1、”廣州塔技術(shù)細(xì)節(jié)，廣州塔”技術(shù)細(xì)節(jié)2011年01月26日設(shè)計(jì)者海默爾夫婦是在荷蘭阿姆斯特丹家中的廚房，完成了第一個(gè)塔的模型。他把一些彈性橡皮繩綁在兩個(gè)橢圓形的木盤(pán)之間?！爱?dāng)我開(kāi)始旋轉(zhuǎn)頂部橢圓的時(shí)候，一個(gè)復(fù)雜的形狀出現(xiàn)了！我開(kāi)始激動(dòng)起來(lái)，從這個(gè)簡(jiǎn)單的想法開(kāi)始，我們把它發(fā)展成一個(gè)建筑物?！薄半娨曀膶徝榔谝呀?jīng)延續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間。歷史上的摩天建筑都很陽(yáng)剛，棱角分明，簡(jiǎn)潔沉重，樓層重復(fù)，而我們?cè)O(shè)計(jì)的電視塔曲線輕盈，空間和樓層平面的尺度具有多樣性，具有陰柔的感覺(jué)，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是性感和復(fù)雜兼?zhèn)洹！瘪R克海默爾把自己的設(shè)計(jì)定位為“女性化”“有點(diǎn)像是女式禮裙”。這個(gè)靈光一現(xiàn)的設(shè)計(jì)，在2004年廣州舉辦新電視觀光塔的

2、的競(jìng)標(biāo)中，從14家國(guó)際競(jìng)標(biāo)者中脫穎而出。那時(shí)候，廣州塔具備了現(xiàn)在的基本特征：塔身和天線桅桿總高610米（后因航空要求縮短10米）,用數(shù)十根柱子連接的兩個(gè)橢圓平面，以及腰部扭轉(zhuǎn)的形態(tài)。建筑設(shè)計(jì)師的詩(shī)意，要在珠江邊屹立起來(lái)，轉(zhuǎn)動(dòng)城市的風(fēng)水能量，需要工程技術(shù)上的嚴(yán)謹(jǐn)表達(dá)?！耙话愕乃际潜容^單一對(duì)稱的形式，下面大一些，上面小一些，比較常見(jiàn)，但是我們完全把塔的概念突破了，它是一個(gè)扭轉(zhuǎn)不對(duì)稱的形式，這個(gè)形式是非常獨(dú)特的，這也是塔在概念上的很大突破。”桌上放著水晶廣州塔模型，對(duì)著南都記者，趙宏，奧雅納工程顧問(wèn)公司深圳分公司的副總工程師，熟練地開(kāi)始了他五年來(lái)無(wú)數(shù)次演示中的一次。作為一名結(jié)構(gòu)專家，他有20年的

3、工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，主要參與的項(xiàng)目包括上海靜安嘉里和北京央視住樓。這次，他是廣州塔項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)總負(fù)責(zé)人。建筑設(shè)計(jì)師的詩(shī)意，要真正如他描繪的那樣，在珠江邊屹立起來(lái)，轉(zhuǎn)動(dòng)城市的風(fēng)水能量，需要工程技術(shù)上的嚴(yán)謹(jǐn)表達(dá)。趙宏從這里開(kāi)始，進(jìn)入這個(gè)故事。腰到底能多細(xì)塔的腰圍一直在變化，最后確定了一個(gè)能夠保證結(jié)構(gòu)安全的核心筒大小，在腰部，這個(gè)內(nèi)筒跟外筒之間只有1米到15米不等。阻尼器示意圖：兩個(gè)鐘擺式金屬球用來(lái)緩和天線的擺動(dòng)，而消防水箱則用來(lái)減少塔體振動(dòng)的加速度。海默爾夫婦的荷蘭IBA事務(wù)所才開(kāi)業(yè)5年，默默無(wú)聞。他們的設(shè)計(jì)非常新穎，但單單如此，沒(méi)有把握中標(biāo)。他們因此聯(lián)系了阿姆斯特丹的奧雅納工程顧問(wèn)公司(ARUP)尋

4、求合作，奧雅納是全球著名的工程公司，當(dāng)時(shí)正在進(jìn)行鳥(niǎo)巢、水立方項(xiàng)目等奧運(yùn)設(shè)施的建設(shè)。雙方的聯(lián)合，是IBA出設(shè)計(jì)方案，奧雅納提供具體工程方案，評(píng)標(biāo)過(guò)程中，廣州市設(shè)計(jì)院加入合作。荷蘭建筑師做到方案階段，結(jié)構(gòu)和機(jī)電工程由奧雅納從方案階段做到初步設(shè)計(jì)，把設(shè)計(jì)成果給廣州市設(shè)計(jì)院做施工圖。三方在每個(gè)階段角色不同。當(dāng)“小蠻腰”方案入圍最后三名決選，海默爾夫婦剛剛迎接二女兒的出生。然而，即便是他們有經(jīng)驗(yàn)的合作伙伴，此時(shí)也對(duì)這個(gè)方案相當(dāng)懷疑?！坝?jì)算機(jī)可以形成各種各樣的形狀，這個(gè)形狀能不能站立起來(lái)，由什么組成，性能是什么樣的，這些最初是完全不知道的?！壁w宏告訴南都記者，“在概念競(jìng)賽的時(shí)候認(rèn)識(shí)還是很粗淺的，完全是從建

5、筑的角度給人家看，后來(lái)隨著塔的結(jié)構(gòu)和建筑之間的互動(dòng)，一步一步把它每一點(diǎn)怎么實(shí)現(xiàn)進(jìn)行落實(shí)，到了方案的后期信心才慢慢建立?！睆V州塔的構(gòu)成：上下粗細(xì)不變的混凝土核心筒加上鋼結(jié)構(gòu)的外圍筒,后者由24根扭轉(zhuǎn)的柱、46個(gè)傾斜環(huán)梁和起支撐作用的斜撐組成。海默爾夫婦制作了一個(gè)電腦模型，演算環(huán)梁的數(shù)量，支柱的數(shù)量和腰身的尺寸。最后他們發(fā)現(xiàn)，把笨重的36根柱子減為24根，“少女”就能擁有完美尺寸?！按蠹叶枷Ｍ@個(gè)腰很細(xì)，最初是設(shè)計(jì)師希望腰細(xì)，業(yè)主看到后也希望腰細(xì)。但是細(xì)到什么程度才能夠使塔站起來(lái)，這是重要的問(wèn)題。對(duì)于結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，到了一定程度，再細(xì)就有安全問(wèn)題了。另外每細(xì)一點(diǎn)，用到的鋼材費(fèi)用也要增加?！壁w宏說(shuō)，設(shè)計(jì)圖

6、每縮減1米，就要多加2000到4000噸鋼材。于是,塔的腰圍一直在變化，很晚才確定下來(lái)塔底的橢圓大小是60X80米，頂部是40.5X54米，最細(xì)的腰部是280米的位置，20.88X36米，是用計(jì)算機(jī)找到的最佳數(shù)據(jù)。腰圍并不能隨意剪裁。在“禮裙”的內(nèi)部，一個(gè)混凝土的核心內(nèi)筒貫穿塔體始終，與網(wǎng)格的柱子共同支撐起整個(gè)結(jié)構(gòu)。“這個(gè)腰能細(xì)到多少，有幾個(gè)限制條件，一個(gè)塔底的穩(wěn)定性，另外一個(gè)呢，就是中間核心筒的尺寸。因?yàn)楹诵耐驳倪@個(gè)尺寸不定下來(lái)的話，這個(gè)腰做得再細(xì)，人上不去也是沒(méi)有用的。于是我們把這個(gè)核心筒，從圓變成橢圓，適應(yīng)這個(gè)圍合力。”數(shù)部電梯和逃生梯，給排水系統(tǒng)、電力和廣播電視系統(tǒng)等各類管線，林林總總

7、的設(shè)備，都必須包含在這核心筒的截面中。最后，確定了一個(gè)能夠保證結(jié)構(gòu)安全的核心筒大小，在腰部，這個(gè)內(nèi)筒跟外筒之間只有1米到15米不等的距離。在方案評(píng)審的時(shí)候，很多專家都懷疑塔能不能建出來(lái)。核心筒，如此細(xì)長(zhǎng)的主體，專家們認(rèn)為做到450米高不可能，混凝土不可行，一定要用鋼結(jié)構(gòu)來(lái)做。“后來(lái)我們特意做了方案比較，證實(shí)混凝土是可以做出來(lái)的?！惫こ虉F(tuán)隊(duì)認(rèn)為，鋼結(jié)構(gòu)固然堅(jiān)固，但從防火安全性來(lái)說(shuō)，混凝土更佳；從材料造價(jià)來(lái)說(shuō)，也節(jié)省較多。對(duì)整體的塔的剛度貢獻(xiàn)來(lái)說(shuō)，混凝土也比鋼有利?！耙?yàn)樗且粋€(gè)薄壁的橢圓，很多地方都封閉，封閉的結(jié)構(gòu)很難破壞，但是網(wǎng)格狀的破壞起來(lái)相對(duì)容易。”為了讓結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，每隔40米，外鋼構(gòu)和

8、內(nèi)筒之間就加裝腹構(gòu)材。和評(píng)審專家的拉鋸一宜在持續(xù)。專家們認(rèn)為，鋼的網(wǎng)格和混凝土的核心筒之間，塔的變形會(huì)造成拉力。這個(gè)拉力對(duì)柔韌的鋼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，是很容易解決的，但混凝土結(jié)構(gòu)可能承受不了。作為對(duì)專家們要求的回應(yīng)，在最容易出現(xiàn)拉力的地方，工程設(shè)計(jì)者設(shè)置了一些鋼結(jié)構(gòu)藏在混凝土墻體里。“很多人都說(shuō)這么細(xì)的腰，對(duì)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)肯定是不合理的?！壁w宏說(shuō)，在說(shuō)服專家和自己的過(guò)程中，他越來(lái)越相信這個(gè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性：”它的結(jié)構(gòu)就是建筑本身。”不同于一些標(biāo)志性建筑將結(jié)構(gòu)隱藏，這個(gè)塔是把建筑的東西收進(jìn)去了，特意讓結(jié)構(gòu)成為建筑的外在形象。這個(gè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，核心筒滿足了塔的多元功能空間的需要，容納了5個(gè)功能區(qū)相當(dāng)于37個(gè)樓層，這

9、在其他的電視塔上是難以做到的。對(duì)細(xì)腰結(jié)構(gòu)的安全性質(zhì)疑貫穿項(xiàng)目評(píng)審始終。如此玲瓏剔透的一個(gè)結(jié)構(gòu)，以前所未有的高度屹立，在臺(tái)風(fēng)頻繁的華南地區(qū)，或者萬(wàn)一發(fā)生地震災(zāi)害的情況下，能否保證安全？結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了兩個(gè)重要荷載（外部影響在建筑物表面產(chǎn)生的力），一個(gè)是風(fēng)的荷載，另一個(gè)是地震的荷載。為此，在施工之前，進(jìn)行了一系列安全性研究，其中主要是抗震和抗風(fēng)研究。在同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系教授朱樂(lè)東眼里，纖細(xì)的“小蠻腰”，“從抗風(fēng)的角度講，（結(jié)構(gòu)）并不差?！币?yàn)樗峭革L(fēng)的，受力會(huì)變?。挥袑?shí)心也有空心，風(fēng)會(huì)比較亂，因此不會(huì)引起大的漩渦。不過(guò)，朱樂(lè)東的團(tuán)隊(duì)要完成這個(gè)建筑的風(fēng)荷載報(bào)告，“是沒(méi)地方抄的。”相對(duì)同樣高度的建筑，它抗風(fēng)

10、能力會(huì)更好；然而它乂有著世界第二的高度“但這個(gè)建筑的關(guān)鍵是高得多，柔度大，風(fēng)荷載就大?！庇捎谄涮厥獾娘L(fēng)環(huán)境，廣州塔“把能做的風(fēng)測(cè)試全做了”，包括將一種叫做“蒙特卡羅”風(fēng)環(huán)境研究方式，也在這里被初次引入工程項(xiàng)目?！岸礁叩慕ㄖY(jié)構(gòu)越柔性，頻率就越低，越向風(fēng)的頻率靠近。在這個(gè)意義上講，對(duì)于越高的建筑，風(fēng)比地震更重要?！睘榱藴y(cè)試強(qiáng)風(fēng)中“小蠻腰”的承受力，朱樂(lè)東團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了“氣動(dòng)彈性模型”實(shí)驗(yàn)?！皻鈴椖Ｐ汀睂?shí)驗(yàn)?zāi)M廣州塔對(duì)振動(dòng)反應(yīng)貢獻(xiàn)最大的結(jié)構(gòu)，譬如核心筒、天線的運(yùn)動(dòng)和腰部的扭轉(zhuǎn)，觀測(cè)它跟風(fēng)之間相互影響作用，通過(guò)技術(shù)手段，把力算出來(lái)。這些復(fù)雜的運(yùn)算，一是為了結(jié)構(gòu)的牢固，二是為了人的舒適。“空中漫步走道和

11、頂上的觀景臺(tái)，人在走的時(shí)候是不是會(huì)感到不舒服？”這樣就要進(jìn)行“行人高度（2米左右）風(fēng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)”，此外，塔的幾個(gè)入口也要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以免高樓風(fēng)把行人吹倒?！斑@個(gè)方面國(guó)內(nèi)沒(méi)有一定的規(guī)范，只能根據(jù)國(guó)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)參照。”譬如，人休息的場(chǎng)所，逗留時(shí)間長(zhǎng)，標(biāo)準(zhǔn)就是風(fēng)速每秒超過(guò)4米的時(shí)間，一年中不能超過(guò)5除而逗留時(shí)間比較短的入口，可放寬到6樂(lè)塔的中段，“空中漫步走道”這樣專門(mén)提供給冒險(xiǎn)游客娛樂(lè)的空間，要求可以更加放松。在400到600米的高空，因?yàn)閺?qiáng)風(fēng)導(dǎo)致的建筑搖擺位移可能達(dá)到一兩米。“位移是不怕的，就怕來(lái)回猛烈蕩?！币饋?lái)回猛烈搖蕩的，是加速度?？刂萍铀俣?，需要一個(gè)設(shè)施阻尼器種緩和振動(dòng)加速度的裝置。在很多建

12、筑上，阻尼器往往是花費(fèi)巨大的金屬球或混凝土塊，造價(jià)高昂、浪費(fèi)空間。而這個(gè)阻尼裝置，利用了靠近頂層的中央核心筒安裝的兩個(gè)各540噸容量的鐵制消防水箱，水箱的下面安裝有軌道，以便水箱可以滑動(dòng)。當(dāng)塔身晃動(dòng)時(shí)，水箱可以通過(guò)傳感器向反方向滑動(dòng)，以此來(lái)消減塔身的晃動(dòng)幅度,這可以使晃動(dòng)位移降低40%o廣州大學(xué)工程抗震研究中心主任周福霖院士率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行廣州塔的抗震研究。他的副手譚平研究員還記得，有人專門(mén)寫(xiě)了一封信給周福霖，認(rèn)為這個(gè)結(jié)構(gòu)很不安全，會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難性后果。周福霖團(tuán)隊(duì)制作了一個(gè)超過(guò)12米高的比例尺模型，是塔樓尺寸的1/50,他們讓模型在地震臺(tái)上，接受7.8度的地震烈度測(cè)試。在廣州，建筑物設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是地震烈度

13、7度，7.8度在廣州會(huì)是極為罕見(jiàn)的。不過(guò)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是,這“24根筷子”的結(jié)構(gòu)堪稱巧妙，相當(dāng)穩(wěn)固而柔韌，只有細(xì)腰部和主塔和天線桅桿連接部發(fā)生局部損壞。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是，天線加強(qiáng)，細(xì)腰不得不加粗這個(gè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)則是地震烈度7.8度。還有更多實(shí)驗(yàn)，譬如廣東省建科院，把塔模型分成了11截，把每截都放到實(shí)驗(yàn)室里去吹，吹完把整個(gè)塔的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)里合成，測(cè)量風(fēng)壓。而在清華大學(xué)做的兩組實(shí)驗(yàn)，則主要是針對(duì)構(gòu)件穩(wěn)定性：拿出來(lái)一小塊看柱子、斜撐的穩(wěn)定性如何，并把整個(gè)腰部節(jié)選了一塊，拿到實(shí)驗(yàn)室，模擬三維的力，加到構(gòu)件上測(cè)試在周福霖團(tuán)隊(duì)那里，438米處的阻尼裝置成為“主被動(dòng)混合調(diào)諧控制系統(tǒng)”，不同于上海國(guó)際金融中心和臺(tái)北101

14、大樓的類似設(shè)備，是譚平引以為豪的國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，并且是兼有“被動(dòng)”“主動(dòng)”控制的混合控制系統(tǒng)。在“被動(dòng)”的水箱上，加了一個(gè)小的主動(dòng)控制系統(tǒng)。水箱一直在工作；小的主動(dòng)控制系統(tǒng)則處于待機(jī)狀態(tài)，只有在極端天氣或?yàn)?zāi)難導(dǎo)致建筑反應(yīng)特別大時(shí)才會(huì)啟動(dòng)，它“推著水箱動(dòng)”，將水箱的緩振效果再加強(qiáng)8%到10隊(duì)譚平如數(shù)家珍地告訴南都記者，這個(gè)系統(tǒng)采用“直線電機(jī)”的新技術(shù)，響應(yīng)速度很快，裝置小、壽命長(zhǎng)、噪聲??；很好地糾正了同類系統(tǒng)時(shí)間滯后的問(wèn)題，且耗能極少，只有日本同類產(chǎn)品的20%都不到。此外，在天線上面做了兩個(gè)18噸的金屬球，作為鐘擺式的阻尼，限制天線的變形和振動(dòng)。如此一來(lái)，在8級(jí)風(fēng)力作用下，塔的頂部可能達(dá)到1.5米的水

15、平移動(dòng)，這是建筑的極限值，相當(dāng)于建筑本體高度的1/300?！币话銓?duì)建筑物的變形要求是1/500,對(duì)構(gòu)筑物（人們一般不直接日常逗留的建筑物）的要求是1/100,我們這個(gè)是介于兩者之間的，很足夠了?！壁w宏說(shuō)。幾個(gè)參與安全性實(shí)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)都提出建議：作為國(guó)家投資的建筑，廣州塔應(yīng)該設(shè)置健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為將來(lái)建設(shè)超高建筑提供寶貴資料。這個(gè)建議被采納，一般用來(lái)檢測(cè)橋梁的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)百個(gè)傳感器，仿佛給建筑結(jié)構(gòu)掛上了一部24小時(shí)的動(dòng)態(tài)心電圖掃描儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電視塔的環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度、降雨等）、荷載（風(fēng)和地震）和響應(yīng)（關(guān)鍵部位的受力、水平位移、加速度、傾斜、沉降、腐蝕等）。讓她站起來(lái)：鋼結(jié)構(gòu)專家吳欣之用“高

16、”“扭”“偏”“柔”“外”來(lái)總結(jié)廣州塔施工技術(shù)上的難點(diǎn)在說(shuō)服專家的過(guò)程中，工程設(shè)計(jì)者形成了一套直觀的演示系統(tǒng)，演示塔的形狀的變化規(guī)律。塔的形成有幾個(gè)過(guò)程，它從一個(gè)圓柱體通過(guò)拉伸，變成一個(gè)橢圓柱，橢圓柱體通過(guò)上下變化，下面變大，上面變小，再通過(guò)一個(gè)點(diǎn)，上下扭轉(zhuǎn)45度。但這時(shí)候，連接上下兩個(gè)橢圓的線是垂直地面的。再把上面橢圓的中心和下面橢圓的中心偏離了10米，不對(duì)稱的扭腰形狀終于成型。然后，46道的橢圓環(huán)梁被安放在柱子編織的網(wǎng)格里，隨著網(wǎng)格直徑的擴(kuò)大而擴(kuò)大，環(huán)與環(huán)之間的距離也逐漸擴(kuò)大，形成了疏密變化，從8米到10米間距不等，最后，環(huán)所在的平面乂傾斜，與地面形成了15度的夾角。這是塔的外輪廓。而中間

17、的橢圓柱體核心筒則是上下粗細(xì)不變的。趙宏表示，作為結(jié)構(gòu)工程師，工作過(guò)程里最大的成就感，“就是找到了幾何數(shù)字的關(guān)系。找到這個(gè)關(guān)系之后，你任何的變化，都可以很快了解到，變成什么樣子，對(duì)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)行還是不行。”網(wǎng)格狀的外圍筒，環(huán)梁和斜撐和柱子是空心的，是用鋼板卷成的鋼管,焊接完成后，再往里面灌混凝土。做一層，澆一層。外框結(jié)構(gòu)的每個(gè)接連點(diǎn)都不一樣，總共有大約2000個(gè)連接點(diǎn)。這些連接點(diǎn)處的部件都是先在工廠做好，再進(jìn)行焊接。難題再次發(fā)生，支撐外結(jié)構(gòu)的24根鋼管本是設(shè)計(jì)成上下一般粗的筒狀,隨著高度上升，每個(gè)環(huán)梁區(qū)間的鋼管逐漸變細(xì)。這便于施工。但有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)要求更美觀，把管子做成漸變式的，也就是喇叭狀的。最底下柱

18、子直徑是2米，最上面柱子是1.2米，每段鋼管上面和下面僅僅差了幾毫米，要求極度精確一一然而確實(shí)對(duì)外觀頗有改善。趙宏認(rèn)為，業(yè)主選擇上海建工集團(tuán)施工是明智的，因?yàn)槭┕さ碾y度很高，而這個(gè)施工單位進(jìn)行了多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。鋼結(jié)構(gòu)專家、上海建工項(xiàng)目總工程師吳欣之在學(xué)術(shù)交流場(chǎng)合，曾經(jīng)用“高”“扭”“偏”“柔”“外”來(lái)總結(jié)廣州塔施工技術(shù)上的難點(diǎn)：超高度帶來(lái)施工高風(fēng)險(xiǎn)；外筒自下而上扭轉(zhuǎn)45度，使結(jié)構(gòu)呈三維傾斜，無(wú)一條線垂直或者水平，萬(wàn)余構(gòu)件無(wú)一相同。施工變形控制難度大；鋼結(jié)構(gòu)底座與核心筒偏心9.3米，而頂部鋼結(jié)構(gòu)乂與底座偏位9米，使結(jié)構(gòu)在自重作用下發(fā)生側(cè)移；結(jié)構(gòu)細(xì)長(zhǎng)，內(nèi)外框筒連接較弱，核心筒截面只有14X17米，高

19、度卻達(dá)450余米；外鋼構(gòu)位于功能層外側(cè)，因此施工時(shí)不能依靠樓層作為操作面，大大增加了施工難度。柔性的鋼構(gòu)對(duì)陽(yáng)光照射非常敏感，有太陽(yáng)的時(shí)候，本對(duì)施工最有利，但是日照很容易引起結(jié)構(gòu)彎曲。為此，施工方布設(shè)了溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，溫度傳感器均勻分布在8根立柱、3道環(huán)梁上和核芯筒的6根測(cè)軸上，然后對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，指導(dǎo)施工?！八仁且粋€(gè)塔，又是一個(gè)樓?！眳切乐f(shuō)。造房子，一層層上去，即便很高，也不會(huì)太難，然而，核心筒和外鋼構(gòu)之間的功能樓層并不是連貫的,而是分段依附于核心筒，有很長(zhǎng)的空腔沒(méi)有樓。這需要一個(gè)特殊的施工平臺(tái)。在樓層缺失的地方，在外鋼構(gòu)的環(huán)瓣口核心筒的鋼骨之間架設(shè)臨時(shí)性的橫梁，作為作業(yè)的依托。

20、同時(shí)，施工單位設(shè)計(jì)了專用的操作平臺(tái)，保證高空作業(yè)的安全。即便操作平臺(tái)夠安全，在長(zhǎng)達(dá)3年的施工過(guò)程中，遇到華南常見(jiàn)的暴風(fēng)雨和雷電天氣，也是致命的。因此，廣州市氣象站負(fù)責(zé)工程周邊地區(qū)的近地和高空的氣象監(jiān)測(cè)，并在特殊施工時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和即時(shí)報(bào)告。整個(gè)施工過(guò)程，需要向越來(lái)越高的建筑上傳遞5.5萬(wàn)噸的鋼材北京鳥(niǎo)巢也只用了4.2萬(wàn)噸。常規(guī)的處理方案無(wú)法有效率地起吊如此大量的鋼構(gòu)件。兩臺(tái)法?？薓900D塔吊作為主力起重設(shè)備，分別安裝于南北兩側(cè)，它們每次可以吊起64噸的重物；而100米以下的吊裝則使用兩臺(tái)300噸的履帶吊，構(gòu)成四條快速的作業(yè)線。每一圈環(huán)奧組裝完畢后，就用混凝土填充鋼柱，混凝土泵送機(jī)能以每秒

21、30米的速度把混凝土泵送到塔頂，時(shí)速將近110公里。這種特殊設(shè)計(jì)的混凝土稱為自充填混凝土，很容易流動(dòng)攤鋪開(kāi)來(lái)，靠本身的重量沉淀，是目前高層建筑通用的建材。到了最高處，施工方遇到了高度極限桅桿頂部六七十米是塔吊無(wú)法達(dá)到的。于是，制定了天線桅桿整體提升技術(shù)，以計(jì)算機(jī)控制八組液壓干斤頂及鋼絞線，實(shí)現(xiàn)了天線頂端的超高空連續(xù)提升并就位安裝。此外，外框筒的涂裝，超高空垂直運(yùn)輸，垃圾清理等都需要采用創(chuàng)新的專項(xiàng)技術(shù)才能解決。如廣州塔鋼結(jié)構(gòu)的噴漆，很像是造船業(yè)的噴漆作業(yè)，必須達(dá)到很嚴(yán)格的防銹蝕要求。讓她動(dòng)起來(lái)要降低速度，卻不能犧牲運(yùn)力，于是，觀光電梯被設(shè)計(jì)成雙轎廂，若發(fā)生火災(zāi)，在2個(gè)小時(shí)的安全期內(nèi)能夠疏散200

22、0多人。奧雅納工程顧問(wèn)公司助理堇事、機(jī)電工程師黃志宏負(fù)責(zé)整體的機(jī)電設(shè)計(jì)：電梯、空調(diào)、消防、給排水、市政配套、電力、管井協(xié)調(diào)等，他對(duì)這些聽(tīng)起來(lái)沉悶無(wú)比的工作，有一個(gè)浪漫的比方：“那是一位扭腰的少女，這樣一個(gè)動(dòng)感、飄逸和不規(guī)則的造型，結(jié)構(gòu)工程師要讓這少女亭亭玉立地站起來(lái)；而機(jī)電工程師則要給她身體里的血管神經(jīng)，讓建筑體的真正功能能運(yùn)作起來(lái)?！睂?duì)于黃志宏，這位少女給他的挑戰(zhàn)是多重的。原本預(yù)估的人流量，是每日7000到1萬(wàn)人，然而，上海東方明珠的人流高峰是兩萬(wàn)人，于是，廣州塔的豎向運(yùn)輸運(yùn)力設(shè)計(jì)必須滿足1.5萬(wàn)到2萬(wàn)人，甚至最高峰可以到3萬(wàn)。這些人不能長(zhǎng)時(shí)間擁擠在塔下?！霸煨拖喈?dāng)優(yōu)雅但收腰的設(shè)計(jì)對(duì)于大樓的

23、運(yùn)輸來(lái)說(shuō)，是一個(gè)挑戰(zhàn)?！秉S志宏告訴南都記者，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，奧雅納公司和業(yè)主方不約而同有一個(gè)共識(shí)：人不是為了上去而上去，而是要在上去的過(guò)程中有所體驗(yàn)，看風(fēng)景,“我們不是跑車和高鐵?！币档退俣龋瑓s不能犧牲運(yùn)力，于是，觀光電梯被設(shè)計(jì)成雙轎廂，可以在同一樓層載運(yùn)兩倍的人。這樣兩倍的觀眾，可以以相對(duì)比較慢的速度，來(lái)欣賞城市景觀；而非觀光的乘客雖然也是雙轎廂，卻可以更高的速度，來(lái)滿足工作、商務(wù)的效率要求。兩部雙層高速電梯把訪客送上頂樓，只要一分多鐘就到了，第二組雙層電梯步調(diào)比較悠閑，讓訪客深切體會(huì)大樓的高度和特殊結(jié)構(gòu)。電梯不只是向上運(yùn)輸那么簡(jiǎn)單。自美國(guó)“9.11”恐怖襲擊發(fā)生之后，高層建筑常常面對(duì)質(zhì)疑：

24、如何在發(fā)生災(zāi)難的時(shí)候成功疏散人群？也正是這次災(zāi)難，為高層建筑的設(shè)計(jì)者提供了疏散的新思路。黃志宏告訴南都記者，”以前的概念是火災(zāi)的時(shí)候不能坐電梯。但是高層建筑里的人通過(guò)樓梯疏散，人的體力消耗很大，要很長(zhǎng)的時(shí)間，對(duì)于老弱不一定可行。在9n后，世界上一一一主要是出現(xiàn)在亞洲的新超高建筑，譬如上海的環(huán)球金融中心，就提出一個(gè)概念：電梯輔助疏散?！?11后的研究顯示，在緊急狀況發(fā)生時(shí)，電梯和樓梯并用，超高建筑需要的疏散時(shí)間幾乎可以減半。這兩組可以用來(lái)疏散的電梯是雙轎廂的乘客電梯，在受保護(hù)的空間，將煙霧擋在門(mén)外；與報(bào)警和緊急用電系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。建筑設(shè)定的耐火極限是兩小時(shí)，在火災(zāi)發(fā)生之后兩個(gè)小時(shí)的安全期內(nèi)，能夠疏散2

25、000多人那些對(duì)體力沒(méi)有信心，寧愿在恐懼中等待電梯也不愿意即刻走樓梯逃生的人。發(fā)生火警的時(shí)候，一部分人可以走樓梯；而兩部雙轎廂的乘客電梯和供消防員使用的消防電梯，必須在60秒內(nèi)要到最高處。電梯的速度設(shè)計(jì)有所不同：觀光電梯為4.5米/秒，而其他的電梯則是10米/秒，相對(duì)于臺(tái)北101大樓的17米/秒，更加有舒適度，而乂不影響功用。廣州最高的消防云梯只有53米，這樣的高度只夠得著“少女”的“小腿”。因此，廣州塔的消防不能全部依靠消防水車，自救成為很重要的一部分。在停水停電的情況下，有一個(gè)夠用、穩(wěn)定和安全的消防水源是安全的重要保障。“這是我們這樣多工種公司的長(zhǎng)處，能夠把抗震防風(fēng)和消防需求結(jié)合?！?40

26、立方米儲(chǔ)水量的兩個(gè)消防水池本身就是抗風(fēng)抗震的阻尼裝置，突破了高層建筑通常不把水源放到高區(qū)的慣例?！边@個(gè)安全度大得多，不要水泵和電力，有一盆水，頂在腦門(mén)上，發(fā)生事情就灑下來(lái)了。”黃志宏說(shuō)。如此高空的水池，當(dāng)然不能“兜頭潑下來(lái)”。這樣的高度，意味著有極大的水壓，對(duì)需要撲救的地點(diǎn)和途經(jīng)管道的破壞力驚人。因此，在每一個(gè)功能區(qū)，都設(shè)置了分區(qū)減壓水箱，這些18噸的水箱緩沖了高空的壓力，并提供了更多的儲(chǔ)水量。對(duì)于挑高的大空間，廣州塔的“大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)”當(dāng)時(shí)領(lǐng)風(fēng)氣之先有一個(gè)紅外探測(cè)頭，不停旋轉(zhuǎn)探測(cè)空間中溫度異常區(qū)域，如果有異常高溫，則就會(huì)響起警報(bào)；第二級(jí)警報(bào)就朝向高溫區(qū)，啟動(dòng)噴水系統(tǒng)?！爱?dāng)時(shí)設(shè)計(jì)

27、的時(shí)候是比較新的，現(xiàn)在已經(jīng)成為國(guó)家規(guī)范的一部分了。”黃志宏說(shuō)。依靠自身的水量，“大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)”和自動(dòng)噴淋可以持續(xù)工作1小時(shí)，而室內(nèi)消防栓可以堅(jiān)持3小時(shí)，能為消防提供足夠的條件。高的節(jié)能思維“在450米高空就能節(jié)約40%的能耗”，但前提是不能按照傳統(tǒng)的方式做空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)黃志宏更喜歡分享他在環(huán)保建筑上的構(gòu)思。”地那么多，為什么要花那么多材料去蓋那么高的樓？事實(shí)上，高樓可以節(jié)省用地，而功能豎向集中，能源、資源通常也能節(jié)省很多。高層建筑必須探索可持續(xù)發(fā)展的可能。”廣州是亞熱帶地區(qū)，常年天氣暖熱，使用空調(diào)較多；一個(gè)超高建筑，如果用傳統(tǒng)建筑作風(fēng)暖空調(diào)系統(tǒng)的思路，意味著超高的能耗。但廣州塔的優(yōu)點(diǎn)在于，高度本身有利于降低溫度。黃志宏介紹，“室外溫度降低我們做過(guò)研究，當(dāng)廣州地面溫度33.5C時(shí)，450米高空只有30.6,因?yàn)闊崃吭诟呖杖菀装l(fā)散，且沒(méi)有地面熱輻射。以國(guó)家提倡的室內(nèi)空調(diào)溫度26為參照，在450米高空就能節(jié)約40%的能耗。”但前提是，不能按照傳統(tǒng)的方式做空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。因?yàn)槌叩妮斔蜁?huì)