。簡單來說,大風等作用在樓宇上的機械能,通過阻尼系統,最終轉化為熱能消散。而阻尼器就是在大樓震動時提供阻尼的設備,使大樓的震動衰減,保障建築安全。

  

  工程結構與抗震隔震減震控制專家、中國工程院院士周福霖介紹,阻尼器主要分三種形式:一種是在大樓的支撐柱之間加入一個交叉斜撐(斜撐阻尼器);

  

  第二種是在牆體之中加入黏滯材料,利用黏滯材料吸收震動能量,從而衰減震動;第三種阻尼器是在建築物的頂端吊一個質量塊,質量塊的擺動方向與建築物的震動方向相反,從而消減震動。

  

  我國首個大型風阻尼器安裝於臺灣省的臺北101大廈,它曾是世界上最大的風阻尼器,也是全球第一個作為遊覽景點開放的此類設施。臺北101大廈的阻尼器是一個由41層12.5公分厚鋼板組合而成、直徑5.5米、重達660噸的巨大鋼球,造價約3300萬元,可以減少因地震、風吹使大樓搖晃所引起的擺幅的40%。

  

  我國第一高樓——上海中心大廈(總高632米)中也有重達1000噸的阻尼器。2019年超強臺風「利奇馬」過境上海時,這個阻尼器的擺幅一度達到70公分,創下中心大廈2016年啟用以來的最大紀錄,保護了建築的穩定和安全。

  

  不過,中國科學院地球化學研究所在讀博士楊溢表示,賽格大廈也有阻尼設計,它是利用頂層的消防水池來做阻尼裝置,是一種液體調節阻尼器。

  

  楊溢還進一步解釋,為什麼很多高層建築不惜巨大成本建高層泳池,除了吸引消費者,泳池本身也會構成阻尼器,對建築安全起到保護作用。

  

  5月25日,專業機構對賽格大廈的房屋沉降、傾斜率、加速度等情況持續進行實時監測。專家組表示,截至當天中午各項監測數據正常,未超出相應標準要求。專業機構已結合最新技術條件完成大樓整體結構體系建模和復核驗算,認為大樓結構整體性能滿足要求。目前各項監測、檢測和鑒定工作正在加快推進當中,相幹情況將及時通報。

  

  總體來說,目前賽格大廈的各項數據正常,產生震動的具體原因仍在進一步核查。深圳市將根據樓體結構排查情況,研判大廈恢復開放時間。

  2

  榮譽背後隱藏著……

  

  

  回看賽格大廈的建造史。

  

  賽格大廈的立項建造,背後是深圳華強北作為全國電子商圈的崛起和興旺。

  

  深圳華強北商業區。圖 | 新華網

  

  當時,隨著鄧小平二次南方視察,深圳迎來了自改革開放後的第二次創業。「一櫃暴富」的神話在華強北不斷上演——一米櫃臺一天賣出30萬元貨物、檔口老板一天收入數百萬元……擴容電子商場的需求應運而生。

  

  2021年5月21日,深圳賽格大廈商戶搬離貨物。圖|人民視覺

  

  在此背景下,賽格大廈作為深圳二次創業的標誌性建築,作為華強北電子配套市場的第四次擴容區域,在被稱為鑽石地段的深南路和華強北交會處,拔地而起。

  

  賽格大廈始建於1996年1月,完工於1999年9月,高355.8米,總建築層79層,其中地上75層,地下4層,打破了國貿大廈3天一層樓的「深圳速度」,創下2.7天一層的「新深圳速度」。同時,賽格大廈也成為當時的深圳第二高樓,僅比1995年建成的地王大廈低28米。

  

  賽格大廈採用鋼筋混凝土柱和鋼梁體系,讓建築物強度、延展性和抗震性能卓著。同時,它採用大跨度柱網布置,其跨度12米的無柱化結構在當時屬於國內第一,使塔樓每層辦公室間隔靈活、寬窄兼容。更為重要的是,這種先進的結構方式,有效增加了使用面積,專家估算,與鋼筋混凝土結構相比,鋼管混凝土結構使每100平方米至少增加2平方米的辦公空間。

  

  此外,賽格大廈外觀採用雙層玻璃幕牆和雙層蜂窩板,不僅隔音效果好,外觀漂亮,更重要的是使用費用低,可以節約巨量電費。其內部設備也全部採用最先進的國際名牌產品,這些性能優良的設備可以保證賽格大廈至少在50年內不落後。

  

  賽格大廈建成後,也成為當時世界上使用鋼管混凝土組合結構最高的建築。賽格大廈也是我國第一座由中國人自行設計、自行建造和自行安裝施工的鋼結構超高層建築,該大廈的成功興建,標誌著我國在世界上高層和超高層鋼結構建築行業已經達到新的發展水平。

  

  由此,賽格大廈獲得了多項國內建築大獎:深圳建築行業內首個科技進步一等獎、1996年中建總公司優秀工程設計一等獎、2001年國家科學技術進步獎二等獎等。

  

  榮譽背後,其實隱藏問題。

  

  賽格大廈最受人詬病的一點是,存在邊施工邊修改設計,先施工後設計,設計圖沒做完就開始施工等問題。

  

  一篇20年前的華中科技大學的碩士論文《深圳賽格廣場建設項目評析》中提到,賽格大廈最嚴重的問題出現在頂部的天線上。

  

  1999年4月8日,大廈的鋼結構封頂,天線部分的施工直到9月30日才完成。這是因為天線施工後,人們發現微風的日子裡,天線卻劇烈搖擺,此後查明是天線的設計計算錯誤造成共振,當即割除了26米,重新計算後安裝上去13米,並做了局部修改,才最終解除了險情。

  

  除了天線問題,賽格大廈在建設期間還面臨了資金鏈斷裂,因設計圖修改返工等問題。

  

  賽格大廈背後榮譽與問題,其實普遍存在於我國的摩天大樓中。

  3

  摩天大樓有多魅惑?

  

  

  世界上第一座摩天大樓建設於1885年的美國芝加哥。

  

  1871年,一場意外而起的大火在芝加哥連燒2天,造成300餘人死亡,10萬人流離失所,6萬多棟木構建築被摧毀殆盡。重建期間,芝加哥誕生了世界上第一棟摩天大樓——芝加哥家庭保險大樓,共10層,高42米。

  

  基於更多的人口聚居和土地價格的飛漲,自芝加哥家庭保險大樓起,包括芝加哥、費城和紐約在內的美國大城市開始加速修建高層建築。其中,芝加哥以建築優美聞名於世,在世界城市高層建築中有著不可或缺的地位,有「世界建築藝術博物館」之稱。

  

  隨著伍爾沃斯大廈(高247米)和克萊斯勒大廈(高320米)的建成,20世紀30年代,紐約取代芝加哥成為世界高層建築中心。

  

  七八十年代,高層建築開始風靡全球。

  

  也是在這一時期,我國的摩天大樓建設開始發力。

  

  摩天大樓沒有嚴格的高度定義,在我國一般界定建築高度200米以上為摩天大樓。1985年,我國第一棟辦公類摩天大樓——高160米的深圳國貿大廈建成。此後,我國每年新建的摩天樓數量不斷上升。

  

  世界高層建築與都市人居學會(Council on Tall Buildings and Urban Habitat,簡稱CTBUH)發布的《2018年高層建築回顧報告》顯示,2018年中國各地共建成88座200米以上的摩天大樓,占全球總數的61.5%;全球200米及以上的高層建築總數達1478座,中國擁有678座,占全球總數的45.9%。

  

  2018年,全世界竣工摩天大樓數量最多的前10名城市中,中國有6個城市上榜。實際上,在建造200米及以上建築的世界排行榜上,中國已經延續20多年保持榜首地位。

  

  摩天大樓到底有什麼魅力?

  

  首先,可以將城市的土地資源進行最大化的利用。

  

  目前,我國處在城市化高速發展的過程中,一二線城市周邊人群逐漸向城市中心聚集,催生出大量辦公、居住需求。與此同時,各大城市的地價在近20年裡呈現出狂飆突進的上升趨勢。在這種情況下,修建摩天大樓,提高容積率、向天空要空間是發展的必然。

  

  其次,對於政府來說,一座摩天大樓的建成,可以直接起到提升城市形象、吸引投資、拉動經濟發展,甚至突顯政績的作用。

  

  也正因此,全國各地曾掀起過爭奪「第一高樓」的建築潮。我國的摩天大樓榜首也幾經易主。

  

  此前提到的深圳國貿大廈,只做了6年的中國第一高樓,隨後被200.18米的廣東國際大廈超越,而隨後383米的深圳地王大廈和391米的廣州中信廣場則分別只做了1年第一。自1998年起,中國第一高樓就一直在上海的幾座大廈間更迭,目前的第一是2015年建成的632米上海中心大廈,它僅次於阿拉伯聯合酋長國828米的哈利法塔(又稱杜拜塔),位居世界第二。

  

  2012年11月,建設中的上海中心大廈。圖 | 裴鑫|新華網

  

  北上廣深在爭奪中國第一高樓,其他城市則在城市第一高樓上「推陳出新」。拿太原來說,2012年其第一高樓是218米的水岸國際中心,到了2013年,太原新推出333米高的太原國際金融中心。

  

  對於以上現象,《中國經濟周刊》曾刊文批評:如果想通過建造「世界第一高樓」帶來「名片效應」,給眾人留下一個城市印象,這是一個幼稚的思維方式。一個城市給別人留下沉淀的不是你擁有了「世界第一高樓」,而是城市的規劃、交通、環境等公共服務,更是這個城市百姓的精神面貌和素質。

  

  最後,對於房企來說,建造摩天大樓也是一門好生意。除了可以提升企業品牌、獲得貸款優惠,甚至還能在拿地方面占據優勢。

  

  總的來說,基於節約資源、高效率、高投資回報率,推進土地增值等因素,我國摩天大樓的建設在一段時間內如火如荼,甚至陷入「高度崇拜」。

  4

  限高,大樓還能摩天嗎?

  

  

  其實,摩天大樓並不是越高越好。

  

  早在1930年,歐美國家就有研究表明,摩天大樓的最佳收益有著高度限制:63層以下,收益曲線隨著摩天樓的高度上升而上升,而63層以上,收益曲線則呈下降趨勢。

  

  具體而言,摩天大樓蓋得越高,風荷載越大,用鋼量越大,結構造價越高。按照近年的建築成本計算,100—200米的超高層建築,建設成本每平方米需要4000-5000元,200米以上的摩天大樓建設成本每平方米則會達到1萬元,甚至更高。

  

  動輒幾十億、上百億的建築支出,極容易發生資金鏈斷裂的情況,最終造就爛尾樓。

  

  佛山國際商業中心建設途中資金鏈斷裂,成為當地最大的爛尾樓,10年後最終以1.2億低價拍賣成功。長沙2014年規劃的838米「天空之城」和1008米的「天空二號」,現在的地基成了破舊的魚塘。

  

  即便是建成後,招商引資也是必修課。

  

  據了解,中國的超高層建築以高級寫字樓和酒店業態為主,而由於供應增加等原因,當前寫字樓的空置率高企。數據顯示,2019年全國一線城市整體寫字樓市場空置率攀升,達到近10年最高點,平均在10%左右;二線城市寫字樓平均空置率更高,平均在28%左右。

  

  摩天大樓建成後,還會面臨著更高的維護成本。比如,摩天大樓採用高速運行電梯,電梯技術難度越大,維護成本越高;噴淋系統會隨著樓層的升高而增大維護量;外立面的清洗成本也非常高。有統計指出,摩天大樓的電梯、保溫、照明、清潔、物業等費用,要比普通寫字樓高2倍左右。

  

  除了高昂的費用,摩天大樓的消防安全也存在隱患。

  

  相幹建築專家表示,高層建築有大量縱深的樓梯間、電梯井,如果防火分隔存在問題,起火後就會變成一座高聳的煙囪。一座100米高的高層建築,在無阻擋的情況下,煙氣只用半分鐘就能順著豎向管井擴散到頂層,速度大約為水平方向的10倍以上。

  

  摩天大樓的火災救援則是一個世界性的難題,目前的消防雲梯一般只有100米高,100米以上的高樓出現火災,需要動用直升機滅火,考慮到城市消防隊的資源配備情況,逃生可能性幾乎為零。

  

  高層建築的防雷、防震、防風指標要求也很高。層級越高,電擊情況越多,一棟超過100米的建築物,一般情況年預計雷擊次數超過0.25次。

  

  美國對於摩天大樓的熱情,在2011年的「9·11」事件,高達541.3米和411.6米的世貿雙子塔倒塌後發生轉折。

  

  我國的轉折則來自於相幹部門的「限高令」。

  

  2020年4月27日,住建部、國家發改委發布了《關於進一步加強城市與建築風貌管理的通知》,其中提到,要嚴格限制各地盲目規劃建設超高層「摩天樓」,一般不得新建500米以上建築。

  

  而早在這之前,我國對於摩天大樓的規范意圖就已現端倪。

  

  2016年2月,《中共中央 國務院關於進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》中指出,強化公共建築和超限高層建築設計管理,建立大型公共建築工程後評估制度。

  

  2019年9月,住建部在《關於完善質量保障體系提升建築工程品質的指導意見》中稱,嚴格控制超高層建築建設,嚴格執行超限高層建築工程抗震設防審批制度,加強超限高層建築抗震、消防、節能等管理。

  

  期間,很多摩天大樓的規劃都做出了改變。

  

  武漢綠地中心,最初規劃高度為 636 米,比上海中心大廈還高4米,但最終的建設高度被定為475米;西安的中國國際絲路中心大廈,最初的高度是 501 米,後來削減3米,降至498米。蘇州工業園區已經停工數年的蘇州中南中心,在2020年4月公布了新的規劃方案,高度從原來的729米降到了499米。

  

  實際上,500米的高度已經成為我國超高層建築的隱形門檻。

  

  1200多年前,李白曾吟誦「危樓高百尺,手可摘星辰。不敢大聲語,恐驚天上人」。如今,憑借科學技術的發展,我們的摩天大樓可高千尺。可以想見,在未來,摩天大樓還會在中國陸續崛起,但相幹的規章、制度、評估會進一步完善,我們的居住環境和安全會進一步得到保障。

  參考資料:

  1.三個原因!70層高樓搖晃,初步調查結果來了|朱軒,澎湃新聞,2021.5.19

  2.賽格廣場 深圳的又一道風景線|李忠輝,《中外房地產導報》,1999年第1期

  3.深圳賽格大廈驚魂24小時|鄭亞紅、牛耕,AI財經社,2021年5月19日

  4.有阻尼器的高層建築更穩?高樓都會晃嗎?|富賾,央廣網,2021年5月21日

  5.「定樓神球」——風阻尼器|郝媛,《物理教師》,2013年第7期

  6.中國為什麼癡迷建摩天大樓|何歧芳,浪潮工作室,2019年4月18日

  7.500 米「限高令」下,多座城市地標性建築「削高」|薛宇飛,《決策探索》,2020年6月上

  8.「摩天」的沖動|劉德炳,《中國經濟周刊》,2014年第2期

  9.摩天大樓熱該退燒了|樓蘭,《中國消費者報》,2020年8月14日

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