摩天大楼的安全和环境


摩天大楼的安全和环境
《中国科技财富》2006年8月刊 作者:熊靓



摩天大楼见证了科技发展的进程,陪伴着我们完成了现代化生活的进程。但是摩天大楼也给我们带来了安全、环境等问题,不断的威胁着我们的正常生活。


      现代建筑科技让人类能够有机会将自己的创造力发挥在建筑高度的创新上,近百年来高耸入云的高层建筑物不断的出现在世界各地的大城市中。从1910年美国第一栋50层的摩天大楼开始, 摩天大楼除了是世界顶级建筑师展示才华和追逐的目标以外,也是人类财富、权力和力量的象征。

      摩天大楼(skyscraper),又称为超高层大楼、非常高的多层建筑物。在21世纪初,是指10层到20层的建筑,而现在通常指超过40、50层以上的高楼大厦。

      试想每天至少有8小时的时间,让你在一栋高50层的大楼里和一万多人一起工作生活。大家共用一个或是几个通风系统,此时的呼吸能够顺畅吗?和一万多人共用一个或是几个安全通道,此时的生命还能安全吗?

      这些都是摩天大楼所要面对的环境管理问题,所谓的摩天大楼的管理问题,包括安全环境的管理、通风环境的管理等。

      近百年来,摩天大楼见证了科技发展的进程,陪伴着我们完成了现代化生活的进程。但是摩天大楼给我们带来的安全、环境等问题,不断的威胁到我们的正常生活。现在的摩天大楼在没有了当初的新鲜感,摩天大楼环境管理的缺位,让我们走进任何一栋摩天大楼带给我们的只有窒息!

      虚荣的盲目建造
      摩天大楼的环境问题让各国开始反思,摩天大楼带来的经济利益能否超过人们生存环境的问题?建摩天大楼是否该三思而后行?国际市场上对摩天大楼的投建进入了冷静期。

      与全球形势相反,摩天大楼风潮在中国大陆地区越刮越猛,在建和拟建的项目是你追我赶,争相摘得最高楼的“桂冠”。北京、上海、广州、深圳这些中国超级大都市在2005年都放出了建创摩天大楼新纪录的消息。

      北京亦庄经济开发区2005年对外宣布,将在经济开发区内建成高520米,120层的标志性摩天大楼。取代先前北京奥运村规划中的高502米、90层的世贸大厦成为北京第一高楼。

      广州第一高楼——432米高的珠江新城西塔将于12月底动工建设,总投资60亿元,预计2009年交付使用。据称该楼建成后将与观光塔一起成为广州市标志性建筑。

      大城市用地紧张带动了摩天大楼的风潮,而一些中小城市也开始跟风,开建摩天大楼,既无经济价值也破坏了城市的整体面貌。在最近召开的“超高层建筑的发展与建设”论证会上,中国工程院、中国科学院11位院士和国内建筑业的著名专家呼吁:中国不能在摩天楼建设上盲目攀比,城市应该根据自身的特点,有选择性的建设摩天大楼。

      专家的呼声并没有获得业内的迎合,对于摩天大楼带来的丰厚收益,全球第三、中国第一高楼——上海金茂大厦非常看好。记者从上海金茂大厦了解到,每年有400万游客从世界各地慕名来到上海,到金茂大厦顶层的观光厅,只为能够在上海最高的建筑物上感受大都会的繁华和享受高处观景。每人参观门票50人民币元计算,金茂大厦每年仅参观门票收入就达到2亿人民币。

      而来自排名世界前5位的摩天大楼的统计数字显示,一幢过400米的摩天大楼,每天的维护费用就是个不小的数目,再权衡其巨大的建设投资,超过300米,摩天大楼就失去了因节约用地换来的经济价值。

      尽管摩天大楼的人们身心健康和环境污染负面效应是显而易见的,但高楼带来的社会和经济效益也同样令处在身边的楼宇们望尘莫及。比如金茂大厦给上海增加的形象得分,进而带来的投资、旅游和商贸活动等等,远远超过了花在高楼上昂贵的养护费用。

      记者在采访中,了解到北京几家在建的摩天大楼自称都采用了严格的安全和环境方面的措施。例如,增加楼层绿化,增加新风系统,进行逃生演习。但是业内人士告诉记者,目前中国还没有一栋摩天大楼敢声称自己在环境管理方面绝对的专业或是安全,因为摩天大楼的存在本身就是和环境管理相矛盾的。

      如果想要得到良好的环境管理的办公环境,只有选择密度较小的办公楼。可是,在城市里这是不可能的。城市人们所面对的摩天大楼综合症,到底由谁来医治?是否真的为了暂时的经济利益要放弃良好的生存环境呢?

      难堵的安全漏洞
      虽然已经过了5年,纽约世贸大厦的恐怖袭击并未在人们的记忆中消退。摩天大楼依然存在着各种事故隐患,而且楼层越高隐患越大。上海金茂的一位负责人对记者坦言:最担心金茂大厦的消防安全,因为目前还没有人对金茂大厦里面的14000个阀门了如指掌。

      这栋中国第一高楼,也是中国第一危险的高楼,如果一旦发生危险,逃生、救援等问题都是难以控制的。从技术角度看,金茂大厦这栋超过300米的超高层建筑,可能容纳数万人,一旦发生事故,人员疏散极其困难。       

      由美国联邦紧急事故处理机构近日公布的一份研究报告显示,那些号称可以经得住地震的摩天大楼实际在面临强震或是内部失火时均有可能坍塌。人们绝对不愿意看到摩天大楼的悲剧一次一次的发生,很多摩天大楼的管理者都想破脑袋采取了不同措施。

      例如,日本的一些摩天大楼里开始使用灭火机器人,一旦发生警报,机器人可以替代人类消防员进入危险的火场灭火。但是这种机器人还没有救人的功能,指挥起来不太方便,所以只能用作小型火灾。

      而在最近美国国家标准与技术研究所提交了一份长达1万页的报告草稿中,明确指出了调查人员在检查了美国摩天楼里的电梯、消防系统、逃生楼梯等设施及应急预案后得出结论,提高摩天楼的安全防范措施十分必要。

      报告将美国现行的摩天大楼安全标准形容为“一个世纪前”制定的,因此无论在定期进行消防设施测试、安装防火装置、电梯性能和对楼内人员进行应急逃生自救训练方面都存在缺陷。

      美国的摩天大楼情况尚且如此,中国的情况又如何呢?记者走访了位于北京CBD的一些摩天大楼发现,所有的摩天大楼的管理公司对外宣称拥有安全逃生系统。而一位在国贸大厦工作的朋友抱怨,他的公司在国贸大厦里已经有3年的时间,可是他们从未接受过国贸大厦提供的逃生演习。而且,在楼道里安放的火灾逃生出路图,看得也是非常费劲。如果真的发生意外,等你花时间看懂了逃生图,估计也失去了逃生的机会。

      在网上的一项白领对办公环境担忧问题的调查显示,安全逃生被排在了第一位。专家称,排除摩天大楼本身设计问题不谈,安全逃生要建立在摩天大楼本身安全系统完备的情况下。按正常程序,我国摩天大楼的建设都要经过消防安全部门的批准,同时必须按照消防部门的安全标准进行设计。

      目前中国的摩天大楼很少有在建成以后,特别是在全面入住以后进行安全逃生演习的。这是目前中国摩天大楼最大的一个漏洞,而补洞的部门和物业并没有引起一定的重视。

      一位在北京某摩天大楼从事物业管理的赵先生向记者袒露了物业管理的实情。他说,如果发生意外后,在中国的摩天大楼里要想逃生并救援是一件困难的事情。首先不说我们安全设施不如国外,主要的问题还在于我们的管理方式和安全意识。认为在中国不可能出现像美国那样的恐怖袭击,至于内部火灾以防为主,不会经常训练发生意外时候的处理能力,这是一种被动挨打的想法,非常值得担忧。

      环境迫切需要改变
      美国希尔斯大厦总裁希尔斯曾经说过,入住希尔斯大厦将令你感到心旷神怡,但出于健康考虑,建议不要住得太久。而每天穿行于摩天大楼的城市白领在工作的压力下还要承受摩天大楼弊病给身体带来的损害。

      首先,日照及阴影。摩天楼大多无遮挡,白天日照时间长,辐射热量大,不同高度和不同方位的房间室内温度各不相同,造成空调负荷变化剧烈,冷暖气的调节比较困难。

      第二,风。风速是随着楼的高度增加而增大,处于风流场中的高层建筑,由于风速、风向和周围气流的变化,各个面都受到不同的压力,使高层建筑产生一定的运动,产生缓慢的偏移和围绕偏移位置的振动。这种振动能使主体结构开裂,围护结构遭到损坏,还使得居住者和工作者感到不适。

      第三,噪声。高层建筑本身有一些不可避免的特有噪声,如电梯、空调机组和冷却塔等工作时发出的声音。随着高度的增加,风速加大,风的呼啸声及碰到建筑上的撞击声也越大。

      最后,空间的压迫感。容积率过大,造成城市空间的畸形,使得城市空间狭窄压抑,看不到多少蓝天,看不到自然的东西,钢铁、混凝土、玻璃、石头,冰冷而坚硬,缺乏人情味和生命气息。

      钢筋水泥构筑的庞然大物未来如何与城市共存?国际知名生态建筑大师、马来西亚人杨经文认为:实现建筑与生态的融合,是未来摩天大楼的出路。他指出,可以把植被引入高层楼宇,在大型建筑里为人们营造生态栖息地。

      例如对高层建筑表面进行绿化;在屋顶上设置固定的不同角度的遮阳格片,以控制不同季节的阳光量;屋面做成屋顶花园及游泳池等。实践证明,这种生态化设计,既可节省运转能耗的40%,又创造了具有生态特征的建筑个性。

      前纽约首席城市设计师巴奈特提出,绿色应该成为一个大型工程、一个城市的基础设施。因热岛效应,大型购物中心周边温度要比附近高4摄氏度,但只要在购物中心建一个绿色停车场,就能将温度降下来。

      这些都是专家的设想,而摩天大楼带给人们身体危害的问题要利用目前的所能拥有的技术能来解决。例如空调换气系统,因为城市中的建筑物和工厂的烟囱,废气的排放高度在100米以上。这一高度正好是摩天大楼的普遍高度,如果风速不大,废气将会长时间停留在排放层。可以说此时的摩天大楼的空气并没有因为远离地面汽车的废气而变得清新。

      也是因为这一因素,摩天大楼使用空调系统来置换调节空气。在不用提供冷气和供暖的季节,为了通风的需要,也必须使用空调系统。这使得摩天大楼的能源消耗的费用大大的超出了普通高度的建筑物。

      所谓中央空调系统,是指对空气的参数进行调节的系统。具体讲,就是使室内空气的温度、湿度、流动速度、清洁度、新鲜度等参数维持在一定的水平,来满足人们对舒适环境的需求。

      在一项调查中发现,大多数在写字楼内的工作人员反映室内空气污浊、令人气闷、易疲劳、呼吸道不适,甚至感到窒息。这种症状被世界卫生组织定义为“建筑病综合症”。

      近年来还有大量文献报道过所谓“大楼并发症”和“多种化学物过敏症”,并引起与之相关的过敏性肺炎、气喘病和溶剂性脑病等病例。

      而导致上述情况的直接原因就是:室内新风量不足、室内有害气体和污染物。因此目前,新建的写字楼项目都设置了相应的新风系统。新风系统的目的就是冲淡室内的二氧化碳含量,供给人们正常生理需氧量,冲淡室内有害气体(甲醛等)和气味。

      新风量的大小是能够衡量写字楼室内空气质量的重要参考指标。通常人体对氧气的需要量,主要是与新陈代谢有关。对于从事中等强度作业的人来说,消耗氧气所需的最小新风量为7-10立方米/人小时。按冲淡室内有害气体和气味来确定新风量比较复杂,但就冲淡二氧化碳而言,每人每小时所需新风量为30立方米/人小时。

      因此目摩天大楼中的新风量标准都按照30立方米/人小时执行,也有部分新建项目为改善室内空气质量,引入的超大新风系统,从而为人们提供了更为舒适、健康的办公环境。