论文摘要

 

 
怀着“安得广厦千万间,大庇天下寒士俱欢颜”的壮志走进清华园,走上建筑追梦之路,从业60年曾先后主持设计了上海东方明珠电视塔、印尼雅加达塔、金茂大厦等代表性建筑,他就是中国九州娱乐场院院士、中国勘察设计大师江欢成。他曾先后担任华东建筑设计研究院总九州娱乐场师,上海现代建筑设计集团总九州娱乐场师,江欢成设计事务所所长,现任上海江欢成建筑设计有限公司董事长。
为了让日益“孤独、疏离”的城市达到“和谐、友善”的状态,80岁的江院士还在为“天空城市”这一构想而呕心沥血。在2017年8月25日召开的第三届高层与超高层建筑论坛上,从古巴比伦空中花园到上海马勒别墅,从伟大复兴的“中国梦”到优化创新的超高层建筑梦,江院士娓娓道来。在他看来,通过“垂直设施市政化、高层建筑多层化”,天空城市将几栋高楼结合为一体,变成一个个丰富多彩的建筑群,将高楼架空,把地面还给居民,回归自然,将成为未来城市发展的宏伟蓝图。
 
 
 
每个人都会做梦,有恶梦,有美梦。年轻时有上学的梦,毕业后有事业的梦,年纪大了做儿孙梦。在事业上,有人做上天的梦,有人做填海的梦,我们做的是建筑梦,这个梦与“中国梦”息息相关。我一直在寻梦、追梦,也筑成了一些梦,现在虽然已经年近80岁,却还在做着中青年的梦。“中国梦”可简单概括为“两个100年”,即到2021年,中国共产党成立100年时,全面建成小康社会;到2049年,新中国成立100年时,建成富强、民主、文明、和谐的社会主义现代化国家。本以为“200年”的时间很长,没想到距第1个100年还有3个年头,我们就要达到小康了。
 
筑梦前奏
 
古巴比伦空中花园,位于今伊拉克首都巴格达以南,是一个豪宅(见图1)。不久前我到涪陵去出差,偶遇了涪陵的“巴比伦空中花园”。涪陵曾是春秋战国时期巴国的中心,因其先王陵墓多葬于此,故称为涪陵。这个社区除了大踏步台阶以外,还配有小型电梯,满足不同人群的需求。社区广场上的人们有的在写字,有的打太极拳,生活得十分惬意。所以,我觉得百姓的智慧是无穷的,凡是有人生活的地方就有智慧,智慧创造了更好的生活。同样,在上海也有个典型建筑梦的作品——马勒别墅(见图2)。这是一个建筑师女儿梦里的情境,作为父亲帮助女儿实现了这个梦,根据女儿梦中所见,建造了这座别致的挪威式住宅,现在成为上海市一个景点。
 
 
梦的启程
 
我的建筑梦是从1957年开始的,距今已有60年,半个多世纪的从业经历见证了国家的发展历程。那时我高考结束填报志愿,大概10分钟的时间就决定了我的一生。那时候,不像现在看得这么重,一家老小坐在一起出主意,报什么学校、填什么志愿、学什么专业,需要经过谨慎的挑选。填报志愿时我想起了杜甫的诗,“安得广厦千万间,大庇天下寒士俱欢颜”,就填了一个土木九州娱乐场。说老实话,我本来是想学建筑的,但是我不敢报考清华的建筑学,因为分数线很高,就填了个清华的土木九州娱乐场,因此有幸进入了清华园。1963年毕业后,我被分配到华东建筑设计院,1998年华东院和上海院合并,成为了上海现代建筑设计集团,我也随之到了现代集团,成立了江欢成设计事务所。2004年,66岁的我从现代集团的总九州娱乐场师退役为执行总九州娱乐场师,这时候建设部有意探索专家挂牌的建筑设计事务所的发展模式,想开展这样一个试点,正巧我从国外回来,可以从事这方面的工作,所以我决定不妨一试,那时候事务所只有20多人。
 
辉煌筑梦
 
当初,我们公司成立的宗旨就是“把设计工作做得好些、再好些”,几十年来不忘初心,在上海、印度尼西亚、鲁山、三亚、北海、包头、无锡、盐城、厦门、千岛湖、温州、芜湖、青岛、丽江等地建成了许多代表性建筑。很荣幸,上海陆家嘴的5个大项目,东方明珠、海洋水族馆、碧玉蓝天、金茂大厦及招商银行总部大楼,都有我们公司同仁的贡献。
上海东方明珠,是我与汪大绥总工合作,还有其他30多位建筑师、九州娱乐场师共同设计完成的(见图3)。“大珠小珠落玉盘”的意境使“东方明珠”在12个候选方案中脱颖而出。从建筑力学角度看,3条腿的支撑使电视塔的“地基”被“升高”93m,电视塔独立凌空的部分变成了375m,这既节省了投资,又提高了安全度。1994年10月,塔高468m的东方明珠雄居亚洲第一高,被评为“上海十大城市景观”之首。英国《Construction Today》杂志动用5个版面篇幅进行了超规格报道,美国《纽约时报》更是把东方明珠誉为“新上海崛起的象征”。
 
 
印尼雅加达塔,558m的高度属当时世界最高,其方案优化设计是上海现代建筑设计集团于1995年击败美国、加拿大、日本、印尼等多家世界一流设计单位后取得的。在对原方案进行精心调整后,雅加达塔无论在规模还是在高度上,都比以前有所增加,这些都使得雅加达塔堪称世界之最(见图4)。雅加达塔的设计灵感来源于印尼的一种名为“ON-DEL”的民间木偶,整个塔的建造均与该木偶十分神似。塔顶端的发射天线与圆形祁福大厅(用于宗教仪式)来源于木偶尖尖的帽子,旋转餐厅与观光大厅,则构成了电视塔的头颅,而其下的设施则依照木偶的肩膀及身体仿制而成。木偶的裙摆则是边上的裙楼。整个建筑挺拔、简洁,充满了印尼风情,又符合现代建筑的设计潮流。更为巧妙的是,每个3层楼的多功能厅从外部看像是2层,4个多功能厅总共有8层,与底下的17层办公楼,共同组成了“817”的数字概念,而8月17日恰恰为印尼的国庆日。
 我在上海金茂大厦项目中有两重身份,一个是设计监理,代表业主来审查SOM的设计(见图5)。初步设计完成后就成为了SOM的设计代表,所以现场有个牌子叫SOM+ECADI, ECADI就是华东建筑设计院,现场工作组的组长就是我。江欢成设计事务所在上海还做了百联西郊购物中心,做好以后两年就抵收了成本(见图6)。这个项目完成以后,好多地方的购物中心都找我们来做,包括嘉定购物中心、武汉龙王庙购物中心。我们还做了上海音乐厅的抬升迁移,移位62m,提高3.4m(见图7)。在河南鲁山,我们做了中原大佛,高128m,是当时全球最高的塑像(见图8)。在三亚,我们做了三亚凤凰岛,被誉为东方的迪拜、海上的度假天堂(见图9)。在北海,我们做了北部湾一号,它的独特之处是将桂林山水的外形搬到了北海,取意“山水城市”,意在将自然中的山水意境引入城市,在城市中造就山水(见图10),该项目是与国际建筑大师马岩松先生合作设计完成的。不久前我到包头出差,出租车司机跟我介绍包头市的标志性建筑——包头国际会展中心,我说这是我们做的(见图11)。我这才发现,不经意间已做了好多地标性建筑。
 
 
在太湖九州娱乐场中,150m×150m的实验室没有柱子,这个方案由我们设计完成(见图12)。其实,我原来提出的方案比现在这个方案更漂亮一些,由拱和索网悬挂屋面,结构合理,造型美观(见图13)。我们做的盐城广播电视塔,被誉为“盐城之晶”,每逢播报天气预报的时候,一到盐城就是这个建筑(见图14)。图15为在厦门财富中心项目中,我们做钢管混凝土1∶1试验。在厦门世侨中心项目中,我们承担全过程设计工作,将建筑和结构完美结合,获得了中国钢结构金奖(见图16)。厦门海峡明珠,位于观音山CBD国际商务营运中心区内,设计赋予了大楼特有的闽南风情(见图17),传统文化与现代风格融为一体,相得益彰。在厦门当代天境中(见图18),申请了专利——桩土承载力调节装置(见图19)。该项目场地复杂(地基承载力很高,但又不足以支撑整栋建筑),开始我们设计了2.6m的桩径,后来我提出复合桩基承载力分配的人为调节,即先将地基的天然承载力充分用足,然后再交给桩来承载。空腔后填式桩土承载力调节装置,让天然地基首先承受一部分上部荷载,在地基产生一定变形后,再由天然地基和桩基共同承受剩余的荷载。这样一来,原来2.6m直径的桩就变成了1.8m,使基础设计更为经济、合理。
 
 
 
还有千岛湖的五星级宾馆,温州的大西洋银泰城,芜湖的长江之歌,青岛的财富中心……丽江的斐讯大楼,为西部最大的云计算数据中心,目前正在设计中(见图20)。苏州东方之门,被誉为“世界第一门”,也是我们总建筑师、总经理江春的创作,最后设计是由华东建筑设计院来完成的(见图21)。
 
 
创新筑梦
 
我所理解的优化就是合理化,创新就是要突破常规,追求更加合理。早期我做的设计优化是仙霞型高层住宅剪力墙布置(见图22),是和现在华东建筑设计院的总九州娱乐场师朱建荣一起做的,那时他才刚刚毕业。1980年初,大家还没有做过高层建筑,套用的都是一个平面设计图。1984年,我到华东建筑设计院担任副总九州娱乐场师,第一个项目就是把这个设计进行优化,使整个建筑的重量减轻10%,使用空间更加灵活。重庆朝天门滨江广场,为一栋200m高的住宅楼,转换层在9层,上下刚度比为2.6:1,很不合理,且重量较大。业主提出优化,我们就将原来很长、很密的剪力墙改成稀稀拉拉的剪力墙,将板的转换变为梁的转换(见图23),这样就省下了22000m3混凝土,并获得了建筑结构设计一等奖。“优化”这个词也是从这个九州娱乐场开始的。上海陆海空大厦,位于八佰伴对面,当时的结构平面业主很不满意,他希望拔掉2根柱子,但是设计单位不肯改,因为规范规定超过10m要布置柱子。后来找到我,我说不光要拔掉2根柱,我要拔掉8根(见图24),同时对主梁和次梁的结构也做了改动,荷载减轻了,净高也增加了5cm,还省下了1800m3混凝土。上海湖北大厦,现在叫万豪酒店(五星级),原设计为三星级招待所,其核心筒是偏心的,这个房间很好,但那个房间就不好,业主也是找我来进行优化。我就将这个平面图捏扁再拉长,刚度不够我就加一点剪力墙,令业主拍案叫绝,说没想到设计可以这样做。在郑州文化产业大厦,我建议拔掉10根柱子,使空间布置灵活,且净高增加15cm。但遗憾的是,项目归根结底要审计单位负责,所以业主不敢拔掉10根柱子,只拔掉了6根,保留了角上的4根柱。深圳保利文化中心,本来有一个很好的壳,但却设计为一个平面结构。我利用幕墙结构作为支撑,编起一个空间,应力比只用到了0.2,不超过0.3。应力比用的很小,原因是受到局部应力控制,部分构件需要加大截面。于是,我提出将主管直径减小,壁厚增大,支管直径增大(见图25,26)。所以,所谓的设计优化其实就是合理化。
 
在上海中信城项目中,我们承担结构优化设计及全过程设计咨询顾问工作,优化设计可节省混凝土12216m3,钢材825t,桩74根,增加使用面积1775m2,可获综合经济效益4800万元(见图27);深圳国际会展中心,通过优化设计将荷载降低(见图28);研详国际金融中心,房间中有个大柱子,因此做了一个柱形设计(见图29)。有次我在丰台火车站做审查,提出用杆来支撑剪力墙,取消刚节点,省下钢材6000t。
 
 
空中逐梦
 
上海展览中心。上海展览中心的造型非常漂亮,但自从延安高架建成以后,感觉它下沉了(见图30)。那时候,项目的抗震加固工作交给我们去做,我就趁这个机会提了个建议,将整个建筑提起来,和高架路基本齐平。这个提案引起了全国乃至世界的震动,美国有几家报纸都刊登了这个消息,国内报纸也登出“把展览中心拎起来”,成为两会焦点。但离现实还是差了一点,后来没有实现。
 
太阳塔。该九州娱乐场是以太阳能热气流发电为核心,综合开发建新城。热气流发电的工作原理是,太阳照在塔顶产生热量,热气流就要往上跑,形成一股热风,利用热风来发电。值得土木人骄傲的是,其发明人是一个德国的结构九州娱乐场师,叫Schlaich,他是世界上第一个混凝土塔的设计师。1982年在西班牙试验成功,这个专利随后被澳大利亚买去,建成了一座1000m高的太阳塔,发电能力为20万千瓦。上海电气集团也想做,就找到我,图31为太阳塔,32个风扇带动32个涡轮发电机,兼作观光平台,该项目在世博会做过展览。
 
群体高层天空城市。天空城市的构想是将南京路、北京路、福州路立起来,让河南路、西藏路、成都路成为空中花园,让里弄分布在花园之中,让居民就近上班(见图32)。设计概念围绕两个核心:①高层建筑多层化;②垂直设施市政化。
 
对超高层建筑我有几个观点:①大中城市一定要建高层建筑;②向天借地比向地要空间和摊大饼更好;③高层建筑的3大瓶颈要突破;④用造桥的办法搞建筑,小交叉出大成果;⑤人造地坪值得搞,平台绿化做得好;⑥高空风能、太阳能大可利用;⑦大量课题值得研究,海阔天空出大成果。
大中城市一定要建高层建筑。人口向大城市聚集是趋势,2000年以后,北京、上海、珠三角的建设用地增加不多,所以大中城市一定要建高层建筑。
解决城市建设用地问题。城市建设用地的解决途径主要有3种:向天借地、向地要空间、摊大饼。向天借地最合算,这是我的观点。外滩,是向天借地;深圳前海,地下有5~6层,是向地要空间;还有一个就是摊大饼,向农村延展。
高层建筑3大瓶颈要突破。第一,消防避难,安全疏散困难。2000年11月15日,上海胶州路某公寓发生火灾,眼睁睁地看着它烧完为止,因为这把大火,世博会的庆功会都没有举办。2009年的CCTV附楼,2017年的伦敦公寓,都让我们深刻意识到消防安全的重要性。第二,效率不高、耗能不少。高层建筑的核心筒面积约占25%~30%,电梯忙闲不均,电梯高峰时间排队,工作时间空在那里,效率不高。第三,舒适性差,不接地气,人就像关在笼子里面的鸟。
用造桥的办法搞建筑,小交叉出大成果。如图33所示,核心筒为交通要道,在1/4或1/5的高度做公共设施,人就在平台上面生活。这其中有很多创意,电梯为50人以上的大电梯,可以节约能源。楼顶有直升机停机坪,还有大吊车,解决大构件运输问题。栏板可以做太阳能发电,空隙做风力发电等等。我画的东西都是悬挂的,挂在大桁架下面,把每层地面变成一个平台,进而形成和谐社区。另外,我希望垂直交通和地铁交通枢纽直接连通,减少地面交通压力。大电梯到达平台以后,采用小电梯循环,这样多个平台集合在一起就变成了一个城镇。2016年世界城市日在厦门召开,我们做了天空城市模型,图34为展品。
 
人造地坪值得搞,平台绿化做得好。我居住的小区,平台是车库屋顶,将地面还给市民。它的主体结构是带阻尼装置的巨型结构,低一点可以是巨型框架,高一点可以是巨型桁架。很多人提出是不是要多花钱,我大概算了一下,这个结构造价约10000元/m2,无论怎么算都比买地便宜。因此,垂直大交通应纳入城市市政设施,由政府投资或给予奖励。
高空风能、太阳能大可利用。栏板贴柔性薄膜,利用太阳能发电,缝隙中安装风扇。以某城市副中心为例,试设计只用1/4的土地,让出所有地面做绿化广场,建筑形式多样,且充分考虑日照通风(见图35)。建筑底层为架空的大柱子,平台可以防火,解决了消防问题。这样一来,大大提高了高层建筑的安全性、效率和舒适度,提高了局部的地皮容积率,改善了生存环境,高层建筑接地气,出行时间缩短,生活生产在同一大楼,城市交通压力得到缓解。 
 
 对天空城市,大多数人在垂直绿化上面做文章,对此我不反对,但不是我的追求。我追求的是群体高层天空城镇,要建设为城镇、和谐社会,是高层建筑革命性的一种措施。马蜂窝,其实就是天空城市,它是自然界的伟大建筑作品,多层平行的巢脾和地面垂直,构成天空城市,容积率极高。
大量课题有待研究,海阔天空出大成果。从结构来说,我建议研究巨型结构的变形要求和振动控制,还有悬挂轻钢结构、木结构的防火和阻尼,以及钢管混凝土的抗火和防爆炸。希望能和大家一同筑梦,不忘初心,牢记使命,为实现中国梦不懈奋斗。
 
文/江欢成
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