臺灣最高的建築物
位置:台北市信義區市府路45號
年代:2004年
建築設計:李祖原建築師事務所
特色:目前台灣最高的摩天大樓。
臺北101(Taipei 101),原名臺北國際金融中心(Taipei Financial Center),為經濟部積極推動「亞太營運中心」計劃,在1990年代初期,經濟部積極推動「亞太營運中心」計劃,希望能在香港97回歸後,能把香港的一些大型的世界級企業(亞太區總部)吸引來台灣,為台灣帶來大量的外資。其中最具代表性的一項建設。它位於臺灣臺北市信義區的一幢摩天大樓(25.034 $^\circ$ N , 121.562 $^\circ$ E ) ,樓高508公尺,地上101層,地下5層,是目前台灣最高的摩天大樓。
臺北101現址在建設前只是農地, 1980 年才被規畫成金融商業中心,並迅速發展成高級住宅、辦公大樓、購物中心的地區。Taipei 101是由臺北金融大樓股份有限公司開發、規劃、建造、經營,由李祖原建築師設計, KTRT 團隊營造(KTRT Joint Venture(簡稱KTRT)是由日商熊谷組營造(KUMAGAI GUMI)、華熊營造(TAIWAN KUMAGAI)、榮民工程(RSEA)、大友為營造(TA-YO-WEI)所組成的聯合承攬團隊,為TAIPEI 101(原名台北國際金融中心)新建工程的總承包商。)。
臺北金融大樓於1997年7月以 BOT 方式從臺北市政府取得此公有土地的開發權,主體工程於 1999年 7月開工,裙樓設置的購物中心(Mall)於2003年11月14日開幕,塔樓(臺租辦公室)於2004年12月31日開幕,89樓室內觀景臺於2005年1月19日試營運,3月1日正式營運;91樓戶外觀景臺於2005年9月16日首度開放民眾參觀。
設計的理念
就在離臺北101不遠的幾條街,一幢方方的建築物外面坐著兩隻石雕的獅子,望著這個像是用樂高玩具組合起來的建築物。
李祖原建築師事務所就位在這方方的建築物的八樓,臺北101的構思就是臺自這間事務所內的王重平建築師。王重平建築師個兒小小的,戴著眼鏡,穿著絲質中山領的襯衫,他在貼滿牆壁的建築草圖前,告訴我們臺北101的故事。
最初的計畫是興建兩幢30層以上的建築,總樓層66層,後來改為興建3幢建築,總樓層88層。直到當時市長陳水扁先生,決定替臺灣建立一個最高聳的建物,才得將原先的3座大樓的容積合併為一座,成為現在的8節式像竹筍的外形,樓高101層,共448公尺,外加60公尺的頂端尖塔,總高才增加至508公尺,當時也成為世界第一高樓,這個記錄直到2007年7月被杜拜的摩天樓打破。
Taipei 101為世界首創的多節式摩天大樓,由李祖原建築師團隊設計。李祖原崇尚東方古典藝術,擅長將東方元素與西洋建築融合為一,Taipei 101便是此種概念下的代表作。第27層至第90層共64層中,每8層為一節,一共8節,每八層所組成的倒梯形方塊形狀來自中國的"鼎"。每節頂樓向上展開的弧線,帶來蓬勃向上的氣氛;而向上開展花蕊式的造型,象徵中華文化節節高升及蓬勃發展的經濟。
裙樓頂樓的採光罩,外型就是中國的"如意";為了彰顯金融中心的主題,在24-27層的位置有直徑近4層樓的方孔古錢幣裝飾。處處可見的中國傳統風格裝飾物,表現出將中西科技融合的理念。
Taipei 101多節式外觀,以高科技巨型結構(Mega Structure)確保防災防風的顯著效益。每八層形成一組自主構成的空間,自然化解高層建築引起之氣流對地面造成的風場效應,透過建築設計綠化植栽區的區隔,確保行人的安全與舒適性。
超越單一量體的設計觀,以中國人的吉祥數字八 (「發」的諧音) ,作為設計單元。每八層樓為一個結構單元,彼此接續、層層相疊,構築整體。在外觀上形成有節奏的律動美感,開創國際摩天大樓新風格。
大樓造型宛若勁竹節節高昇、柔韌有餘,象徵生生不息的中國傳統建築意涵。內斜七度的建築面,層層往上遞增;無反射光害的高度透明省能隔熱帷幕玻璃,讓人們在臺灣的最高建築內觀天看地。
為了使從未實現過的外斜7度的結構可以成真,在玻璃帷幕牆使用特殊設計的框架,每八樓為一模組,能兼有支撐樓地板重量的作用,且為了應付地震與颱風的搖晃,該框架具有彈性。
外斜7度的結構使得每八層樓就會多出一個平台,不僅方便設置洗窗機,更重要的是擁有避難平台,方便火災或是其他災害時的高樓逃生,這樣充裕的避難平台,是傳統摩天大樓所做沒有的。
傳統的摩天大樓設備層是集中於特定幾層樓。台北101在每節底部面積最小的樓層作為設備層,分散於各辦公樓層,將管線長度縮短,但是處理噪音的問題增加了。
塔樓在每個倒梯形方塊的頂點上有一塊金屬凸臺物的形狀象徵「龍頭」,並由於頂端尖塔大部分時間都被雲遮蓋住,在大樓頂端那些「龍頭」上得裝置航空障礙燈,以警告在高空中的飛機。
高科技材質及創意照明,以透明、清晰、營造視覺穿透效果,與自然及周遭環境大尺度的融合。臺北101大樓的周遭建築也運用到中國人的「氣」及「風水」理論,讓這大樓處處表現中華文化與西方科技的結合。
設計機能與需求
L 型的裙樓區圍繞在塔樓旁,共6層,高63M。裙樓區主要為購物中心,名為Taipei 101 MALL,內部設計十分華麗,包括挑高數十米的室內廣場。
避難平台四角的金屬突起物,有類似避雷針的作用,以防止側擊雷。該金屬突起物也有裝置航空障礙燈(一般大樓上會閃的小紅燈)及大樓裝飾燈(白色會閃)的功用。另外,塔頂也會設置大型避雷針。
目前規劃從9樓至84樓,扣除設備層及轉換層外,其他應該都是出租辦公室。
為了擁有寬敞的辦公空間,樓板與樓板距離四米二,採用儲冰式空調,降低尖峰用電量。帷幕牆採雙層中空玻璃,經特殊處理可隔絕三分之二熱源,節省空調用電。6公分網路高架地板。由台電公司世貿變電所及基信變電所同時供應電力,透過雙變電所、雙迴路方式確保供電品質。並具備緊急供電系統,可達70%的基本需求,預留擴充空間,並能維持30\%空調。並在各設備層設有兩間大型防火避難室。
Taipei 101擁有雙觀景台(Observation Floors),由1樓搭乘世界最快的電梯(極速1008M/min),最快可39秒到達89層室內觀景台,
91-100F預計作為設備層以及給各政府機關例如警政消防放置通信設備以及民間通信設備。91層露天觀景台以上的樓層面積縮小,91(室內)、 92、 93、 94F長寬約為89F的一半,95F再縮小,然後逐漸放大,到100F時為最大,又稍縮小,101F稍微放大。
101F的地板高度為438M,該層為VIP會議廳,挑高十米,故Taipei 101全樓ROOF(屋頂)高度為448M。
101F屋頂至全樓頂端還有60M,包括尖塔底座及半球型裝飾,共高7M(官方資料),再來是高53M的尖塔,加起來為60M,此段高度約與91F-101F的57.4M相當。尖塔的截面約為4x4m的正方形。
這幢建築物有二十萬平方米的銀行及保險業辦公空間,十四個大企業進駐臺北101。
1. 基地面積:9,159坪 (30277 m^2)
2. 總樓地板面積: 約108,210坪 (357719m^2)
3. 購物中心: 約22,600坪 (74711 m^2)
4. 辦公大樓: 約60,000坪 (198347 m^2)
5. 停車位: 汽車1858輛 / 機車3045輛
為了應付每天超過一萬名員工的上下班,大樓裡設有63座像膠囊形狀的電梯,其中辦公樓層使用的雙層電梯有59座。為了快速運輸上下樓人潮,並減少電梯井數量,Taipei 101採用雙層電梯,
並將各部電梯分層停站,並設有轉換層,讓每部電梯所停樓層盡量減少,以節省搭乘的時間。
日本東芝(TOSHIBA)公司製造了兩台全世界最快的電梯,能夠在39秒之內從5樓上升至觀景台位在的89樓。而遊客也能從樓梯上到位在91樓的室外觀景台。其中約有10秒是以高達每分鐘1000公尺的速度上升,電梯每臺造價超過200萬美元。
工程造價
Taipei 101座落於臺北最菁華地段,是國內建築界有史以來最大的工程專案。該專案主要由國內14家企業共同組成的臺北金融大樓股份有限公司,與國內外專業團隊聯手規劃,並由國際級建築大師李祖原團隊精心設計。
整個臺北101花費640億新臺幣,而大部分的費用都是用在技術層面上。為了應付可能高達七級的強震,及每平方公尺得承受1.4噸的風壓,光是外圍12萬平方米的部分,鋼、鋁以及玻璃結構部分就花了9500萬元,使得其安全性較其他大樓還高。
耐震與防災設計
台灣位於地震帶上,在台北盆地的範圍內,又有三條小斷層,為了興建臺北101,這個建築的設計必定要能防止強震的破壞。台灣每年夏天都會受到太平洋上形成的颱風影響,防震和防風是台北101建築所需克服的問題。
臺北101是第一座蓋在強風地震頻仍地區的超級高樓。因為要避免大樓遭受地震傷害,以及樓層間的颶風,平面採 W 的形狀,並通過2200PS 飛機發動機所產生的颶風測試。
因為臺灣處在一個多颱風以及多地震的地理位置,2000年的臺灣經歷921大地震,距離臺北101兩百公尺遠的地方又剛好是另一個斷層地帶,再加上臺灣每年至少會有3-4個時速高達250公里的颱風侵襲。
大樓良好的彈性設計,也不免受到風吹的影響。抵銷風力所產生的搖晃主要設計是阻尼器,而大樓外形的鋸齒狀,經由風洞測試,能減少30-40\%風所產生的搖晃。
為了應付地震及颱風的搖晃,Taipei 101擁有世界最大的被動式調諧質量阻尼器(Tuned Mass Damper),這個鋼球主要功能是用來抵銷這幢大樓所受的搖晃,閃著灰色光芒的鋼球直徑5.5m,重達660噸的懸浮阻尼球,由許多不同直徑共41層的「厚鋼片」所疊成,橘色的鋼纜每四條鋼纜為一組,共16條鋼纜繞過鋼球底半圈再拉上去,再用大網將它包圍住。
這顆阻尼球造價400萬美元,平常只會擺動個幾公分。擺盪時,阻尼裝置內的液體會穿過小孔,藉此消散風的能量。若是發生了大型災難,如百年一次的超級地震或颱風,阻尼球將擺盪1.5公尺,撞上一個防撞環;防撞環上另有8個的黏性緩衝器,可防止阻尼球進一步擺盪。
此球平時用以抵銷風力對大樓產生的搖晃,放任其些微搖晃;而當劇烈地震或颱風來襲時,它能減輕大樓的搖晃程度。完工後此球裝潢成為88樓景觀餐廳的佈景主題。這也是全世界唯一開放遊客觀賞的巨型阻尼器,更是目前全球最大之阻尼器。
在美國遭受911恐怖攻擊事件之後,臺北101大樓所要應付的就不只是颱風和地震。摩天大樓因承受不起飛機衝撞及油料燃燒的高溫而崩塌,為了防止類似事件,臺北101大樓整幢建築物的鋼筋及鋼纜都是採用防火的,大樓本身還儲備了相當兩個半奧林匹克游泳池的消防用水。並在每八層樓增設一個平臺,方便火災或是其他災害時的高樓逃生。這樣充裕的避難平臺設計,是以往傳統摩天大樓沒有的。
結構設計與材料的技術
為了評估地質對台北101所產生的影響,地質學家陳斗生開始探查工地預定地附近的地質結構,探鑽4號發現距台北101地層下方約200公尺,有一處10公尺厚的斷層。依據這些資料,國家地震工程研究中心建立了試驗模型,模擬地震發生時,大樓可能發生的變形。
1998年1月,臺北101計畫正式動工,地基要開挖到地底40-60m深的岩盤,再埋入數百直徑1.5m、長80m的混凝土柱做為承載基樁。在承載基樁上再置入9000噸的鋼鐵以及26000 m^3的混凝土做為臺北101的基礎。
台北101打地基的工程總共進行了15個月,挖出15萬噸土,基樁由382根鋼筋混凝土構成。中心的巨柱為雙管結構,鋼外管,鋼加混凝土內管,巨柱焊接花了約兩年的時間完成。台北101所使用的鋼至少有5種,依不同部位所設計,特別調製的混凝土,比一般混疑土強度強60\%。
Taipei 101的結構較筒狀的結構,主要支撐設在內部。能使落地式的玻璃帷幕牆360度毫不間斷,相當於整層樓是用玻璃包起來的,加上外斜7度的玻璃帷幕牆,更有居高臨下之感,創造更開闊的視野,使得每層樓都像是瞭望台。
防震措施方面,台北101採用新式的「巨型結構」(megastructure),在大樓的四個外側分別各有兩支巨柱,共八支巨柱,每支截面長3公尺、寬2.4公尺,自地下5樓貫通至地上90樓,柱內灌入高密度混凝土,外以鋼板包覆。
臺北101的架構由3種不同的結構部件緊密結合而成,每一種分別用來承載不同的載重。大樓每一面都有成對的2.4×3公尺超大型柱子,建物核心另有16根柱子,兩者合起來形成垂直支撐架構。超大型柱子外部圍繞著猶如蜘蛛網的韌性抗彎構。這是一種有彈性的鋼骨架構,地震時會適量彎曲。
不過,真正的創新是連接所有柱子的結構。每8層樓就有一個專用機械樓層,其中包含一層樓高的巨大鋼製懸臂桁架(outrigger truss)。這些桁架負責連接建物中心的柱子以及外圍的超大型柱子,有效地擴大建物寬度,避免傾覆。這就好像滑雪的人有了滑雪杖就不容易跌倒一樣的原理。
基礎完成之後,1999年7月,在地底28m處,臺北101的建物開始慢慢成長。由於所使用的鋼筋都得由南臺灣北送,為了要達成每20天就建好4層樓的進度,每項材料都得準時送達工地。臺北101的主幹為設在大樓內部的8枝巨柱,每枝長3m、寬2.4m,由8cm厚的鋼板組成,每兩枝平均分在大樓的四面做為支撐臺北101的主幹。
巨柱在每8層樓時就會再用16枝鋼柱再加強支撐,這些柱為箱形鋼柱,且為了增加勁度而在低層部分內灌混凝土直至62層高,並利用起重機將材料送到需要的樓層。
從許多方面來說,台北101大樓運用了許多當代摩天大樓中最先進的技術。大樓內使用了光纖和衛星網路連線,每秒的傳輸速率最高可達1GB。
每天有來自50個國家的近兩千位的技術工人,如水泥工、工程師、技術人員及焊接人員在工地工作。這些技術工大部分來自臺灣及泰國。他們每天爬上爬下,早已習慣大樓高處輕微的晃動,及強風將雲吹進建築物裡。
在夏天,工人們必須承受工地及氣候的高溫,每天揮汗如雨地不停工作。惡劣的天氣及地震使得工程進度時而停止,時而繼續。
2002年時的工程進度已經落後,又加上2002年3月31日下午3點時6.8級的大地震,使得當時固定在高樓250m處四具吊車的其中兩具被震了下來,造成5名工人死亡,並有16人輕重傷,吊車一具砸到路上,壓壞不少車輛並傷及民眾,另一具則砸破裙樓屋頂。調查結果證實大樓本身並沒有因為地震而有任何損害,此次事故迫使工程停工長達三個月,完工時間也因此拖延。
登上世界的舞台
2003年7月,當工人將第96層高達38m的鋼柱架上,大家舉杯慶祝的同時,臺北101已超過吉隆坡雙子星大樓,正式成為世界最高大樓。世界高樓協會CTBUH的3項世界第一認證分別為:世界最高建築物、世界最高使用樓層以及世界最高屋頂高度。但這個記錄僅維持了3年,世界第一高的地位,在2007年7月被杜拜的摩天樓所取代。目前世界已完工的摩天大樓比較。1974年,美國芝加哥Sears Tower(常譯作西爾斯大樓)以總高442M穩坐世界最高寶座二十餘年,直到1998年馬來西亞吉隆坡的Petronas Towers落成 (該國國營石油公司的雙子星大樓),以下簡稱PT),總高451.9M被CTBUH認可,才讓世界第一高首度出現在美國以外的地方。PT的爭取世界第一高成功,使得爭世界第一的戰火再度點燃,尤其是在亞洲太平洋西岸地區以及中東國家。
臺灣自從1949年後,在國際上並沒有一個正式名稱。在這擁有27個城鎮的臺灣島,臺北101被視為一種象徵,一種超越中國的象徵。
高樓可以徹底改變一個城市的面貌。單單在臺北市就有比其他國家首都還多的高樓大廈。當其他國家首都只有高於200m的建築物,臺北101這枝竹子就像外星來的超級異物,但在二十一世紀它還會獨領風騷嗎?
其實,臺灣在脫離中國後的這段時間已經成為一個成功的經濟國家,臺灣的面積只有德國巴伐力亞洲的一半,卻是全世界生產電視、鐘錶、電腦、運動鞋的最大國,臺灣更成為世界上不容忽視的一個地方。
臺北101完工後,中國修正了預計2007年完工的上海環球金融中心的高度,並聲稱將會超越臺北101,至於超越多少,目前沒人得知。
杜拜已有一幢560至600m高的建築物產生。爭奪世界第一的戰火已經點燃,未來十幾年內各地還會有大量的世界第一計畫產生,世界第一高的建築可以被超越,但是這座華麗的高樓將有其特殊的意義。
TAIPEI 101高達508M,是在Petronas Towers之後第一個成為世界第一高的摩天大樓,也是21世紀第一座世界第一高的摩天大樓,更是世界上首度超越500M的摩天大樓。
一座傑出的地標建築,足以改變這個城市。如同帝國大廈之於紐約、艾菲爾鐵塔之於巴黎,面對21世紀,臺灣需要更寬廣的舞臺、更亮眼的演臺。臺北101將會帶領我們登上世界的舞台。
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