薛求理

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■薛求理:同济风格今安在
                           

薛求理博士,1980年代起在上海工作,曾任上海交通大学副教授,英国诺丁汉大学博士后研究员,美国得克萨斯州立大学讲师,并在多间香港和美国公司任职。1995年起任教于香港城市大学建筑科技学部。读者在大陆、香港、英国和美国曾参与和主持四十余项建筑、城市、园林、室内设计工程,发表论著有一百余篇(本),其中包括双语著作《中国建筑实践》(1999)和《思考建筑》(2001)等书。


世贸中心为何一击即倒


当巨大质量的飞机挟着雷霆万钧之高速撞向大楼顶层时,大楼的受力形式与地震极其相似。



当飞机突入楼层时,该楼层的结构柱与核心被切断,楼上数层坍塌下来,那些承重抑或非承重部分又如何顶得住?因此骨牌效应(Progressive Collapse)般地,层层往下倒落。


另外,钢结构防火本来就问题重重。当燃烧的飞机泄下大量油火时,钢结构上下热量导通,迅速熔化。


人类用十几年的财力、物力和脑力筑起的现代摩天大厦,又经数十年之经营、管理和运作的金融堡垒,在突然降临的灾难中,竟是如此不堪一击。


世界贸易中心早在1960年初就开始筹划,1962年,交给当年五十岁的日裔美国建筑师山崎实(Minoru Yamasaki)的公司设计。在光盒子“密斯式(Miesian)”风格甚嚣尘上的1960年代,山崎实则一直在探寻一种典雅高贵的装饰手法,主要是将柱和结构处理成尖拱和花瓣等形状,这种典雅的结构用于天窗、中庭、室外构架等,他在美国各地及沙特阿拉伯设计的会议中心、办公楼、机场、学校建筑不断重复并推敲着这精细精美的主题,大受好评。


占地76000平方米


占地76000平方米的世界贸易中心直至1972年在纽约曼哈顿下城建成。大平台上共有7幢建筑,但主要是两栋110层高的办公楼。办公楼的标准层为60m×60m正方形,东层提供近3万平方尺的办公面积,是香港中环、尖沙嘴一般办公楼标准层的5到10倍。


其结构体系由中央的电梯管道筒井为核,外墙密排钢柱,柱与柱之间距离3.6m。这些密集的钢柱从下往上延伸,在9米高处合成哥特式的尖拱,然后修长地延伸到110层高,整个大楼外覆银白色铝板,细长的玻璃窗深深嵌在密集金属柱的深处,有突出的凹凸感,甚为典雅。


60m的楼宽本已够阔,但在410m的高度比例和密集修长竖线条的衬托下,世贸中心显得十分修长。


一幢瘦长的建筑,本是十分单调,但双塔对角排列却使建筑体量和视觉效果丰富起来。无论从曼哈顿窄街“峡谷”中上望,还是从隔岸河面远眺,春夏秋冬,晨昏暮霭,双塔总是处处生情、面面有姿。


在曼哈顿或其他商业中心繁乱的楼群,复杂的线条中,这种纯净的建筑语言,常常最为有力。曼哈顿的图景,总是这两幢大楼最先捉住观者的眼睛。其使用者、业主、租客和游客更给这双塔投下五光十色的象征和联想。


如此庞大硕高且看来固若金汤的大厦怎么会如此不堪一击?从工程和力学的角度,大致可以找出些原因。


当巨大质量的飞机挟着雷霆万钧之高速撞向大楼顶层时,大楼的受力形式与地震极其相似。二十年前,上海同济大学的教师用千斤顶从顶部侧端加载,将一幢五层高住宅楼推倒,以模拟测试大楼各部位在地震时的应受应力。当时,我作为学生助手参与这一试验。情形与世贸大楼相似,因此,当飞机撞向大楼时,大楼底部和结构必定受创严重。但这似乎并不是主要原因。


骨牌效应


当飞机突入楼层时,该楼层的结构柱与核心被切断,楼上数层坍塌下来,那些承重抑或非承重部分又如何顶得住?因此骨牌效应(Progressive Collapse)般地,层层往下倒落。


另外,钢结构防火本来就问题重重。当燃烧的飞机泄下大量油火时,钢结构上下热量导通,迅速熔化。


这种种原因在瞬间选加作用,按照普通建筑规范设计的世贸中心大楼,又如何抵挡得住?从电视中看见,它并不像台中地震那样,一幢大楼直直地整个倒下,而是迅速向下坍落、软化,轰然烟起,与旧楼爆破处理过程类似。第三座楼倒下则与平台地基下陷有关。世界贸易中心一直多灾多难,1993年遭受恐怖袭击时,所有人经楼梯往下撤离,历时三个半小时。据测算,人群在慌乱中行走每层楼梯需时110秒。这个速度莫说是飞机撞楼,连躲避一般火灾皆成问题。因此,香港近年在建筑规范中加了一条,每25层楼要加设避难层,以供人们暂避,等候救援。


无论香港、中国大陆、美国的电梯前多列明,火灾时不得使用电梯,普通使用者应使用楼梯逃向地面、天台或就近的避难层。电源熄灭,紧急发电机能启动工作,提供逃生通道标牌照明和消防员电梯上下。因此,世贸大楼遭袭起火后,消防员必首先冲入,搭消防电梯赶往出事楼层,火未扑灭,楼却塌下,消防员自然难逃生天。


建筑防灾学


十年前,建筑专业人士有鉴于建筑中各种事故频仍,倡立了“建筑防灾学”这门专题学科。防灾中有防火、防水、防地震、防蚁害、防电磁屏蔽、防室内有害气体积聚,防……种种防护措施都已陆续写入建筑规范,唯独没有“防恐怖主义”这一条。然而,物质构筑的大厦,纵使钢筋铁骨,又如何防得了仇恨、邪恶和毒辣的人心呢?


世贸中心落成的年代,正是美国高楼如雨后春笋般出现的年代。同时期在纽约曼哈顿落成的花旗银行总部大楼,因为省钱由焊接改为铆钉,在台风来临之际,差点酿成一场楼倒撞街的惨剧,当时从邻州抽调精壮焊工,秘密日夜赶工焊接,消防车、救护车枕戈待旦,幸免一场灾难。而今日,却难逃这一劫。


纽约街头,瓦砾烟云,凄风惨雨,残局不知何时可以收拾重整。建筑,可以是生活工作的器具,可以是繁荣财富的骄傲,可以是歌舞昇平的象征——因此,也可以是泄愤摧毁的首要目标。在香港、上海和亚洲高楼中的我们,心寒之余,不禁也感到楼板在微微震颤。


 
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