中国工程院土木水利与建筑工程学部2005年重要论文集《论大型公共建筑工程建设--问题与建议》多位院士、专家发表论文抨击央视新楼存在严重安全问题!
中国工程院院士、中国土木工程学会与建筑学会专家2005年论文集抨击央视新楼
--央视新楼是“世界第一危楼”“第十一次征求意见稿”(二)
中国工程院土木水利与建筑工程学部的重要论文集《论大型公共建筑工程建设--问题与建议》“编纂说明”强调:[1]
“从1998年国家大剧院的设计方案开始,各地竞相仿效攀比,不惜工本建造‘标新立异’的大型公共建筑之风不断蔓延。大型公共建筑在国内的兴起,体现了我国近年经济和社会快速发展的必然趋势,本是值得庆贺的大好事。但是,现阶段的中国应该建设什么样的大型公共建筑,用什么样的原则去指导,以什么标准去评价;对于这些问题,在工程界和学术界内的争议一直不断。”
“为了进一步开展学术讨论,2005年5月27日中国工程院土木水利与建筑工程学部联合中国土木工程学会和中国建筑学会,在北京共同举办了题为‘我国大型建筑工程发展方向’的工程科技论坛,随后于7月举办了论坛的座谈讨论会。本书收录的论文与建议,主要选自论坛的大会报告、书面报告、讨论发言及会议总结,也有部分文章选自国内报刊并经作者同意,曾作为论坛的会议资料交流。”
“我们期望,本书的出版或将有助于我国大型建筑工程建设的健康发展。这些资料也是我国建筑工程建设史上的一段真实纪要,其是非曲直,尚可留待后人去评说、总结。”
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论文集的文章包括多位院士对央视新楼怪异设计结构非常明确尖锐的批评。
为便于科技界、新闻界与公众了解有关情况,特此节录论文集中对于央视新楼安全问题的有关评论。论文集首篇文章为中国工程院土木水利与建筑工程学部、中国土木工程学会与中国建筑学会2005年8月15日“呈交领导部门的报告”《大型公共工程建设中的问题与建议》“一、当前大型公共工程建设中的主要问题”提出的首位问题为“1、脱离功能需求,不讲科学合理,盲目追求奇异”中尖锐地指出:
有些大型公共建筑工程的设计,不是把建筑的使用功能、内在品质与经济实用作为首要目标,而是舍本逐末,以建筑外型造成的视觉冲击和标新立异,作为选取工程设计方案的主要标准。这些怪异的工程设计,多数违背合理的力学原则(如北京某一建筑,不但整楼倾斜,更在160m的大楼上端,还要向外悬挑长约75m、高约70m的楼房),与正常设计相比,有的在造价和钢材消耗上要翻几番,而且结构抗震和防火能力薄弱,安全风险较大。”
片面求新、求奇、求洋的结果,造就了外国的建筑师得以主导中国大型公共建筑的设计市场。他们毫不隐讳地声称:‘这些不可能在其他国家实现的建筑方案,正是为你们的需要而设计的”。
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宋春华(中国建筑学会理事长)在中国建筑学会第十一次全国会员代表大会暨2005年学术年会上的报告《平心持正、静观反思—对当前建筑设计市场若干问题的思考》指出:
对中央电视台新址工程的议论也颇多,主要是为追求造型的新奇,带来了经济、安全、施工等诸多问题。
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王仕统(华南理工大学建筑学院教授、广东省空间结构学会理事长)《大跨度空间结构的概念设计与结构哲理》一针见血披露:
目前,我国大型钢结构建筑很多由国外中标,说明国外建筑师具有异想天开的创造力。通过十年来国外中标工程的实践,国外建筑师在建筑设计的有些理念也许是杰出的,但不少建筑方案名为“创新”,实属“怪异”。如在建的CCTV新楼,由于结构布置极不对称,顶部向外悬挑75m以及结构钢度突变等原因,对抗震十分不利,必将耗费巨大资源,使得单位建筑面积的用钢量达到450kg¤m2,所用的结构钢板厚度达到100-200mm,大楼底部的混凝土底板厚7-10m;由于地震作用的间接性、复杂性、随机性和耦连性,在进行结构地震时程分析时,选择的地震波能同时满足地震的强度、谱特性和持续时间等三要素几乎不可能。因此,一个结构的抗震性能的好坏,在概念上是清楚的,而具体界线往往是模糊的,在这个意义上,现阶段的抗震设计仍然是一门“艺术”。对这类特别怪异的结构来说,也可能是不安全的。这些只能在中国试验场上出现的建筑,严重违反科学与经济法则;违反我国结构设计规范所要求的‘技术先进、经济合理、安全适用、确保质量’的设计原则。
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陈肇元院士(清华大学土木工程系教授)《建筑设计行业面临的挑战》坦率指出:
一个时期以来,外国设计事务所的作品几乎全面控制了我国的大型公共建筑设计市场,像欧运的几个大型建筑工程,作为大国主办国,竟然没有一个国人提出的方案中标,这在近代欧运史上是没有过的。……可是事实上,那些所谓好的不得了的外国“另类”建筑,从方案一出笼,就在工程界和学术界引起激烈的争议而未曾停息过;像CCTV大楼、国家大剧院和奥运体育场,有人尊之为化时代的优秀、创新设计,表达了北京这个城市的欲望和梦想,有人则斥之为违反科学与经济法则、不利抵抗灾变、穷奢极侈并喻义不良。有意思的是,批评和反对的声音在国外的媒体舆论和学术界中,似乎比中国国内还有响亮得多。
在对待外国与中国的建筑设计企业上,应该一视同仁。入世以来,大家可以看到,外国对中国的企业是怎样地设置种种管卡的,而我们不但置自己的国内建筑设计企业与低人一等的地位,而且面对外国“另类”建筑(有人认为是垃圾建筑)的入侵,则是如何地拱手相迎。
为了总结经验和深入探讨问题的所在,以便制定适当的规章制度,建议能选择若干争议工程作为典型案例进行剖析,比如大型建筑中的CCTV大楼、城市桥梁中的广西南宁大桥。
结构设计出了必须满足规范所规定荷载量值的作用外,还应在不可预见的天灾人祸(地震、爆炸)下,不致发生由于结构的局部破坏而引起的大范围倒塌。对于后者,在我国现行的设计规范中就没有具体的规定。我国规范在结构抗灾设防能力上的低标准要求,也为国外的那些另类建筑在中国的落户提供了方便,因为符合这些古怪建筑形式的结构,多数都是违背合理的力学原则,既浪费材料,安全风险又大。像CCTV这样的大楼,如果换一个国家,且当地在历史上也曾有过像北京曾经遭遇到的那样大地震,就不一定能够实现。
我们的设计人员往往习惯地认为,一个结构只要通过公式计算满足了规范的最低要求,安全就一定有了保证。这种想法是不全面的,谁能保证今后发生的地震烈度不会超过规范规定的数值呢?
这类外国设计的建筑,其结构设计与施工图,多分包给中国的设计院,按照我国规范低要求的安全设置标准进行设计。就这样,巨大的安全风险责任,又被转加到了我们中国的设计院和工程师头上。
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论文集收入郑光复 (东南大学建筑系教授)的论文《是谁在让科学与经济掩面而泣—关于CCTV大楼》强调指出:[2]
“央视新厦这方案怎么会评选出来?作为我国主要媒体的央视建造的新厦无论其优劣,必将影响广泛。而目前选用的新厦方案违反科学规律,违反经济法则,不利抵抗灾变,又喻义不良,太不得体,应当讨论。”
郑光复教授的文章进一步具体分析:
“一、违反科学规律、技术不合理,必定浪费。
“如果不顾不良后果,不惜代价,这个方案总可以实现。要言之,不在于能否,而在于应否!
“此方案违反科学与经济法则惊人,可虑。
“违反科学规律、技术不合理,必定浪费。这样技术与经济交融一体的不合理,并非表现在方案中局部和偶然的问题,而是表现在一整套的体系上:
“(1)门形大厦顶上‘门楣’是10-14层高的悬空横楼,而如此巨型悬楼还向水平弯折悬出,悬出远达数十米,其倾覆下旋的破坏力十分惊人。为免折断与倾毁,必需加倍增添额外的结构构件与大量钢材等的浪费。
“(2)门形两‘柱’楼从地面算起约230米,相当于近80层高的住宅,都大歪斜,铸就倾倒的必然之势,再设法使其不倒,又必额外大添构件、钢材……舍得倾填巨金也能不倒。
“(3)上述二种倾覆方向相同,破坏力倍加恶化。‘门’下裙楼如‘门槛’仅八层又后退较少,压重不足又力臂短,不足以平衡全楼倾覆力,为抗倒塌又必额外增添工料耗费。
“(4)如此需靠地下楼挽救,即地下楼前伸如‘脚’,而方案中这‘脚’较脆弱,实施中必修改、加强,再次增添工料耗费。
“(5)此楼结构上有五组危险而脆弱的节点:大厦与地下楼结合的‘胫’部受破坏力最大,方案此处最脆弱,斜‘柱’楼与横折曲而悬空的楼之间结合处‘肩’部;及曲‘梁’楼从两‘柱’悬挑出来的结合部,如两臂悬伸两手扭握处。这五组脆弱节点在地震、风暴、爆炸冲击波作用下特别危险。为抗震、抗风,对这些力学上先天不足的节点,必费巨金加固弥补。
“(6)此‘门’厦在许多方向呈不对称性,在遭受地震、风暴及其他横向外力冲击时,必产生扭转变形而破坏,这比剪切力复杂严重,而且不再局限于几组节点,而是整体的扭转。这不对称的整体扭转破坏,结合整体倾斜又大悬臂,和脆弱危险的大节点,安全可虑。
“(7)方案内部垂直核心筒在楼中偏置,如脊骨歪偏,火上加油,加重了不对称性的危害。 因预设上述七项反科学、反经济法则的先天性畸患,不能不采用有大量冗赘构件的超静定网筒型结构体系。它不可免的大量冗赘本身即巨额浪费,而且难抗灾变。
“同科学与经济如此大开玩笑,从高部到整体成系统的,先故意弄成倾覆性反平衡的体系,然后各处再加倍地倾注巨金来偷偷扶持不倒。仿若欧洲马戏团里常见,特长大鞋底内衬长大钢板及强化胫部包裹的丑角,作倾状而不倒。
“试问,如此不顾经济法则,弄险自炫究竟意欲何为?就算你央视再财大气粗也不能穷奢极侈至这等地步啊?!外国玩家可以不负责任,不是他的钱,而我们的评委们又岂能不负责任,听之任之?”
“二、不利预防抵抗灾变”
“从‘9.11’到‘非典’,从大地震倒长酷暑……人们记忆犹新,央视新厦方案在抵抗灾害方面问题也是不小。”
“(1)难抗瘟疫生化毒害。全楼为折曲方环筒体,还用玻璃幕墙全封闭,成为巨大筒管。楼内各种管道、管井、楼梯电梯井,及走廊和吊平顶内空间,都随之成环状贯通,方便循环,病毒、病菌、毒气、毒液、放射性物质、粉尘都可以畅快循环,多向散播。现有常规建筑技术几乎不可能严密阻断如此大大小小多种多样管道及筒体空间内部的循环。尤其空凋系统本是最易滋生病毒病菌,并借空间送风人工助播的系统。而且封闭式‘网筒’型结构体系,构件多且复杂,增添许多各种角度的构件和构造节点,格外增添许多藏垢纳污的小死角。”
“(2)难抗火灾。这有两点不利,一是,上述方环管井、楼梯电梯与走廊,吊平顶内空间,以致整个大厦的封闭式筒体管腔,都易传播火与烟及燃烧所生毒气,而防火分区设施难度增加,特别是环形管道管井内难阻断。二是,全楼网筒结构,构件特多特密,其中有许多构件比一般梁柱细,还全部笼罩在封闭的幕墙内,一旦起火,将闷在高温中烧,迅即降低钢材强度而坍塌。此外,还明显违背我国消防规范的问题,‘门框’上端横折曲‘梁’大楼内,中央部位很多厅室到‘柱’状楼中的垂直交通疏散口的距离,大超规范允许的距离。因其大段悬空,无法另加垂直疏散交通,除非多设降落伞。要知道,真正大火直升飞机也难降落,上升喘涡流对飞机是最大危险。”
“(3)抗冲击破坏力极差。全楼先天性倾覆力巨大。即使采取特殊处理可以扶持不倒,但仍留下不少脆弱节点及危险易塌的破坏点,而且两楼牵连,只要有一辆汽车炸弹在大楼‘门柱’的‘胫’部一击,全楼即毁,而无需飞机撞击。随着科技发展,也许一颗手雷就能摧毁这本已倾斜的先天‘危楼’。”
“要解决上述不利抗灾变的问题,大多有办法,只是再一一的额外添加巨额资金。这个反科学与经济法则的方案,极难控制造价;建成后使用、维修的经常费用更可能是无底洞。这是预设的浪费之王,在设计上是个荒唐游戏,开了个天大的玩笑。然而,谁来付费?”
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2005年出版的《论大型公共建筑工程建设--问题与建议》汇集中国工程院多位院士、以及中国土木工程学会与中国建筑学会多位专家出于强烈社会责任感对央视新楼多方面安全问题提出的严厉抨击,央视新楼项目主管领导对此显然听而不闻、无动于衷、一意孤行、我行我素!
参考文献:
[[1]] 中国工程院土木水利与建筑工程学部,论大型公共建筑工程建设--问题与建议,中国建筑出版社,2006年12月。
[2] 郑光复,是谁在让科学与经济掩面而泣—关于CCTV大楼,建筑时报,2003年9月5日。