摩天大楼辅助 摩天营救的大楼

早期一般10-20层的大楼就会被称为摩天大楼，但到现在通常是指50层以上的大楼！在**，超过60米的大楼就是摩天大楼，美国则是500英尺（152米），而在中国则一般指100米以上！

到十九世纪时，无论是东西方，超过6层的建筑仍然比较罕见，其实很简单，因为超高的大楼爬起来实在太麻烦，到了十九世纪中叶，电梯**后这个情况有些改观，但当时的电梯也仅仅只能提升15米，而且水泵也无法送水到很高的楼顶，因此当时的高层建筑受制于外围配套技术水平！

后来这些电梯和高压水泵技术都解决了，建筑物造得越来越高，1884年~1885年间威廉·勒巴隆·詹尼设计建造的芝加哥家庭保险大楼，是业界**的**幢摩天大楼，但它只有12层！到了1931年，102层的帝国大厦（381米）在纽约落成，此后40年间它一直雄踞世界**高楼！

1974年芝加哥西尔斯大厦竣工，取代纽约世界贸易中心双塔成为**高楼，此后世界**高楼的易主速度越来越快，从美洲到亚洲（1998年马来西亚吉隆坡的**塔，451.9米），再从亚洲到中东，现在的世界**高楼是迪拜的哈利法塔，高度828米！

尽管看起来造个房子很简单，但事实上高度增加后大楼的建造难度是指数级增加的，因为高层建筑垂直高度一增加，对建筑技术、材料与结构设计等，将会产生**的影响，主要包括如下几个方面：

结构框架：很多高层建筑在建造时大家能发现，中心有一个位置建造速度明显高于周围，这就是建筑结构框架的布置，有内核式，中央核心筒的布局模式，或者外核式：双侧外核心筒布局，还有多核式：分散多个外核布局等等，随着建筑物的高度与规模，这些结构会被灵活选用。

材料抗压强度：建筑物越来越高，重压下水泥的抗压强度要求就会*高，比如记录片**工程中的上海大厦建造中就有一个混凝土抗压强度测试，如果不满足设计压力，那么在未来使用过程中就可能会寿命缩短或者产生大的质量事故，比如产生剪切裂纹等严重事故。

垂直交通设计：采光、节能、易于维护、减少公摊等等都是一个非常大的课题，这些指标很难兼顾，只能是一个妥协的结局，如果做到利益*大化，也是设计师要考虑的重要指标。当然另一个“交通”就是电梯，不过这个通过多级电梯来实现。

强电弱电暖通等安全与稳定：现代大楼的强电弱电布线不亚于一座小城，而且小城大都是水平布线，而大楼的垂直变难度更大，还需要保证安全、快捷便于维护等。

消防覆盖：高层建筑*怕火灾，这一点从世贸大厦双子塔被毁的给大家的印象太深刻了，那钢架结构直接被烧化导致高层塌陷，*终像挂牌一样直接倒地，所以防火太重要了，而高层烟囱效应会让火灾迅速向高层蔓延，从防火到控火，再到耐火都是一个个难题。

地震与侧风影响：这是不可控因素，但可以通过主动防震阻尼予以部分或者全部抵消，比如上海大厦的慧眼系统，这些都是主动防震技术，所有的高层大厦中都会主要的防震结构和各楼层之间的防震措施等。

如果不限制规模，人类**能造出多高的人工建筑？

上文废了那么多话，相信很多朋友都会提出一个问题，假如不要这些幺蛾子配套设施，就直接堆个大土堆，人类**能堆出多高的“土堆”？

从一般的理解上来看，这个大土堆的高度似乎不受限制嘛，一直往上堆就可以了，但其实它会受到很多因素的影响，比如泥土的抗压强度，如果中间不设计高强度隔离框架的话，这座山可能会堆出塌方或者泥石流，因此它也必须要有一个钢筋水泥的框架，然后再往上堆高！

《流浪地球》中行星发动机**大约为11千米高，其实这个高度远远不够，因为喷口还在地球大气层内部，会带走大量空气！但也没法建造再高了，不仅自身重量会压垮自己，比如一座3万米高的山峰，正下方底部所受到的压力为16吨/平方厘米！产生的高温导致的钢材也会受热强度降低！

如果用超高强度的材料就没有*限了吗？其实完全不是，这和地球的结构是有关系的！地球从内到外是内核、地幔、地壳，整个结构就像一个鸡蛋，而地壳就薄薄的一层浮在地球内部的岩浆层上！因此在这层蛋壳上建造建筑物，在解决了各种技术难题之后，还有一个无法逾越的难题，那就是地壳的强度！

所以在地球上的山脉太可能会超过12千米，当年的珠穆朗玛峰据说高度就曾达到12千米，但后来把自身给压垮了，坍塌成了现在的高度（火星重力比地球小很多，所以火星上**的火山可以达到21千米）！

德国柏林设计的人造山（仅设计，*限高度大约是1千米）

但这种堆土堆的工程量非常大，为保证不塌方，需要堆成圆锥形，一个4千米高度，平均坡度30度，那么底面直径会达到6.92千米，它的体积约为50立方千米，动用全球的力量，估计需要填5-10年，毕竟立方千米的规模实在是太大了！如果高度十千米，角度30度，那么底面直径将是34.64千米，体积将高达3142.6立方千米，估计需要300-600年才能填满！按压裂地壳的*限计算，10千米还是可以接受的，只是人类根本就完不成这样的建筑！

要突破高度其实也不难，不要让地壳承受太大的力嘛，太空电梯使用一个配重在赤道上空延伸至距离地球约10万千米远的位置，利用地球自转的“离心力”达到平衡，因此在理论上这个建筑物高度将达到10万千米左右！

只是它更像是传送带而不是一个建筑物，但如果这样的太空电梯如果制造出来，那么它的意义将比**火车还要伟大，它可以让人类大规模到达太空，并将近地轨道作为跳板，到达太阳系适合人类的天体！

当然还有一个脑洞大开的“日行迹塔”，在距离地球5万千米的轨道上设置一颗小行星，再从这颗小行星向地球建造建筑，由上而下，其实和太空电梯差不多，**不一样的是它所在的轨道和地球赤道平面有一个角度，因此它的星下点是一个8字形！

无论哪种高层建筑，到3千米以上就需要考虑空气稀薄带来的高山反应等问题，如果到5千米以上大部分人呼吸都会困难，超过8-10千米，可能会面临死亡，所以再往上那就是人类禁区了，必须有空气加压的处理，否则大楼顶部空气稀薄，不适合生存！

APAS（辅助飞行功能），遇到障碍物时可以自动规划前行轨迹，只需要前/后推俯仰杆，飞行器就会尽其所能绕开障碍物，如果超出能力范围，就会悬停避障。

1.进入智能飞行的时候，APAS会自动关闭

2.智能跟随普通模式下的时候，会自动绕开障碍物。

APAS可以左、右、上绕行，不能往下绕

智能跟随普通模式且用户未打杆的情况下可以往左、右、上、下绕

帝国大厦能效改造项目初步估计耗资2000万美元。在这项工程中，江森自控采用了各种尖端技术，包括大规模窗扇翻新，提供**制冷设备，以及具有Sustainability Manager

TM的Metasys智能楼宇管理系统。Sustainability Manager

TM系统为租户提供了一个**仪表盘，帮助租户跟踪和管理自己的能源使用情况。这一改进措施，将使帝国大厦跻身全美能效前10%的商用写字楼之列。该改造

工程将减少能源消耗，降低碳排放量，并为打造高*能的租户工作场所奠定基础。

2013年完成全部改造工程之时，帝国大厦将力争获得建筑物能源与环境设计先锋（LEED）金奖**。该方案的实施将有效证明能效改造项目能够大大提高建筑物能源效益，并全面减少碳排放量，从而缩短**回收期并提高盈利能力。

江森自控与合作伙伴使用现有和新创造的建模、测量和预测工具，通过可复制的新方法对帝国大厦进行分析，并对其能耗以及功能效率和不足得到了全面的了解。江

森自控为了在改造多租户办公楼中有效节省成本，鼓励参与整幢大楼改造，这就提供了可行的建议，在以具有成本效益的方式提**率的同时，又不会影响盈利业

在对60多项可选的活动进行审核的过程中，该团队确定了8个从经济角度来说可行的项目，它们适用于建筑物翻新、电力和通风系统升级以及租赁空间检修，无论是环境还是经济方面，都将带来**的**回报。

江森自控分析得出结论：某种程度上，二氧化碳减排和商业价值可谓此消彼长，正是商业价值*大化促使二氧化碳的排放量增加，在这一基础上制定了能源成本节约计划。

帝国大厦正在通过八项重点计划降低总体的二氧化碳排放量，具体包括：

1.窗扇翻修：对约6500扇隔热玻璃窗进行翻新，利用现有的玻璃和窗框打造亮度可提高三倍的隔热板，其新组件可大幅降低夏季的热负荷和冬季的热量流失。

窗户被拆除后运送至生产地，并于该地在两扇窗玻璃之间增加热镜膜并填充氪／氩混合气体。然后安装窗户。除允许回收利用现有玻璃外，本项目将会改善玻璃的热

阻*从R-2提高至R-6，并减少一半的热增量。如果将窗户运到工厂改造后再运回来会产生很高成本，所以翻修窗户的生产地设置在帝国大厦的五层，白天在五

层进行窗户改造，晚上再进行安装。

2.散热器隔热层改造：散热器后面增加的隔热层可减少热量流失，更有效地保持建筑物外层的温度。目前约有半数的热量向可用空间散发，另外半数热量为纽约市供暖。除安装反射屏障外，还将清洁散热器，并将恒温器重新置于散热器前侧。

3.租户照明、采光和插座更新：在公共区域和租用空间使用更**的采光设计、采光控制和插座载荷占用传感器，从而降低电力成本和冷负荷。

绿色预建和租户设计指南采用背景照明、直接／间接照明及工作照明以减少租用空间的照明功率密度，并在外围空间安装调光镇流器和光电传感器，根据日光强度关灯或调光，并为租户的个人工作站提供插座载荷占用传感器。

帝国大厦将会向租户提供实例（通过预建）、数据（小组分析）及工具（快速能耗模拟工具模型），助租户了解其租期内采取上述措施能节省成本。租户采纳建议

后，帝国大厦会因此而获益，因为这会减少建筑的整体制冷需求，提升可持续发展评级。而租户会从公共设施费用减少、空间质量及空间利用率的提高中受益。

4.空调更换：更换为带有变频驱动器风扇的空气处理机组，从而提高运行能效，同时提高各个体承租户的舒适度。

5.制冷设备翻新：二次利用现有制冷设备的外壳，同时改善和更换内部器件，包括使用变频驱动器，从而提高制冷效率和可控制*。

6.整幢大楼控制系统升级：升级现有的建筑物控制系统，以优化HVAC操作，并提供更详细的辅助计量信息。

7.通风控制系统升级：在使用空间采用必要的可控制通风设备，以改善空气质量，降低调节室外空气所需的能量。

这项措施涉及在回气管道安装二氧化碳感应器，对将室外空气引入室内予以控制。每单位安装一台二氧化碳感应器，卸下现有风阀并用新的调节风闸代替。

8.租户能源管理系统：为每个租户引进个*化、基于网络的用电系统，从而实现更有效的电力使用管理。

数据显示，在全球范围内，建筑消耗了近一半的能源；在纽约，有80%的能源

消耗来自于建筑，这其中20%的建筑消耗了80%的能源。

国大厦改造项目参与方算了一笔账：如果这20%的建筑的能源利用效率提高38.4%，那么纽约市的能耗将降低25%；倘若每个**的能源使用效率提高

0亿吨的二氧化碳排放。如果帝国大厦按计划改造成功，未来15年，可减少碳排放10.5万吨，“这相当于公路上少了2万辆汽车”。

经过一系列的能效改造工程，2013年帝国大厦83岁的时候，将有望焕发新机。

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