最近二三十年,中国建设了许多摩天大楼,当前中国最高的摩天大厦是位于上海浦东新区黄浦江畔的上海中心大厦,上海中心大厦建筑总高632米,其中建筑主体有118层,是中国第一高楼,世界第二高楼。
而比上海中心大厦更高的世界第一高楼是位于迪拜的哈利法塔,又叫做迪拜塔,建筑总高828米,楼层总数162层,它是目前世界第一高楼。
只要有人愿意投资,以人类目前的建筑技术,绝对能够建造出比哈利法塔更高的建筑物。目前处于在建状态的第一高楼也位于迪拜,名叫克里克塔,这栋摩天大楼完工后预计高度将达到928米。人类距离打破1000米的建筑高度更进一步了。
超高层建筑的起点是100米,1894年,世界上第一座超高层建筑“曼哈顿人寿保险大楼”在美国纽约建成,在此后的100多年时间里,全球经历了多次摩天大楼建设高潮。
那么随着人类建筑技术的发展和进步,未来人类能够建造高度超过1万米的大摩天大楼吗?楼最高可以建多高呢?
无论是高耸入云的山峰,还是高耸入云的摩天大楼,它们都有一个共同特点,那就是下宽上窄。之所以会形成或设计成这样,是为了分散压力。因为高度越高,山峰或者大楼的自重就会越重,底部承受的压力也会随之增加。但任何物质、材料和结构都有一个承压极限,因此必须要增大底部的受力面积,从而分散压力。
也就是说楼建的越高,底座就必须越大,这样才能避免头重脚轻。就算不考虑施工难度和建造成本,但考虑到地球曲率,摩天大楼的底座大小必然是有一个限度的,并且现实世界中能够用来修建摩天大楼的土地面积也是很有限的,这更加限制了发挥。
此外,考虑地球自身的重力强度,地壳也有一个承压极限。根据一些学者的估计,就算不考虑风化等因素影响,地球上山峰的极限高度也不可能超过海拔2万米。因为一旦高度过高,整个山体过重,底部承载山峰的基岩就会因为压力过大而发生滑动或者位移,从而使高山崩坏。
虽然地球山峰的极限高度是海拔2万米,但实际上很难超过1万米,放眼地球上,最高的山峰珠穆朗玛峰也只有海拔8848米。如果是在重力仅地球1/3的火星,那上面倒是可以轻松找到高度超过1万米的山峰。
虽然等体积下,楼的重量没有山的重量大,但这也会引发一个问题,那就是摩天大楼容易受到风的影响,风会使超高层建筑发生晃动,越到顶部摆动幅度越大,这是极其严重的安全隐患。以上海中心大厦为例,为了保证大楼的稳定,楼内就装了一个重约1000吨的风阻尼器。
任何建筑都有一定的施工周期,不是说只要人力、物力、财力足够就能够一秒钟建成。以哈利法塔为例,该摩天大楼占地52.6万平方米,历时六年,耗资15亿美元,才最终修建完成。
如果想要修建一个1万米高的摩天大楼,先不说以人类目前的建造技术能不能完成,保守估计没有数十年时间是修不成的,就算不考虑修建期间的通货膨胀,建造成本也至少要数千亿美元。这种超级工程,只有那些大国以举国之力才能完成。除了建造成本,其后期的维护和运营成本也是极高的。
综合考量之下,想在地球上建造一座垂直高度高达1万米的建筑,以人类目前的力量几乎是一件不可能的事。
实际上,以目前的建筑技术修建一个高度超过1千米的摩天大楼,其难度就相当的大。
高度超过1千米的超高层建筑,除了需要更大更重的风阻尼器,供电供水也是一个很大的问题,必须要单独为这座楼修建发电站、供水站,修建复杂的供电、给排水系统。并且,为了保证大楼后期的安全,避免发生倾倒或者下沉,修建高度超过1千米的大楼对修建地的地质条件有极大的要求,不是所有地方都能够修建那种超高层建筑。
更为关键的是超高层建筑存在很大的安全隐患,无论是消防安全还是抗震性,其都不如低层建筑。如果是数百米的超高层建筑上部发生火灾,就只能依靠建筑内部的消防系统了,因为目前全球还没有哪个国家的消防有能力灭这样的火。
对此,在2022年6月国家发改委印发的《“十四五”新型城镇化实施方案》中就明确表示“严格限制新建超高层建筑,不得新建500米以上建筑,严格限制新建250米以上建筑”。