最近二三十年,中國建設了許多摩天大樓,當前中國最高的摩天大廈是位於上海浦東新區黃浦江畔的上海中心大廈,上海中心大廈建築總高632米,其中建築主體有118層,是中國第一高樓,世界第二高樓。
而比上海中心大廈更高的世界第一高樓是位於迪拜的哈利法塔,又叫做迪拜塔,建築總高828米,樓層總數162層,它是目前世界第一高樓。
只要有人願意投資,以人類目前的建築技術,絕對能夠建造出比哈利法塔更高的建築物。目前處於在建狀態的第一高樓也位於迪拜,名叫克里克塔,這棟摩天大樓完工後預計高度將達到928米。人類距離打破1000米的建築高度更進一步了。
超高層建築的起點是100米,1894年,世界上第一座超高層建築「曼哈頓人壽保險大樓」在美國紐約建成,在此後的100多年時間裡,全球經歷了多次摩天大樓建設高潮。
那麼隨著人類建築技術的發展和進步,未來人類能夠建造高度超過1萬米的大摩天大樓嗎?樓最高可以建多高呢?
無論是高聳入雲的山峰,還是高聳入雲的摩天大樓,它們都有一個共同特點,那就是下寬上窄。之所以會形成或設計成這樣,是為了分散壓力。因為高度越高,山峰或者大樓的自重就會越重,底部承受的壓力也會隨之增加。但任何物質、材料和結構都有一個承壓極限,因此必須要增大底部的受力面積,從而分散壓力。
也就是說樓建的越高,底座就必須越大,這樣才能避免頭重腳輕。就算不考慮施工難度和建造成本,但考慮到地球曲率,摩天大樓的底座大小必然是有一個限度的,並且現實世界中能夠用來修建摩天大樓的土地面積也是很有限的,這更加限制了發揮。
此外,考慮地球自身的重力強度,地殼也有一個承壓極限。根據一些學者的估計,就算不考慮風化等因素影響,地球上山峰的極限高度也不可能超過海拔2萬米。因為一旦高度過高,整個山體過重,底部承載山峰的基岩就會因為壓力過大而發生滑動或者位移,從而使高山崩壞。
雖然地球山峰的極限高度是海拔2萬米,但實際上很難超過1萬米,放眼地球上,最高的山峰珠穆朗瑪峰也只有海拔8848米。如果是在重力僅地球1/3的火星,那上面倒是可以輕鬆找到高度超過1萬米的山峰。
雖然等體積下,樓的重量沒有山的重量大,但這也會引發一個問題,那就是摩天大樓容易受到風的影響,風會使超高層建築發生晃動,越到頂部擺動幅度越大,這是極其嚴重的安全隱患。以上海中心大廈為例,為了保證大樓的穩定,樓內就裝了一個重約1000噸的風阻尼器。
任何建築都有一定的施工周期,不是說只要人力、物力、財力足夠就能夠一秒鐘建成。以哈利法塔為例,該摩天大樓佔地52.6萬平方米,歷時六年,耗資15億美元,才最終修建完成。
如果想要修建一個1萬米高的摩天大樓,先不說以人類目前的建造技術能不能完成,保守估計沒有數十年時間是修不成的,就算不考慮修建期間的通貨膨脹,建造成本也至少要數千億美元。這種超級工程,只有那些大國以舉國之力才能完成。除了建造成本,其後期的維護和運營成本也是極高的。
綜合考量之下,想在地球上建造一座垂直高度高達1萬米的建築,以人類目前的力量幾乎是一件不可能的事。
實際上,以目前的建築技術修建一個高度超過1千米的摩天大樓,其難度就相當的大。
高度超過1千米的超高層建築,除了需要更大更重的風阻尼器,供電供水也是一個很大的問題,必須要單獨為這座樓修建發電站、供水站,修建複雜的供電、給排水系統。並且,為了保證大樓後期的安全,避免發生傾倒或者下沉,修建高度超過1千米的大樓對修建地的地質條件有極大的要求,不是所有地方都能夠修建那種超高層建築。
更為關鍵的是超高層建築存在很大的安全隱患,無論是消防安全還是抗震性,其都不如低層建築。如果是數百米的超高層建築上部發生火災,就只能依靠建築內部的消防系統了,因為目前全球還沒有哪個國家的消防有能力滅這樣的火。
對此,在2022年6月國家發改委印發的《「十四五」新型城鎮化實施方案》中就明確表示「嚴格限制新建超高層建築,不得新建500米以上建築,嚴格限制新建250米以上建築」。