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高层:各国高层建筑设定标准

2017-11-13 08:49  来源: 科普中国-科学原理一点通

建筑高度大于27米的住宅和建筑物高度大于24米的非单层厂房、仓库和其他民用建筑,都称高层建筑。在日本,31米或8层及以上为高层建筑;在英国,把等于或大于24.3米的建筑视为高层建筑;在美国,24.6米或7层以上视为高层建筑;中国则规定10层及10层以上或房屋高度超过28米的住宅建筑,还有房屋高度大于24米的其他高层民用建筑混凝土结构也视为高层建筑。

 

建筑物高度到底能有多高?

 

建造高楼是人类征服自然的体现,人类的建筑雄心就是不断挑战高度极限,无论目的是为了展示技术还是为了彰显财富。正如古人们为什么要建造耸入云端的巴别塔那样,为的是要建造一座高塔,好让所有人避免漂泊分离,聚集在一起。如今的科学技术已经可以让人上天人地,如果能够再建造一座通天高塔,地球和月亮、火星等直接通过高塔互通连接,那该多方便啊。建筑者的技术和经济力量决定着建筑物的高度。这些技术力量包括处理地基的能力、制造电梯的技术、采用的结构形式和材料、对高空风荷载的疏导控制甚至消防设施等。例如在20世纪20年代,上海这座城市的地基主要由沙土构成,人们普遍认为不可能建造超过10层以上的大楼,但是在1934年12月,通过采用深桩技术和筏式基础,上海建成了高度83.8米的国际饭店。2014年,632米高118层的上海中心大厦在浦东完工。阿联酋的哈利法塔,是迄今世界上最高的建筑,高达828米。如果纯粹从技术方面来看,建造超过千米的摩天楼也是可能的。

 

中国第一高楼 上海中心大厦 高632米

 

世界上最高的建筑“哈利法塔”

 

截至2016年,世界上已建成使用的最高建筑,是位于阿拉伯联合酋长国迪拜的哈利法塔。高828米的哈利法塔,地上有162层,是两个上海金茂大厦(420.5米)的高度。哈利法塔由美国建筑师阿德里安·史密斯与美国SOM合作设计,于2004年初开始动工,2010年初竣工启用,历时6年建成。哈利法塔不仅是全球最高的建筑,还拥有其他很多世界之最:世界上最高的独立结构体,最高的使用楼层,最高的楼层数,最高的室外观光平台(124层),最高的清真寺(158层),最高的酒吧(143层),行程最大的电梯,哈利法塔旁边的迪拜喷泉以275米高的喷泉水柱一举成为“世界上喷射最高的喷泉”。

哈利法塔的建造过程是一个不断打破世界纪录的过程,2007年2月,它的楼层数超过了美国芝加哥的威尔斯塔;7月,超越了台北508米的台北101大楼,成为世界上最高的大楼;9月,超过555.33米高的位于多伦多的电视塔,成为全球最高的独立结构体;2008年4月,超过美国北达科他州高628.8 米的电视塔;2009年1月,哈利法塔最终达到828米高度,打破并创造了新的吉尼斯纪录。

哈利法塔的建筑师受沙漠植物蜘蛛兰形态的启发,创造了三瓣式结构。该塔的塔楼各翼从内向外伸展,随着塔楼的上升,这个Y形的结构体逐级后退,形成下大上小的稳定结构,能够避免在塔表形成风的漩涡的影响。中间的核心筒到顶部形成了塔尖,大约100千米处就能看见。大楼45~108层为超豪华公寓,39层以下则是一家酒店,第124层上的观景台可俯瞰整个迪拜市。哈利法塔还被用作餐厅、图书馆、倶乐部、泳池和清真寺,建筑总投资超过 70亿美元。哈利法塔的建造,用掉的钢筋达3.14万吨,总共使用了33万立方米的混凝土。在施工鼎盛期,工地上多达12000名工人和承包商,他们来自于近100个国家,哈利法塔凝聚着世界上很多国家和民族的劳动者的汗水和智慧。

 

世界第一高楼 迪拜的哈利法塔 高828米

 

摩天大楼中电梯的科学使用

 

细心的人可能会发现,当你去某个高层乘电梯时,那里的电梯并非层层停靠,而是分区分段地设置停靠。可能你会想,如果每部电梯都能够直达想去的任意楼层,那该多好。我们来系统地分析一下:一栋100层的高楼,如果电梯每层都停靠,每次停靠的时间为10秒,则上下一次需要2000秒,相当于30多分钟的时间,这段时间可不短。另一方面,100层高的办公楼至少有10000名工作人员,然而电梯常规的载客量是1600千克,即最多可载20人左右,仅上下班单次上下将近1000次,更何况有的人一天中常常需要多次使用电梯。显然,高层建筑的电梯数量不可能设置过多,电梯负荷也不能再增加,因为乘电梯的人越多,选择不同楼层的人就越多,电梯单行的周期也就越长。在一般情况下,高层建筑电梯分段的主要方法是:将建筑在高度上分成几个区段,低层段电梯采用低速,高层段的电梯只停靠高区段。这样既能减少停靠的站数,缩短时间,也可节约设备和投资。为了提高运能,摩天大楼的电梯有时还可以采用双层轿厢,这样,一次运送乘客的数量就翻倍了。

 

迪拜的建筑群

 

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作者: 科学原理一点通   [责任编辑: 吕芮光]