2023年9月 – 回望五柳村

原载世界建筑1980年第一期

人们惯于用摩天楼来象征美国。的确，美国是世界上最早建造摩天楼的国家，而且一直保持着最高的摩天楼的记录。目前芝加哥的西尔斯大厦(110层，442米)是世界上最高的建筑；纽约的世界贸易中心(110层，412米,)是世界上层数最多的建筑；亚特兰大的桃树广场饭店(70层)是世界上最高的旅馆；芝加哥的湖滨大厦(70层)是世界上最高的公寓；芝加哥的水塔广场大楼(74层)是世界上用钢筋混凝土结构建造的最高的摩天楼。美国摩天楼的建造技术达到了很高的水平。

但是摩天毕竟也只是美国建筑中非常少的一部分。目前，除纽约有200米以上摩天楼20余栋，芝加哥有150米以上摩天楼为数并不多，有城市甚至一栋也没有。尤其是近几年，反对盖摩天楼的呼声日高，加上经济不景气，摩天楼的建造放慢了脚步，倒是世界上其他一些人口密集的地区，如东京、香港、新加坡出现了建造摩天楼的热潮。在这种情况下，对美国的摩天楼作一些探讨是有益的。(下图，纽约世界贸易中心，可能为谢础先生于1980年摄）

　

几种摩天楼

摩天办公楼

美国的1970—1975年，曾计划建造一批办公楼，其中仅纽约曼哈顿区就有452万平米，世界贸易中心就是这批办公楼计划中的一部分。设计要求在曼哈顿南端7公顷的地段上，布置这座120万平米建筑面积的世界贸易中心及其它四栋建筑。总建筑师山崎实说，他发现这座建筑如此庞大，以致最后只能从一百个方案中选中高110层，63米见方的双塔方案，留出2公顷的空地布置广场，为那些整日拥挤在大城市的人们提供一个可以稍事休息的地方。

世界贸易中心有84万平米的办公面积，分租给世界各国八百多个厂商，还设立了为这些单位服务的贸易中心、情报中心和研究中心。在底层大厅及44、78两层高空门厅中，有种类齐全的各种商业服务性行业，107层设快餐厅，顶层能远眺72公里外远处，专供游览之用。地下，有停车2000辆的车库，并有三条铁路线在此经过并设站。这是一个服务设施齐全的办公城。

在美国的摩天楼中，绝大多数是这种类型，只是规模较小。这种摩天楼上下班时人流非常集中，如世界贸易中心有五万工作人员，尽管上下班的时间已错开了一小时，仍然非常拥挤；另一问题是这种摩天楼一般都成为该地区的主要街景，但一到晚上，人走楼空，一片漆黑，影响市面繁荣景象。

这种摩天办公楼，一般都另租给各个企业事业单位使用。这些单位大小不一，使用要求也各不相同，因此要求平面布置有最大的灵活性。帝国州大厦采用5.4×7米的柱网，给办公室的分隔及布置造成一定的限制与不便。世界贸易中心，分别采用18.3米(长边)和10.7米(短边)的桁架支承在内筒和外筒上，使标准层内没有内柱。西尔斯每个方筒为22.68米见方，其间变不再设内柱。租用单位可根据需要自行分隔。

综合性摩天楼

为了克服以上问题，出现了一种多功能的综合性摩天楼，如芝加哥约翰·汉考克大厦。它位于商业和旅馆区中心一处1.4公顷的地段上，建筑面积26万平米。它是一栋逐渐向上缩小的百层矩形塔楼。由于土质不好，设计了满堂红的浅筏基础，因此将1200辆车库布置到6—12层，6层以下及44…45层的高空门厅内均设有商店及游泳池、棒球房等。13-41层为办公室，46-92层为餐厅、了望及电视台。如果实际上确能使在此办公的人们就近居住在上面的公寓内，免除上下班的和途奔波，那可算是一种比较理想的城中之城了。

商业、行政及居住这三种不同的功能，对建筑的进深有不同的要求，这是综合性摩天楼设计中不易处理的问题。翰·汉考克的设计者们，很巧妙的将它设计成上小下大的截锥形，其锥度是用计算机求出的最佳值，使三者都获比较适宜的进深。

与约翰·汉考克大厦毗邻的水塔广场大楼也是一个综合性的摩天楼。地下四层车库，地上1-7层为商店，8-9层为办公楼，12-31层是拥有450套客房的瑞兹·卡尔登旅馆，33-73层为有260单元的公寓。这栋摩天楼的特点是商业、办公、旅馆、公寓为几个互相独立的部分，各有单独的对外出入口，就像把几栋毫不相干的建筑叠置在一起，徒然地加了许多均匀效的垂直交通，是不值得称许的。

摩天旅馆

在美国，近来还发展了一种以旅馆为主的摩天楼，由于这种大型旅馆能够提供高质量的娱乐及各种服务，因此也颇受欢迎，仅华盛顿在1974-1975年一年内就建造这种大型旅馆15栋，其中有五栋超过45层。

世界上最高的旅馆亚特兰大桃树广场饭店，中间高矗着一幢70层的圆形塔楼，顶部三层是能旋转的餐厅，下面有56层客房，再下是两层会议厅。10根7层高的支柱和中心电梯井，把整幢塔楼支撑起来。公用部分设置在一个7层的矩形其座内，包括游泳池、宴会厅、夜总会及各种餐厅、商店。圆塔与基座间有一内庭作为过渡。建筑师波特曼将其设计成不仅是一个供住宿的旅馆，而且是一个提供各种娱乐及豪华享受的游览胜地，一个社会活动的中心，使客房达到相当高的营业额。

摩天公寓

近来，在美国的大城市中，也建造了一些摩天公寓，不少人对此提出非议：没有花园，不敢让孩子出去玩，会影响孩子智力的发展，上下不便一些流氓常利用电梯作案……从居住条件来说，最好是住在郊区的花园洋房中，但目前在美国的某些大城市中，只有中等收入以上的家庭能办到，在城市中心区建筑密度特高的情况下，用摩天楼来代替贫民窟未始不是一种改善。部分没有迁至郊区的中等收入的家庭也有住进摩天公寓的，因为在中心区的低矮的住宅中，除了阳光被遮挡，交通噪声也是件伤脑筋的事。

这种公寓一般设计成20-30层。世界上最高的公寓是芝加哥的湖滨大厦，高70层，196米。居住部分有65层，下面一层挑空，接着是两层商店，屋顶层是餐厅。塔楼旁有容量为700辆的四层车库。

芝加哥还有一组摩天公寓很引人注目，那就是玛利那双塔。它是60层179米高的两个圆形塔楼，上部40层为公寓，包括256套单室户，576套二居室户和64套三居室户，每户有一至二个阳台，使圆塔的外观像两穗玉蜀黍。这是供低收入家庭租用的，交通辅助面积很少。建筑下部19层为车库。双塔旁有一幢十层的大楼，内有办公室、游泳池、溜冰场和影院、礼堂和商店，这组建筑组成功能齐全的“玛利那城”。

　

造型

开始，人们按照传统方式设计摩天楼，将几幛扁平的长方体重叠在一起，成为板式摩天楼。这种形式对高度超过70米，主要荷载为侧向水平风力的摩天楼来说是不适宜的。高度超过70米的摩天楼多采用塔式。

世界贸易中心是方表塔楼，水塔广场大楼是矩形塔楼，洛杉矶美国广播公司大厦是三角形塔楼，桃树广场饭店是圆形塔楼。这是四种基本的塔楼形式。在美国以矩形塔楼(长短边相差不超过一倍)建造得数量最多。圆形塔楼比方形可减少风压约40%，它的外墙面积最小，面积利用系数最大，但施工较为复杂。圆形塔外观显得轻巧活泼，太阳下玻璃幕墙会发出耀眼的光辉，适宜于旅馆等商业性摩天楼。矩形和方形塔楼以端庄取胜，施工简便，适宜办公及公寓类型的摩天楼。三角形塔楼外墙面积较大，有效面积较小，施工也较复杂，一般只在地形环境有特殊要求时采用。

十字形的旧金山松树街大楼是由方形塔变化而来，酢桨草叶形的芝加哥湖滨大厦是由三塔变化而来，玛利那公寓是双塔，洛杉矶好运饭店是五塔群。以上所举，都是上下一样大的柱状塔。从抗水平风力来说，锥状塔才是最有利的形式，但锥状塔的施工比较复杂，很少采用。旧金山伦斯玛利卡大楼是方形锥状塔。约翰·汉考克大厦则是截去尖顶的矩形锥状塔，这比矩形柱状塔可减少10-50%的侧移。西尔斯大厦考虑到锥状塔在抗风中的优越性，又考虑到其施工的复杂性，在设计中选用了九个方筒分段截去的办法，是值得称许的。约翰·汉考克大厦由于采用了向上收缩的体形及巨大的X形风撑，被称作“重技派”的代表作。其优点是单位面积用钢量比世界贸易中心少20%，采光面积却大得多，即使在巨形风撑交叉处，采光面积也可达到世界贸易中心的水平。缺点是施工不方便；立面巨大的风撑，给人一种犹似构筑物的感觉。

“树大招风”。为了防风，摩天楼出现了各种形式，它们都有共同的特点，那就是基本上均衡对称，接近方形，各方向的刚度接近，抗风性能好。由于要争取尽量多的自然光线，建筑的边长不太大，而高细比较大。

摩天楼在构成城市的轮廓线中的着十分重要的作用，这种作用是只能在远处或高处才能感受到的，因此关键是大的几何形体及比例，还有幕墙的光影效果，装饰是次要的。

战后摩天楼大多用玻璃幕墙，处理极为简洁。密斯在1919-1921年曾提出两个玻璃摩天楼的方案图，全部用玻璃做外墙，整个建筑像是个透明的盒子。密斯认为在框架结构的建筑物上，外墙不再承重，完全可以用玻璃作外墙，显示出内部巨大的钢架和结构体型。但是他的这个理想，到50年代才开始逐步实现。1952年SOM事务所设计的纽约利华肥皂公司大楼，高22层，开创了全部玻璃幕墙高层建筑的先例，竞相效仿。密斯本人也在1956-58年间建成了纽约西格兰姆大厦，实现了他自己的愿望。

西格兰姆大厦38层，高158米，建筑正面五间，侧面三间，柱距8.54米。首层向里缩进，形成三面柱廓，顶层为设备层，外观略有变化。建筑物的主体部分处理完全相同，非常简洁，曾对一些摩天楼设计产生影响。

山崎实设计的世界贸易中心，地面层柱距为3.06米，柱断面为800×800毫米，至第九屋一分为三，变成为柱距1-0.2米，柱断面450×450毫米的密柱，酷似挺拔的钻天杨，给人以轻快向上的感觉。山崎实设计的西雅图IBM大厦，标准层是成片的幕墙，地面层是透空的巨大券洞。强烈铁虚实对比把入口衬托出来。旧金山铝业中心行政大楼由于抗地震的要求，外框架设计成网状结构，整个标准层外墙形成一个巨大的花饰，它的地面层却非常简单，设计成不加任何修饰的大跨度梁柱，通过这种繁简的对比，入口显得非常突出。

近来反射玻璃和镜面玻璃幕墙的发展，更使摩天楼的造型艺术增添了光彩，趋于纯净的建筑，没有多余的线条和装饰，然后在青铜色、灰色、茶色等任凭选择的反射玻璃或镜面玻璃幕墙上，映出变幻的天空，云彩之下整幢建筑“消失”了的幻觉(洛杉矶CNA大楼)，使摩天楼的造型艺术达到前所未有的趣味盎然的境地。然而这些幕墙却并非为装饰而设，它之所以能存在和发展，首先是由于实用与经济价值，这点将在后面谈到。

　

垂直交通

摩天楼中，大量人流都是垂直方向运动，垂直交通的设计便成了很重要的问题。在高层旅馆或公寓中，由于人流基本上分散，电梯和楼梯的数量相对少一些。60层的玛丽那双塔，各设电梯三部和楼梯一部，公共交通面积占总建筑面积的17%。至于摩天办公楼，因为工作人员多，上下班集中，再加上来访和观光者，交通量很大。64层的美国钢铁大厦，平面三角形，设54部电梯，再加上一些必要辅助房间，中心交通枢纽占总建筑面积的26%左右。

世界贸易中心双塔共有办公人员五万，每日来访和观光者约八万，（世龙按：2001/09/10 CNN报道：日均15万人）每塔各设100部客梯和4部货梯。底层大厅、44和78层高空门厅把整个垂直交通分成三个区段，从底层大厅分别有11或12部调整直达电梯通至高空门厅，再由此转乘在区段内运行的电梯，到达目的层。这些电梯分成若干组，先快速行驶若干层，再逐层停靠。此外，还有五部高速直达电梯由底层门厅直达107和110层的餐厅和了望厅。乘坐电梯包括转换电梯时间在内，最多不超过两分钟(快速电梯速度为486.5米/分，每部电梯限员55人)。由于采用了这种办法，104部电梯只需要56个电梯井，使中心交通枢纽面积仅占建筑面积的27%。如果不采用这各办法，中心交通枢纽面积将达到40%以上。

西尔斯大厦的电梯布置方式与世界贸易中心类似，仅增加了一组从底层直至顶层的每层均可停靠的电梯，作为一种补充。

皮士顿约翰·汉考克大楼的电梯又有不同。这座60层的大楼用的是双梯厢电梯，以此减少电梯停靠次数及提高电梯井的效率(一井相当于两井)。全部电梯共分成1-16层，15-26层，25-36层，35-48层，47-60层等五组，每组只停靠在相应的层数上。例如最后一组从底层直达4层后再开始逐层停靠。奇数层由门厅乘电梯，偶数层由门厅的夹层乘电梯，门厅与夹层间有滚梯连接。

上述两处办法都可以节约电梯的面积，并加快电梯行驶的速度。但是不熟悉的人容易错乘，因此电梯厅里都有明显的标志。

美国近年来在旅馆及商业性摩天楼中，发展了透明井壁的电梯，桃树广场饭店70层的圆塔旁贴附着从内庭直达屋顶餐厅的透明电梯，乘坐电梯成为一种观赏海滨美景的享受，为饭店招来了不少顾客。夜晚，电梯闪烁着彩色灯光忽上忽下，也给城市夜景增添了情趣。

结构

即使在建筑设计上尽量选用合理的型体，但水平风力(在地震区还有水平地震力)仍是摩天楼的主要荷载。二、三十层以下的建筑采用框架结构是合适的，高于三十层的建筑，如西雅图第一国家银行、芝加哥市政中心及纽约曼哈顿银行等，均因不恰当的选用了框架结构，用钢量随高度而猛增。在框架结构中加进剪刀墙来抵抗一部分或大部水平风力是摩天楼结构形式的一个进展，往往利用电梯井、楼梯间等作成内核，这种形式适合于四、五十层以下的摩天楼。层数再高，有限的内核已不足以承受更大的侧向力，因而发展了空间管筒悬臂结构的新形式，标准石油公司大楼和世界贸易中心，虽然有电梯井核心，但并不考虑承受水平力，全部水平力都是由密集的外柱和梁组成的筒来承受的，因此又称空腹筒。约翰·汉考克和束筒是由垂直桁架组成的外筒。筒中筒和束筒则比空腹筒能抗御更大的水平力，因而可以盖得更高一些。采用不同的结构体系，其结构材料用量也有较大的出入。102层的纽约帝国州大厦，采用的是框架剪刀墙结构体系，用钢量为206公斤/平米，而层数较帝国州大厦还高七、八层的西尔斯大厦和世界贸易中心，因分别采用束筒和空腹筒的结构体系，用钢量却比帝国州大厦分别降低了20%和10%。比帝国州大厦仅仅少三层的芝加哥约翰·汉考克大厦，除采用了管筒结构外，还采用了X形风撑及随高度逐渐缩小的截锥形等抗风措施，因而用钢量比帝国州大厦竟降低了30%，仅145公斤/平米，比60层的第一联邦银行大楼还少22%。

法兹努·肯根据这种情况，总结出不同层数摩天楼的最佳钢结构形式如图所示，图中除注明为建议方案外，其它各种形式都是根据实际资料总结出来的。如按图示的最佳方案选择结构形式，用钢量基本上接近图中虚线的数字，与图中实线所代表的按五跨钢框架结构设计的用量相比较，在40-60层时可节约20%，80层时节约37%，100层时节约00%，可见筒体结构对80层以上的摩天楼来说效果是十分显著的。

在运用钢筋混凝土结构抗水平风力方面，也取得了很大进展。一处办法是将电梯井等核心筒用钢筋混凝土建造，用滑模提升法施工。例如玛利那双塔的钢筋混凝土核心筒，承受了70%的水平风力，使钢用量大为降低。此外，要引人注目的是近的来高强混凝土的应用，出现了一批层数较多的钢筋混凝土结构的摩天楼。1975年，芝加哥用钢筋混凝土建造中连地下部分在风共79层的水塔广场大楼。1-25层采用压强为630公斤/平方厘米的混凝土柱，25-40层为523公斤/平方厘米，其上为420公斤/平方厘米，其上为420公斤/平方厘米压强的混凝土柱。这一来，各层的柱断面可以保持不变，模板可重复使用，底层不致出现巨大的混凝土柱而影响空间的有效使用。采用高强混凝土还有助于选择钢筋混凝土的最佳配筋量。例如在一定柱断面和一定荷载下，如采用420公斤/平方厘米压强的混凝土，配筋需相当于柱截面的4%，而采用630公斤/平方厘米压强的混凝土，仅需配1%的钢筋。目前芝加哥已有六幢建筑采用了高强混凝土，这对建造摩天楼无疑开创了一条节约钢材的途径。

风压不仅成为摩天楼结构的主要荷载，而且由于风引起的震动还能使结构因疲劳而破球，或者使外墙及装修损坏，使人产生不舒适的感觉。因此与风作斗争的另一方面就是要尽量减少风压引起的振动。

西尔斯大厦高442米，顶部设计风压为305公斤/平米，允许位移(振动时允许产生的振幅)为建筑高度的五百分之一，即900毫米，建成后在最大风速时实测位移为460毫米。

世界贸易中心顶部按225公里/小时的风速计算，顶部风压为400公斤/平米，允许顶部位移也是900毫米，建成后在最大风速时实测顶部位移为280毫米。

世界贸易中心在最大风速时，顶部位移比西尔斯减少约40%，主要是因为它在第7至107层的一百层中，每层的桁架下弦都安装了100个减振器。减振器的原理是：当风吹向建筑时，减振器产生变形，弹性材料由于变形而将势能变为热能，从而使振动减弱。

虽然世界贸易中心及西尔斯大厦实际位移都在允许范围之内，便减振仍然是有好处的，因为它能避免敏感的人产生舒适感，而且对防止结构疲劳，对窗及幕墙的维护也有好处。但装置这种减振毕竟要花钱，现在一些建筑师注意到在设计时寻求不花钱的减振办法。早期的摩天楼，由于墙面装修及各种线条的立面处理，以及墙体用较重的材料，使结构增加了质量和阻尼，从而减少了一部分振动。后来摩天楼的立面趋于筒化，墙体越来越轻，尤其是玻璃盒子式的摩天楼，表面十分光滑，设计时就要设法增加空气动力阻尼，来减少结构振动。例如匹兹堡的钢铁大厦，平面为三角形，建筑师在设计时将其三个角切去，使在受同时产生湍流而增加阻尼。芝加哥玛利那双塔花瓣形的阳台，对增加阻尼也是有好处的。

　

气候环境

在拥挤的大城市中，为了争取阳光，空气和绿地，建筑向高处发展，因此人们一般认为摩天楼的气候环境是好的，但事情并不是这样，摩天楼好的气候环境是需要花许多代价来创造的。

大城市的街道，交通工具放出废气污染空气，因此多层建筑的条件比低层好些，但层数到达30层左右，或高度到达百米左右时，情况就开始向反面转化。因为城市中多数建筑及工厂的烟囱，大多将废气排到百米左右的天空，在风速较大时，通过空气的扩散作用，废气的浓度不致太高，但在无风或风速减不，大气呈稳定状态时，扩散作用很小，这些废气长期停留弥漫在空中，空气的污染程度要比地面恶劣得多。这是一般摩天楼不用自然通风，一年四季都采用空气调节的原因之一。这样一来，春秋季本来是不用制冷或供暖的，但由于换气的要求仍要送我，而且为了抵消室内的余热还需部分制冷量，这就大大增加了能量的消耗。

在冬季，摩天楼的居民能够更多地享受太阳光的照射，这无疑是一大优点。但在夏天，摩天楼往往鹤产鸡群，四周没有遮挡，从早到晚都暴露在日光下，要消耗许多冷气。摩天楼四周低矮建筑的屋项，还要向摩天楼辐射大量的热。有人测定，这种辐射热可达10-20千卡/平米·小时，是一个不容忽视的热源。在冬天，在一般低矮的建筑中，由于互相的辐射，热损失可以不计，但对鹤立鸡群的摩天楼来说，只的热辐射损失，而没有来自其它建筑的热辐射收入，因此，热损失有时可达100千卡/平米·小时，弄不好室内可产生结露现象。由于以上种种原因，外墙的热功性能，对摩天楼的使用及经济有着十分重要的意义。据美国一幢43层的办公楼的经济分析，空调设备占总投资的20%，空调运转维修费占年总运转维修费用50%，占租金的1/4左右，是一笔不小的负担。

摩天楼的外墙，自摆脱了承重的功能变成单纯的维护结构以后，由于增加自然采光以及减轻结构荷载的需求，往往设计成琉璃及轻金属的幕墙。但单层的透明璃璃(厚3·19毫米)要透过83-90%的热量，双层透明玻璃(每层厚3-6毫米)也要透过80-82%的热量。因此近年来发展了反射玻璃和镜面玻璃幕墙，其作用是将外来大部分辐射热反射回去。单层反射玻璃仅透过热量的14-34%，双层反射玻璃仅透过9-20%，大大有利于节约能源及改善室内环境。不要求透光的玻璃可在内表面涂陶磁或贴玻璃纤维和铝箔，也可以同时采取这两种措施。双层玻璃时，外层可用透明玻璃或带色玻璃加陶磁涂料，内层采用加涂料的玻璃。单层反射玻璃幕墙每平米约合170-200美元。

　

防火

一般消防救护设备所能达到的高度是有限的，如云梯一般只能达到35米高度。因此，对摩天楼来说，必须依靠建筑本身设置的消防设施来进行自救，城市消防队只能作为一种补充的手段。

下面我们先介绍两幢百层大楼的消防措施及其在火灾时的效果。

世界贸易中心的钢结构露明部分喷涂5毫米厚的石棉水泥防火层，核心筒设计成用防火墙及防火门包起来的安全防我，安全区内有消防龙头供消防队使用。有效容积为18500公升的消防用水贮水罐安装在机械层内，在核心筒中还的排烟竖井。楼内还安装了消防报警系统。1975年2月，大楼第11层将火势控制住，建筑物钢结构未受损害，但各种管线破坏较大，估计损失一百万美元。

芝加哥的约翰·汉考在大厦是钢框架结构，在钢结构外喷涂了石棉防水层。楼板是钢筋混凝土，外墙是玻璃及6毫米厚的铝箔幕墙。仅在建筑的某些部分，例如95和96层的厨房、餐厅、休息室等处设置了消防喷洒器和热感知器。火灾时感知器发出的警报讯号传向16层的工程师室。消防水系统由6个在底层的升压机和4个在顶层的升压机以及各层的灭水泵组合起来。1972年某日清晨，大楼第96层起火，因在过道设置了防火门，火没有水平方向蔓延，而是通过开敞的楼梯烧到第95和97层。由于警报和消防系统不完善，等到城市消防阳直到，已酿成大火，创造了世界上建筑最高位置严重火灾的记录。

世界贸易中心建成后两年，约翰·汉考克大厦建成后四年，即相继发生严重火灾，告诉我们火灾是不可幸免的。

从这两起火灾还可以看到，地摩天楼建筑中，保证构件和材料的耐火等级，采用非燃烧材料，对钢结构外露部分喷涂石棉防火层，采用防火墙及防火门等划分防火单元，核心筒采取防火及排烟措施等，是多么重要。正是这些措施，使两幢百层大楼在严重火灾的情况下火热未能蔓延至全楼，结构未受破坏。但从这两次大火来看，这两幢摩天楼消防系统的自动化程度还有许多不足。对这样巨大的摩天楼，完善的消防探测报警系统和自动化的喷洒消防系统是有必要的，花费这笔投资是合算的。

1974年建成的西尔斯大厦，防火设计是在芝加哥市消防部门的协助下进行的。除了上述的一般防火措施外，消防喷洒器可将水洒至大楼内的任何地方，各房间及管道内部装有烟感知器扩报警器并有电子控制的消防中心，同时还组织了专门的消防队。这被认为是理想的消防系统，但尚未经受火灾经验。

据报导，美国西雅图大楼采用电子计算机控制的报警、排烟、指挥疏散和自动灭火系统。防火中心的工作人员只须看显示屏就可以知道楼内着火部位，着火区气流方向，邻近的安全区和电梯、楼梯位置。着火楼层的平面图将通过幻灯片自动投射到一个银幕，而另一投影幕将指示出已经采取的自动措施和有待采取的人工措施。西雅图大楼还能作到楼内一个区域着火时，其它区域的人员不用疏散，甚至可以坚持正常的工作和生活，确能如此，那就是摩天楼居民的福音了。

但是一般来说还不能对防火问题抱这样乐观的态度。从目前情况看，自动喷洒系统的灭火性能是好的。美国曾对1925-69年间67000多起火灾使用喷洒器灭火成功的占57.2%，仅用喷洒器控制火势，再用其他设备灭火成功的占39%，合计成功率为96.2%。但是要使喷洒器的喷洒面能布满全部建筑面积，一次投资是很贵的。

至于火灾探测器的效果，就不那么理想。原因是火灾多发生地晚上，人已熟睡，而且探测器探知火灾时已滞后一段时间，火灾产生的烟雾，尤其是塑料制品在燃烧时产生的毒气，往往在受难者尚未被警铃惊醒就已被薰昏过去了。

摩天楼因为高，烟囱作用特别强烈，一旦着火，火热有可能很快蔓延至全楼。在集中了成千上万人的数十层大楼内，一旦发生火灾，要全部通过底层的出口将人员完全迅速疏散出去几乎是不可能的。加以近来建筑内塑料制品日多，塑料在燃烧的过程中放出大量毒气使人窒息。因此在消防设计中，必须妥善考虑有个暂时防火防烟的避难环境，否则就不可能达到安全疏散的目的。一般把这种暂时避难区设在机械层内。在通向底层的疏散口被切断的情况下，屋顶可考虑作为一个补充的安全出口，用直升飞机进行球援。巴西圣保罗31层的安得拉斯大楼火灾，用直升飞机在屋顶上救出了410人。西尔斯大厦在不同的高度有数个屋顶平台，对安全疏散有一定好处。

从美国的情况来看，层数较多的摩天楼，一般对防火问题比较重视，防火设施也比较齐全。问题倒是那些层数不算太多的摩天楼，一般没有完善的措施，但其高度已超出城市消防系统的有效工作范围，一旦着火后不堪设想。例如美国一座15层的饭店发生火灾，使119人死亡，100人受伤。这样的教训一定要引以为戒。

　

一点看法

前面谈到了摩天楼的一些情况，概括地说美国在摩天楼的技术水平上是高的，防火等关系到人身安全的问题，只是付出一定代价，在技术上也是可以解决的。西尔斯大厦的设计得汉兹努·肯说：“今天造190层的建筑已经没有任何实际困难。要不要盖摩天楼或在城市里如何处理摩天楼，那并不是工程问题，而只是个社会问题。”山崎实在讲述把贸易中心设计成这样庞大的摩天楼时，也是首先强调通过大协作，人们的才能将得到极大发展这个社会学上的理由。反对盖摩天楼的人，首先也是从社会学的角度来提出问题。例如前面提到的影响儿童智力发展的问题，利用电梯犯罪的问题，心理学上的问题，等等。这个问题争论的双方都有一定根据，恐怕一时也不会得出结论，还有待进一步的社会实践来解决。

不过在一些大城市中，看来摩天楼还是会盖上一些的。问题是在目前摩天楼的建设中，技术与经济的矛盾需要进一步妥善解决好。目前的情况是，一些摩天楼中各种保证使用及安全的措施比较齐全，费资甚钜。世界贸易中心计划投资2.5亿美元，十年下来总投资达9.3亿。最近《日本经济周刊》登载了被誉为日本的骄傲的东京“阳光大楼”，已负债200亿日元(工程投资为128亿日元)濒于破产的消息，均属此类。

另一些摩天楼由于投资有限，不可能保证使用及安全所必须的技术条件所设备，这样建成的摩天楼隐患甚大。今年6月，纽约威期塔哥大楼火灾，熊熊烈火使消防队员无法接近，125名队员被薰昏倒，致使300个美国摩天楼的业主对摩天楼的安全感到沮丧的消息，就很能说明问题。因此，在尚未解决技术与经济这对矛盾以前，摩天楼不宜多盖，更不要在经济条件保证的情况下，贸然动工兴建，否则后患无穷。

参考书目

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4.Han.F.Multi-Storey Buildings in Streel.Granada,london.1978

5.Schueller,Wolfgang.High-Rise Building Structures.John Wiley &Sons, New York.1977

6.National Fire Protection Association. High-Rise Building Fires and Fine Safety.NFPA Boston