超高层建筑黑科技大揭秘:从绿色节能到智能建造
超高层建筑黑科技大揭秘:从绿色节能到智能建造
从迪拜塔到吉达塔:超高层建筑的科技竞赛
2025年,迪拜塔以828米的高度傲视全球,但这一纪录即将被沙特阿拉伯的吉达塔打破,其设计高度超过1000米。这场“高度竞赛”背后,是人类对建筑极限的不断挑战,更是科技创新的集中展现。
绿色建筑:超高层也能实现碳中和
在广州国际金融城东区,一座150米高的建筑正在悄然改变人们对超高层建筑能耗的认知。这便是中建四局科创大厦,全国首座超高层金级碳中和建筑。项目建成后,每年可节电400万度,减少碳排放约2090吨,相当于55万棵树吸收的碳排放量。
这一惊人成就的背后,是多项创新技术的集成应用。大厦采用超低能耗技术、高效设备系统及可再生能源,打造国内首座高度超150米的近零能耗建筑。在建筑本体节能方面,通过设置太阳能烟囱和冷巷,最大限度利用自然通风。同时,运用高性能围护结构、自然采光和遮阳等被动式技术,营造健康室内环境。
在主动能效提升方面,项目采用高效制冷机房、新风全热回收、高效智能照明系统和高效电梯等措施,最大程度降低能源消耗。在可再生能源方面,项目在塔楼屋顶、幕墙横向装饰翼以及裙楼屋顶创新性应用建筑光伏发电系统,年发电量达65万度,年减碳量可达350吨。
数字化设计:让建筑更“聪明”
在成都天府新区,一座489米高的超高层建筑正在拔地而起,这便是中海天府新区超高层项目,建成后将成为中国西南地区第一高楼。该项目不仅在高度上令人瞩目,更在数字化设计方面树立了行业新标准。
面对参建单位众多、协调难度大、规模大、设计难度高等挑战,项目团队自主研发了数字设计云平台,有效提高了设计协同效率。通过该平台,实现了企业间、专业间及专业内的高效协同。同时,项目采用数字化流程再造的工作模式,将施工图设计、深化设计的内容前置到方案及初设阶段完成,避免后期大量反复工作。
在精细化设计方面,项目运用数字化手段构建超低能耗建筑,打造国内首个超低能耗超高层塔冠项目,降低全年综合能耗,构建高大空间舒适人居环境。
智能优化:让结构更安全
在成都东部新城,绿地中心蜀峰468项目正在如火如荼地建设中。作为西南地区第一高楼,该项目在结构设计上采用了多项智能优化技术。
T1主塔楼结构高度452米,采用了核心筒+巨柱+外伸臂桁架的抗侧力体系。在16边形的每一个角部布置一根劲性混凝土柱,沿建筑高度方向以约6%的角度遵循“内倾-外倾”交替倾斜变化,从而在立面上形成建筑要求的凹凸交错立面形状及外周边逐层变化的平面,从而扩大了建筑有效使用面积。
施工创新:突破建设难题
超高层建筑的施工难度可想而知。成都绿地中心蜀峰468项目在深基坑工程、基础工程等方面进行了多项技术创新。
基坑面积2.2万平方米,开挖深度为23.4~29.9米,基坑周边环境条件较为复杂,尤其东侧邻近已运营的地铁2号线洪河站。基坑支护体系采用围护桩+三道钢筋混凝土支撑(局部一道)+四道预应力锚索,并首次在成都地区采用了大直径环撑。第二、三道内支撑通过爆破方式成功拆除,开创了成都地区最高等级爆破的先例。
塔楼采用桩筏基础,通过深井试验将原地勘报告提供的单桩极限端阻力提高80%,以中风化泥岩取代微风化泥岩作为桩端持力层,将塔楼人工挖孔灌注桩优化为112根,桩径1800mm,扩底3700mm,平均桩长15.5m,极大优化桩基建造成本。T1塔楼筏板板厚4.6米,最深7.65米,钢筋用量近5000吨,钢筋最大直径达40mm,混凝土浇筑量2.8万立方米,刷新了西部混凝土单次浇筑量的新纪录。
针对468超高层项目T1塔楼的特点,项目核心筒施工采用了整体式顶升钢平台模架体系,成为四川地区首例使用顶模系统的工程,为5天1层的核心筒施工速度奠定了基础。为了解决目前超高层建筑建设采用以内爬及外挂方式安装多台大型动臂式塔吊存在的工效低、爬升慢、平面布置困难的短板,项目采用了全球首例整体自动廻转式多吊机基座系统,实现了大型塔吊覆盖范围扩大和塔吊同步顶升,有效提高了施工效率,降低了措施费用。
未来展望:科技引领建筑新高度
从绿色建筑到数字化设计,从智能优化到施工创新,超高层建筑正在经历一场科技革命。这些创新不仅提高了建筑的安全性和经济性,更为未来的城市建设提供了无限可能。随着科技的不断进步,我们有理由相信,未来的城市天际线将更加壮观,而人类对建筑极限的探索也将永不停止。