多功能柱子的建築 - Sendai Mediatheque 圖書館

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Japan

上會講完伊東豊雄(Toyo Ito) 其中一個傑出之作，今日我想講一講他早期一點的作品，這亦是我最喜歡他的作品—Sendai Mediatheque，這圖書館的特別之處當然不是其四方盒的外型，而是伊東豊雄巧妙地令柱子空間的功能提升了。

柱和電梯聽起來好像是風馬牛不相及的東西，但是伊東豊雄想了一個非常具創意、亦很實用的方法，就是把柱子和電梯結合在一起。即是在電梯糟的外圍空間之中還加入了不同大小的鋼柱。這些鋼柱便是整座大廈的結構柱，因此整座圖書館的柱和電梯空間都減少了，從而大大提高室內空間的靈活度。

除了電梯會放在這些鋼柱之中還包括消防樓梯，鋼柱與電梯/樓梯之間的空間亦同樣用作採光的空間。換句話說，這些柱的空間便是結構、交通、和採光的空間，伊東豊雄便精妙地把不同的建築部件融合在同一部件之中，這樣便令一個平凡四方盒的圖書館變得相當具創意，亦同樣令功能得到提升。

伊東豊雄的設計精妙之處，往往都是在於他如何簡化建築部件，或令不同的部件融為一體，因此令室內空間變得靈活。他未必如安藤忠雄般把建築物極量地簡化，令建築部件減少，從而達至清和靜的感覺。但是伊東豊雄的設計重點未必在於感覺，反而注重如何改善建築部件的組合從令功能得到提升。

因此，我覺得伊東豊雄的建築更能達至實用而美觀的境界，充份看出他精通各建築部件的特性，融會貫通地運用和簡化。

如果大家一直有閱讀我blog的話，我都會強調建築師除了要知道設計之外，還需要學習法規、工程、科技、環保、經濟、歷史、文化和管理，融會貫通各種知識才會創造出新的境界。

雖然生有涯，學海無涯，儘管窮一生之力去追求一種學問都只能得其皮毛，更何況要學貫中西、博古通今方能集各家之大成，這非一人之力可達。但是每種知識都會和其它的知識有一定程度上的關連，今日所學的一點東西，便可能和別的知識有所關連，假以時日知識便可以相輔相成，伊東豊雄便是一個好例子。

Sears tower (電梯篇)

今日來到Sears tower的最後一篇, 之前講過電梯槽設計可以說是摩天大廈設計中用最多時間的一部份, 為何?

原因是電梯的配合並不是一件容易的事情, 當設計大廈早期時, 機電工程師 /屋宇設備工程師會設算這大廈大約需要多少部電梯. 電梯的多少便當然取決於大廈的層數和面積, 另一點便是電梯的速度, 工程師會計算一部電梯需要停頓的層數, 並假設電梯會停頓的次數, 需要多少時間來跑完這座大廈.

在一般情況下, 工程師都希望把等電梯的時間控制在1分鐘之內, 有時會設定在2分鐘之內. 因此有部份電梯就只跑高層、有一些就只跑低層, 目的就是希望減少停頓的層數來控制等電梯的時間. 因為萬一停頓層數大多的話, 便需要更多的電梯來滿足需求, 但大多電梯除了減少實用面積之外, 當然還增加了成本. 請不要少看一部電梯的成本, 一部普通的電梯都需要過100萬元, 如果是高速電梯或觀光電梯就更不止這個數目.

所以, 建築師和工程師便盡量把電梯的數目調整至合理的水平, 亦盡量安排電梯的排法, 如果設計出來同一區電梯是需要4部電梯平排的話, 便很容易對用家錯失電梯, 又或者是3部、3部對排的話, 亦會對用家做成困擾. 所以,近年開始流行用電腦派梯的按制系統, 就好像太古坊一帶的商廈都是用這系統, 為的是希望集中同一層的用家在同一部電梯來減少停頓的層數, 藉此減少電梯的數目, 在理論上好像可行但好像不太受用家歡迎.

萬一在設計後期收到大租戶的要求, 希望在大廈加設獨立的電梯大堂並要求部份電梯為私用電梯的話, 就更是大災難. 聽起來好像很簡單, 但如果有關佈局並未附合大租戶的要求,  就差不多要重新排過所有的電梯並重新計算有關的時間, 雖然工程部萬不願意, 但租務部的一句話” 有錢的人是最大的” 便令所有人都投降.

講到電梯就必須要講消防梯, 消防梯的要求是需要在1分鐘之內能夠把消防員送至大廈所有層數之中的其中一層, 儘管如Sears tower 或上海國金的超級摩天大廈都有同樣的要求, 所以大關的電梯都很快. 在台北101大樓的電梯是每一分鐘行540m, 所以時速可達60km/hr. 大家可能以為60km/hr不是一個很大的速度, 普通在街上的汽車都不止這個速度, 不過大家要考慮一部電梯是在靜止的狀態下, 短時間加速至60km/hr, 亦在短時間之內減速至靜止狀態, 這並不是一件簡單的事情.

要做到這樣除了要強勁的馬達和減速器之外, 還需要人類能夠承受的壓力.

F (force力) = M (mass -質量 ) x A(acceleration- 加速度)

力量和加速度(或減速度) 成一個正比, 。情況有如一個人在車上, 短時間之內加速至一個高速,亦在短時間之內停車. 他便會在加速時先彈後至椅背, 然後再在停車時向前彈.

講完上升還未講下降, 如果急速下降的話, 就很可能坐跳樓機般下降, 現實情況下當然可以做到很高速的電梯 , 汽車的引擎都可以在幾十秒之內由零加速至100km/hr, 電梯當然可以, 只是Human comfort.

所以, 建築師很多工作的時間都用在安排電梯、走火梯和電線管道的位置, 當然是盡量用最少的地方便最好, 因為可以增加銷售面積.

講到底, 消防梯在那裡? 消防梯就是大廈的送貨梯, 所以通常安排在消防門之後, 目的是讓消防員在地達火場前還有一個安全的空間準備救人, 亦避免火焰沿電梯槽漫延至其他層數.

世界第一高樓—哈利法塔 (Burj Khalifa)

上一會介紹了一座840m高的垂直都市，今會便是為大家介紹現時世界上最高的大廈—哈利法塔，它的總高度是828m，總共160層高，並擁有以下的世界紀錄。

世界最高的大廈

世界最高的結構

世界最高的單一結構

世界最多層數的大廈

世界最高的電梯

世界最快的電梯—時速64km/hr

世界最高的暸望台

世界最高的遊泳池

世界最高的清真寺

混凝土泵至最高層數的世界紀錄

哈利法塔雖然都達到了800m以上，但是基本的設計如普通大廈沒有很大的分別，只是一座超巨型的綜合性大樓，人類都需要不時離開這座大廈才可以生活。不像Millennium Tower一樣，銳意改變人類生活的模式，讓一個城市必需的部份都放在一座大廈之內，讓人類只需在一座大廈之內便可以生活。

話雖如此，哈利法塔確實為垂直都市作了重要的一步。

結構

 在哈利法塔建造之前，很少人都會研究中東800m以上的風力，更何況世界第二高的結構—Warsaw radio mast都只是

646m，加拿大的CN tower 都只是553m，因此在興建時曾放出汽球來搜集數據，而這實驗對整個設計作了重要的改變。

一般的大廈是只會進行5次以內的風洞測試，但哈利法塔的情況實在太特殊，工程師作了40次風洞測試來了解風力對結構的影響，才能進一步確認結構上的安全。

為了穩定整個結構，整座大樓上細、下大，這樣可以令大廈在強風吹襲之下，擺動情況可以減少。但其實這是最不合受乎經濟效益的做法，因為大廈的層數是愈高愈貴。而且無論層數的高低，都需要一它數目的消防梯、電梯、機房和洗手間，所以如果高層的空間太少的話，實用率會很低，而很難收回成本，因此香港的摩天大廈的頂層只會比低層略為細少一點，極少數的例子如中銀大廈一樣，高層只是低層的4分之1的面積。

平面

一般的多層商業大廈都會把電梯放在中央，辦公空間則盡量四四方方，只有少數的例子如中環廣場、中銀大廈(三角形平面)和合和中心(圓形平面)。再者，務求使室內空間變得實用，四邊的空間都會盡量連接，這使每層辦公室有更大的靈活度來調整的大少。

但是在哈利法塔的例子中則是Y型的平面，Y型平面的多層大廈在香港是很常見的類型，但都只限於政府房屋，因為在政府每層單位的大少已決定了，單位是不會組合或分隔，所以Y型的平面是完全沒有問題。

這大廈建築師—SOM選擇的Y型的平面的原因是希望這大廈的單位可以盡覽波斯灣的景色，每個單位都有自己的景觀，而且在結構上亦相對地穩定。

不過對哈利法塔的情況來說，就好像不太適合，因為這大廈除了包括酒店、豪宅之外，還在高層設有辦公室、健身室、會議室、清真寺等，所以Y型的平面好像未能滿足橫向空間的需求和應有的靈活度。

而且可能這大廈在結構上有很大的要求，在每一個房間之間由很粗的結構牆來分隔，這代表每個單位的間格已經定下來，如果將來由住宅改變作商業用途的可能性很低。

但是，哈利法塔有12層是酒店、70層是住宅、其餘大部份是辦公室。從這樣的比例來說，很令人懷疑此項目的招租和銷售情況，何時才能在杜拜消化這樣大的一級豪宅供應呢?

消防/電梯

萬一發生火警，根本不可能要求住客跑160層樓梯才逃至地下，所以在每隔25層便有一個逃生層讓住客逃至該層來等待消防的救援。

由於這大廈都是採用一般處理手法，所以當火警時，電梯會自動回到首層，務求不會再有新增的人仕進入大廈，而且亦避免火頭可以通過電梯糟漫延至其他層數，情況就有如香港最慘烈的火災—嘉利大廈一樣。

至於消防員則是從首層進入消防梯(通常是用作送貨梯) ，然後通往各層。而消防梯的要求多數是需要1分鐘之內能夠通往各層，所以哈利法塔的消防梯是全世界最高速—時速64km/hr。其實時速64km/hr是一個很低的速度，一般在街上的車都能夠達到這個速度，但是要在1分鐘內由靜止加速至64km/hr，然後再急速地減速至0km/hr。在短時間有如此急速的改變，對人體的壓力其實一點也不小。

哈利法塔預計同一時間會有35,000人同一時間使用，所以工程師早期是希望是使用3層電梯，但最後都只是使用雙層電梯。雙層電梯就是兩層的電梯在同一時間行走，住客可以同時在1樓和2樓進入電梯，並通往其他層數。(香港新鴻基大廈便是使用雙層電梯。)

哈利法塔為了減少電梯佔用的面積，都自然有轉電梯的需要，但是為了滿足載客量，這大廈都需要設備57部電梯。