Tại sao có quá nhiều tòa nhà cao tầng và siêu cao tầng đang được xây dựng?
của Jodi Heckel, Đại học Illinois tại Urbana-Champaign
Giáo sư kiến trúc Abbas Aminmansour của Đại học Illinois Urbana-Champaign, người chuyên thiết kế các tòa nhà cao tầng và là Thành viên của Hội đồng năm 2022, cho biết các tòa nhà rất cao là những lựa chọn hấp dẫn ở các thành phố nơi đất đai đắt đỏ, nhưng chúng đi kèm với những thách thức về xây dựng. về Nhà cao tầng và Môi trường sống đô thị. Ảnh: Fred Zwicky/Đại học Illinois tại Urbana-Champaign
Các tòa nhà cao, siêu cao (cao từ 300 mét hoặc 984 feet trở lên) và thậm chí siêu cao (ít nhất 600 mét hoặc 1.968 feet) đang được thêm vào đường chân trời của các thành phố trên khắp thế giới.
Giáo sư kiến trúc Abbas Aminmansour của Đại học Illinois Urbana-Champaign chuyên về thiết kế kết cấu thép và bê tông cốt thép và các tòa nhà cao tầng. Ông là một trong bốn Nghiên cứu sinh được Hội đồng về Nhà cao tầng và Môi trường sống Đô thị lựa chọn trên toàn cầu vào năm 2022, đồng thời là thành viên và cựu chủ tịch của Ủy ban Chicago về Nhà cao tầng. Anh ấy đã nói chuyện với Jodi Heckel, biên tập viên nghệ thuật và nhân văn của News Bureau về những thách thức trong việc xây dựng siêu cao.
Tại sao các nhà phát triển xây dựng các tòa nhà cao và siêu cao?
Lý do chính là nhu cầu về không gian, cả khu dân cư và thương mại, trong khu vực đô thị. Trên toàn cầu, mỗi tháng có khoảng 10 triệu người chuyển đến các khu đô thị. Một số thành phố rất lớn không có nhiều đất để xây dựng, khiến các nhà phát triển phải xây dựng các tòa nhà cao, siêu cao hoặc thậm chí siêu lớn. Thậm chí đã có trường hợp các chủ dự án mua cái được gọi là quyền phát triển vượt mức từ các tòa nhà liền kề để xây dựng một tòa nhà cao hơn trên khu đất của họ. Và có những khía cạnh cá tính của một số nhà phát triển và người cư ngụ muốn xây dựng cao hơn đối thủ cạnh tranh hoặc có một căn hộ hoặc địa chỉ văn phòng trong một tòa nhà siêu cao.
Các thành phố có đường chân trời bao gồm các tòa nhà cao tầng được nhiều người coi là những thành phố hướng tới tương lai và thịnh vượng. Ngoài ra, các tòa nhà cao tầng đã chứng tỏ là nam châm thu hút sự phát triển mới, mang lại nhiều doanh nghiệp hơn và giúp ích cho nền kinh tế địa phương. Sau khi hoàn thành, một số tòa nhà cao tầng nằm trong danh mục đầu tư của các công ty bảo hiểm và đầu tư, mang lại lợi ích kinh tế cho nhiều người chứ không chỉ đơn thuần là nhà phát triển.
Một số thách thức kỹ thuật với việc xây dựng cao là gì?
Các tòa nhà cao tầng dễ bị chuyển động ngang, hay còn gọi là trôi dạt, do gió hoặc động đất. Do đó, bạn cần một số lượng cấu trúc hợp lý vượt quá mức cần thiết để hỗ trợ trọng lượng của tòa nhà và nội dung bên trong để đảm bảo chuyển động của tòa nhà nằm trong giới hạn chấp nhận được. Một tòa nhà di chuyển quá mức không nhất thiết là không an toàn về mặt cấu trúc nhưng có thể khiến mọi người cảm thấy buồn nôn và có thể làm hỏng tường, đường ống hoặc hệ thống thang máy.
Sau đó là thiết kế hệ thống thang máy. Bạn muốn có đủ thang máy để cung cấp thời gian chờ đợi hợp lý cho người dùng. Đồng thời, trục thang máy chiếm diện tích ở mỗi tầng. Đó là mất doanh thu tiềm năng cho chủ sở hữu. Gần đây đã có những cải tiến cho phép cabin thang máy di chuyển không chỉ theo chiều dọc mà còn theo chiều ngang trên một số tầng nhất định để cho phép nhiều hơn một cabin thang máy hoạt động trong cùng một trục, do đó tăng hiệu quả.
Về mặt cơ học, bạn cần cung cấp nước và không khí đã được điều hòa lên độ cao rất cao cho nhu cầu tiêu thụ của người ở, cũng như cho các hệ thống chữa cháy. Chỉ cần tưởng tượng áp lực nước trong các đường ống dưới chân một tòa nhà cao tầng. Nó rất lớn và cần nhiều vật liệu và thiết bị cho hoạt động của nó. Từ quan điểm xây dựng, bạn cần đưa vật liệu lên độ cao lớn, đòi hỏi thiết bị và chuyên môn đặc biệt.
Đây là tất cả những thách thức rất rõ ràng với các giải pháp. Điều quan trọng là kiến trúc sư, kỹ sư kết cấu, kỹ sư cơ khí và thậm chí cả nhà thầu phải làm việc theo cách tích hợp để thiết kế một tòa nhà đáp ứng nguyện vọng kiến trúc của dự án, đồng thời tiết kiệm chi phí xây dựng và vận hành.
Các tòa nhà cao tầng có tiết kiệm năng lượng và bền vững như những tòa nhà thấp hơn không?
Các tòa nhà cao tầng thường được thiết kế bởi những người giỏi nhất trong nghề và hiệu quả và kinh tế nhất có thể. Tuy nhiên, chúng không bền vững như các đối tác ngắn hơn của chúng. Ví dụ, các tòa nhà cao tầng hiện đại có một lượng kính đáng kể trên các bức tường bên ngoài của chúng. Thủy tinh không phải là vật liệu tiết kiệm năng lượng nhất khi nói đến khả năng thu nhiệt và giảm nhiệt.
Và có những thách thức mà chúng ta đã nói trước đó. Ví dụ, để có một cấu trúc đủ cứng để hạn chế sự trôi dạt của một tòa nhà cao tầng, cần nhiều vật liệu kết cấu hơn so với các tòa nhà thấp hơn với tổng diện tích sàn tương tự. Vì vậy, nếu bạn sử dụng cùng một thước đo mà chúng tôi sử dụng cho các tòa nhà khác—mức tiêu thụ năng lượng, lượng vật liệu xây dựng được sử dụng, công sức và năng lượng tiêu thụ trong quá trình xây dựng và lượng khí thải carbon trên mỗi foot vuông diện tích sàn có thể sử dụng—các tòa nhà cao tầng không bền vững như các tòa nhà ngắn hơn.
Tuy nhiên, họ có cái mà tôi gọi là tác động bền vững đáng kể. Hãy tưởng tượng một tòa nhà dân cư cao với 400 căn hộ ở trung tâm thành phố Chicago. Nếu những khu dân cư này được xây dựng ở vùng ngoại ô, chúng sẽ chiếm một lượng đất đáng kể—có thể là đất nông nghiệp—và đòi hỏi cơ sở hạ tầng quan trọng như đường mới, nước, nước thải, điện, khí đốt và các dịch vụ khác, đòi hỏi một lượng lớn chi phí đầu tư. vật liệu và có lượng khí thải carbon cao. Ngoài ra, còn có nhu cầu sửa chữa và bảo trì đường xá và các cơ sở hạ tầng khác, nhiều phương tiện hơn trên đường, mức tiêu thụ nhiên liệu và tạo khói, thời gian đi lại và các yếu tố khác.
Vì vậy, không, các tòa nhà cao tầng không bền vững bằng các tòa nhà thấp, nhưng chúng có tác động bền vững đáng kể. Chúng ta chỉ cần nghĩ xa hơn, theo cả nghĩa bóng và nghĩa đen, khi xem xét tính bền vững.
