Khi nào Việt Nam theo kịp Mã Lai Á và Đài Loan, Hồng Kông…. về các nhà Chọc trời Siêu cao- Super Tall Skycraper, sau thời kỳ cầu treo ( cầu Mỹ Thuận), đường hầm xa lộ trong núi Hải Vân( Huế- Đà Nẳng), xa lộ ngầm dưới sông Sài Gòn( Thủ Thiêm) … ? ở cao trào đô thị hóa nước nhà và trên thế giới ngày nay:
Tiên
tiến công nghệ giúp các kiến trúc sư cố xây nhà chọc trời cao một dặm Anh
G S Tôn Thất Trình
1-
Lịch trình
các xây cất cao theo thời gian trên thế giới
*Nữu Ước năm 1913 : Woolworth Building
* Nữu Ước năm 1931: Empire
State Building cao 1250 bộ Anh =
375m mới được gọi là Siêu cao thế giới đầu tiên .
* Chicago- Hoa Kỳ năm 1973: Sears Tower
* Kuala Lumpur - Mã Lai Á năm 1998 : Petronas Tower
* Đài Bắc - Đài Loan năm 2004 : Taipei
* Dubai năm 2010: Burj Khalifa cao 2717 bộ = 715,1 m
*
Thượng Hải năm 2014: Shanghai Tower
*
Jeddah - Vương Quốc Ả Rập năm
2017: Kingdom Tower
2 - Nhà Chọc trời siêu cao- Super tall
Skyscraper tân kỳ, cao hơn nữa dặm Anh
Buổi sáng ngày
11 tháng 11 năm 2001 , Bill Baker, kỷ sư
cơ cấu- structural engineer
tại hảng SOM –Skidmore, Owings và
Merrill đang làm việc tại sở ở trung tâm
thành phố Chicago. SOM là công ty lảnh đạo họa kiểu nhà chọc trời và ít nhất trên phương diện công nghệ Baker là vua không ai chối cải được.Trong 30
năm qua, ông giám sát hay họat động ở 6
trong số 15 xây cất cao nhất thế giới, nhưng ngày 9/11 là ngày xấu xa cho ai đang làm vua cõi này: khi Trung Tâm Thương Mãi Thế Giới– World
Trade Center sụp đổ và đồn đại rùm beng là một phi cơ vô lại đang hướng về Tháp Sears -Tower,
Baker và các bạn đồng nghiệp nhìn thấy tận mắt những tượng trưng nghề
nghiệp của họ đang trở thành những vật
thể của khủng bố.
Vài
ngày sau, Baker và vài đồng sự lái xe đến Nữu Ước. Các nhà đấu thầu cần có
các kỷ sư tình nguyện giúp lấy các tháp đi. Ông nói : họ chia vị trí ra làm 4
vùng, mỗi vùng có 4 nhóm kỷ sư cơ cấu công nghệ và chúng tôi là nhóm Chicago . Lúc Baker thu dọn đống gạch vụn, thật là khó lòng
không đặt vấn đề cho kiến trúc cao ngất.
Một bài báo ở Associated Press
nhấn mạnh là các nhà kiến trúc đã
hỏi thẳng thắn “ Vậy chớ trong tương lai,
chúng ta có còn mãi làm các nhà chọc trời thần tượng nữa không ?”.
Chỉ 18 tháng sau
9/11, Baker trở lại Nữu Ước, lần nay để
thảo luận về họa kiểu một xây cất cao
nhất thế giới. Công ty SOM thắng đấu
thầu và 6 năm sau, nhà chọc trời Burj Khalifa
mọc lên cao 2717 bộ (715.1 m ), nghĩa là cao nữa dặm Anh .
Thay vì là một thời đại kiến trúc khiêm
nhường, thập niên kể từ 9/11 đã khai hoa, nở nhụy xây cất nhà chọc trời. 70 năm trước 9/11, ghi
chép cho thấy là xây cất cao nhất chỉ cao thêm 230 bộ ( 69m ). Kể từ ngày đó, nhà chọc trời đã cao thêm 1234 bộ( 400.2
m). Và chúng sẽ cao thêm hơn nữa vào
thập niên tới. Ngày nay, các nhà chọc trời mới
đã tân kỳ- mới mẽ trên mọi phương
diện: cơ cấu mới, vật liệu mới, họa kiểu
và thử nghiệm với những phương pháp mới. Thành quả không chỉ là
những xây cất cao hơn mà còn là tòan thể một lọai xây cất mới: đó là các
nhà chọc trời siêu cao.
3- Biến
đổi kỹ thuật xây cất -kiến trúc từ 1933 đến 2000.
Những kỷ
thuật xây cất mới mẽ từ khung tháp – steel frame, hệ thống cơ cấu
hình ống – tube, cách sử dụng pha trộn – mixed use : trước đây chỉ là phòng sở - office space
, nay là nơi chứa khách sạn, căn hộ chung công quản, thương xá
và tiệm ăn, gạt bỏ kỷ thuật ống, tiến tới “Cột cờ Chống đở - Stayed Mast” và “ Lõi
Trụ Ốp Tường- Buttress Core .
Sau Empire State Building năm 1931 phát sinh
từ ngữ nhà chọc trời, hai tháp của World Trade Center bắt đầu lên cao năm 1966,
cao đến 1368 ( 410.4 m ) và 1362 (
408.6m ) bộ Anh. Nhưng chỉ 15 năm vừa qua, các kiến trúc sư và các kỷ sư mới khởi sự
xem các siêu cao là một hạng kiến trúc riêng biệt, với thách đố và cơ
hội riêng mình. Baker nói: khi bạn
vượt quá kích thước World Trade
Center
Tháng 10
năm 2012 ở Quảng Trường 30 Rockefeller Plaza, Nữu Ước, tháp thần tượng cao 850 bộ ( 255m ) khánh thành năm 1933, đứng cao nhất
thời đại điên cuồng xây cất các nhà chọc trời cực kỳ cao – ultra-tall-
skycrapers. Rồi tăng cao ngưng
lại. Trong vòng 30 năm kế tiếp, các tháp
khung thép – steel frame như 30 Rock và Empire State Building tuồng như là bề cao nhất các kiến trúc sư đạt
được.
Rồi thay
đổi lại trở lại vào giữa thập niên 1960,
khi một kỷ sư tên là Fazlur Khan ,một trong một tiền nhiệm của Baker ở hảng SOM, đưa vào một hệ thống cơ cấu
mới gọi tên là Ống – the Tube. Khan
thay khung thép cổ truyền bằng những
lọat cột chạy lên cao phía bên ngòai xây cất. Các cột
được nối liền với nhau và với lõi xây cất, chứa các thang máy, các bậc cầu thang và các tiện nghi. Làm như vậy,
phần mạnh mẽ nhất ở phía bên ngòai, nơi nó chịu đựng gió thổi tốt nhất, mà khi cao hơn 40 tầng , gió còn đáng lo
ngại hơn trọng lực nữa .
Sự xuất hiện
Ống đưa đến một đợt sóng các xây cất cao
vào các thập niên 1960 và 1970 , gồm
luôn cả John Hancock Center, các Sears
Towers, và World Trade Center. Nhưng khi Bakers đến SOM vào đầu thập niên 1980,
các kỷ sư và kiến trúc sư đã gặp phải
những vấn đề mới. Hệ thống ống có nhiều giới hạn chánh: nó có
thể lên cao như một kiến trúc sư mong
muốn, nhưng chỉ khi nào đáy nó cũng tăng trưởng theo tỉ lệ. Baker nói: “
nếu như bạn muốn nó cao gấp đôi, bạn phải làm nó rộng hai
lần hơn và cũng sâu hai lần hơn, Như thế
một xây cất siêu cao, 150 nền nhà
có nghĩa là nhiều triệu bộ vuông cho khỏang dùng làm phòng sở, đa số sâu xa vào bên trong xây cất, nghĩa là đủ sức
làm cho các nhà đầu tư bồn chồn lo lắng, nới lỏng giây ràng buộc và muốn đi
ngay ra ngòai ở cửa gần nhất .
Giữa thập niên
1990, hai điều xảy ra giúp các kiến trúc sư
đẩy xa ra khỏi vấn đề hóc búa phòng sở - không gian, cả hai đều cực trọng
để tháo xích cho cuộc cách mạng siêu cao. Điều thứ
nhất thuộc về kinh tế. Các nhà chọc trời cao nhất thường dùng làm không gian cho phòng sở. Nay
các siêu cao dùng làm khách sạn, công quản, thương xá và tiệm ăn. Các không
gian làm cư xá và tiệm bán lẽ, đòi hỏi những bản nền hẹp hơn phòng sở, giúp các xây cất xây cao
hơn mà chỉ dùng một số lượng vật liệu giống nhau, trong khi đó cung cấp một lọat lựa chọn địa ốc đa lọai hơn làm cho các xây cất cao dễ
dàng tìm thấy người mua, dễ chiếm cứ
hơn. Năm 2000, chỉ 5 trong số 20 xây cất cao trên thế giới dùng làm sử dụng pha trộn.
Đến năm 2020, chỉ còn 5 không xử dụng pha trộn mà thôi.
Chuyễn động các
tháp về sử dụng pha trộn đã làm dễ dàng thay đổi lớn lao thứ hai về họa kiểu
nhà chọc trời: lọai ra ngòai kiểu ống.
Năm 1998, Baker và Adrian Smith, một kiến trúc sư hảng SOM đã họa kiểu nhiều dự
án cao nhất của hảng, gồm luôn cả Burj Khalifa, trước khi rời hảng lập một công
ty cho mình, giải tỏa dự án 7 South Dearborn ở Chicago. Tháp này là siêu
kiểu mẩu mảnh mai – supermodel – slim:
nó sẽ cao 2000 bộ ( 600m ) trên một phần
tư khu phố đô thị. Thay vì là một ống,
nó sẽ dùng “ cột cờ chống đỡ” đặc điểm là một lõi trung tâm có 8 cột gần đó vây quanh, ở ngòai một mút chìa đỡ
bao lơn – cantilever cho 60 đến 108 tầng
không gian sử dụng pha trộn.
 |
| Khi hoàn thành vào năm 2017, 2,087-foot (193.89 mét vuông ...) trung tâm Wuhan Greenland sẽ là tòa nhà thứ ba cao nhất thế giới. Kiến trúc Adrian Smith và Gordon Gill |
Trì trệ
dot-com làm thất bại xây cất 7 South Dearborn . Nhưng lề
lối sáng tạo của dự án cảm hứng kiến trúc sư và kỷ sư họa kiểu một tá nhà chọc trời “ hậu ống-
post tube”. Baker và Smith chung sức một lần nữa trên Burj Khalifa, và làm
ra một hế thống cơ cấu hòan tòan mới, “lõi
trụ ốp tường”. Nó liên quan đến một lõi trung tâm lục giác, bê tông trên ba
cạnh họ đặt trụ ốp tam giác. Hãy
tưởng tượng một tàu hỏa tiễn có ba vi cá dài và mỏng làm cho ổn định.
Lẽ dĩ nhiên,
thế vẫn chưa đủ đơn giản để họa kiểu một xây cất cao; cho nên các kiến trúc
sư và kỷ sư đã phải hình dung cách nào di chuyễn dân gian trong đó. Họ xoay qua
những giải pháp gồm có tiền sảnh nhìn
trời được – sky lobbies, các thang máy
hai boong- double decker elevators
và thang máy gọi là đưa đến tận nơi – destination dispatch .
Nhưng ngay cả thang máy nhỏ nhất cũng
chỉ lên cao được chừng 1 km một phút, và xuống với tốc độ 2/3 km một phút thôi, vì nếu không lỗ tai đa số hành khách sẽ không chịu nổi áp lực .
Muốn lên cao hơn đòi hỏi một suy tư lại
chính ngay cả thang máy. Theo Leslie Robertson,
chánh kỷ sư cơ cấu cho World Trade
Center
4- Họa kiểu và thành phần vật liệu khác xưa rất nhiều
Thép
là vật liệu lựa chọn cho các xây
cất siêu cao, nhưng các kỷ sư đã khởi sự
vứt bỏ thép, thay bằng bê tông – concrete. Leonard Joseph, một kỷ sư cơ cấu hảng Thornton Tomasetti nói: “ Bê tông này không phải là xi măng
đá sạn và nước thời ông chúng ta.”,
mà là những thực đơn phức tạp của
các vật liệu tiên tiến và các hóa chất kể cả sợi vi tiểu – microfibers
thay các xà ( thỏi ) kép – rebar
thép cồng kềnh .
Thép cơ cấu có sức nén – compressive strength chừng 250 megapascals ( pascal là đơn vị áp
xuất ). Ở thập niên 1950, bê tông mạnh nhất chịu đựng được khỏang 21 megapascals,
giới hạn mọi cơ cấu tòan bê tông chừng 20 tầng nền. Ngày nay, bê tông mạnh nhất
chịu đựng 130 megapascals và nếu pha
trộn thêm sợi vi tiểu có thể tăng gấp đôi con số này. Một ưu điểm khác của các
cơ cấu bê tông là chúng có khối lượng
lớn hơn các cơ cấu thép; cho nên tháp bê tông
có thể mỏng thín hơn là tháp thép và vẫn còn có sức kháng các lực gió
thỗi như cũ. Bê tông khác với thép là nó khỏi cần chịu lửa, không cháy –
fire proofing.
Khi
vài kỷ sư chuyễn qua bê tông , các kẻ khác đã nghĩ xa hơn rồi ; nghĩ đến các
composit sợi carbon , nghĩa là vật liệu nhẹ cân
siêu mạnh cung cấp cho cơ cấu các
xe đạp đua và các máy bay phản lực.
Thế nhưng các nhà khoa học cần có giải đáp cho các thách thức đáng kể.
Không những sợi carbon rất đắt tiền mà
ngay cả ưu điểm chánh của nó – nghĩa là nhẹ tâng, cũng sẽ làm bối rối cho ai đó
ở bên trong xây cất. Ai quen thuộc với bê tông và thép kiên cố dưới chân mình ở
xây cất sợi carbon sẽ cảm giác là mình đang đi trên mặt trống – drumhead, một cảm giác
chưng hửng ở 1500 bộ (450 m).
Khi xây
cất lên cao thêm, chúng sẽ phải đối đầu
một lọat lực mỗi ngày mỗi thêm phức tạp. Ở mắt đất, ít ai để ý tới một
làn gió thổi nhẹ. Lên cao 100 tầng, gió sẽ có tốc độ 40 dặm ( 60km ) một
giờ -mph. Đáng lưu tâm đặc biệt cho các kỷ sư là gió xóay, gió lốc tràn lan
– vortex shedding: khi gió thổi qua các bờ rìa xây cất sắc nhọn, gió sẽ tạo
ra các cơn xóay lốc, lôi kéo xây cất theo những phương cách bất ngờ.
Khả năng các kỷ sư làm ra kiểu
các lực bên ngòai, cũng giúp cho các xây cất tăng trưởng. Mãi cho đến năm
1970, các kỷ sư
đã họa kiểu qúa độ các tòa tháp
có lực dư thừa, vì họ không có cách nào thử nghiệm một xây cất cho đến
khi dựng nó lên xong. Thập niên 1970, các kỷ sư bắt đầu các kiểu mẩu thử
nghiệm gió trong hầm – wind tunnel- testing. Nhưng chỉ khi sức máy computer mau lẹ và rẽ tiền và in
3-D xuất hiện, những hảng họa kiểu mới
có thể thử nghiệm nhiều dịch bản mau lẹ. Ngày nay, các hảng công nghệ gió có thể
làm ra nhưng kiểu mẩu đa dạng 3- D của một xây cất sau vài giờ, rồi thử nghiệm
chúng liên tiếp mau chóng tại một hầm gió đặc thù. Baker nói: họ có thể làm
qua 18 biến thiên trong một ngày. Như
vậy ngày thật là dài, nhưng thế vẫn còn …” Hàng trăm máy dò – sensors bao phủ mỗi kiểu mẩu, làm ra hàng trăm lần đọc áp xuất một giây, rồi sau đó họ dựa vào thể thức bắt
chước- simulation ở máy computer trình
bày những nơi nào xây cất yếu nhất. Đến cuối tiến trình, họ còn tái tạo một
dịch bản theo kích thước các vùng xung quanh : như đồi, các xây cất khác, ngay
cả kẻ đi bộ, mọi chuyện tạo ra các mô hình gió thổi phức tạp. Các phân tích gió
hầm – wind tunnel giúp các kỷ sư phát triễn
những giải pháp chống lại các cơn gió lốc tràn lan, tỉ như các bờ rìa
tròn trịa và các khe rảnh
- vết cắt ở các góc xây cất và
các van khói kiểu lá chắn – dampers,
tương tự các bộ giảm chấn – shock
absorbers, giảm khuynh hướng tháp chuyễn động theo cơn gió nhẹ thổi. Không
có chúng, nhiều nhà siêu cao sẽ lắc lư
rộng lớn. Ngay cả khi các nhà
siêu cao không rơi rụng đi nữa, cũng không
còn có thể họat động bên trong siêu cao nữa. Joseph nói: bạn ở trên chóp một thằng ngốc đầu trọc ẩm
ướt và bạn đang phải cỡi đầu nó một cách đáng buồn nôn.
5-
Siêu cao là
một cái nhìn mới : đô thị thẳng đứng
Năm 1906, không xa cách mấy bình minh thời đại nhà chọc trời, H. A.
Caparn kiến trúc sư viễn cảnh lọai xây
cất mới là “ một nổi loạn chống lại các
định luật kinh tế” . Chứng minh duy
nhất để lên cao như vậy là cái tôi và tiền bạc. Hơn 100 năm sau, các nhà chỉ
trích đang cố san bằng lời buộc tội này.
Thật không có gì trùng hợp theo lời họ phát biểu là các siêu cao đều tập trung
vào những nơi như Vịnh Ba Tư và
Trung Quốc. Chúng là những nhà kiếng sưởi nóng – hot house trồng hoa địa
chấn kiến trúc – architectonic, ở khí hậu nhân tạo tiền bạc và cảm xúc xấu
xa. Tuy nhiên, các siêu cao có thể là
biểu hiện tuyệt đối nhất cho kinh tế hơn
là nổi lọan kinh tế. Dubai và Thượng Hải
không phải là Ai Cập cỗ xưa hay Pháp quốc thế kỷ thứ 17, nơi một nhà vua
muốn có một kim tự tháp hay một cung
đình. Thị trường, không phải là cá nhân, qui định xem một siêu cao có xây dựng
lên được không.
Hãy lấy thí
dụ Burj Khalifa. Riêng mình, xây cất này đại diện một giá trị
địa ốc thật sự. Nhưng nhà phát triễn nó
Emaar Properties , cũng xem đó là một
vật tâm can cho một doanh nghiệp mới và một huyện cư xá, đặt tiền thuê mướn cho
các tài sản với những nhãn quan rỏ rệt về nhà chọc trời. Ngay cả nếu như Burj
Khalifa thất bại gây lợi lộc, Emaar cá cuộc là sự hiện diện của siêu cao sẽ làm
tăng gía trị các tài sản xung quanh, đủ lớn hơn các bù chì khác biệt.
Các chuyện địa ốc để ra một bên, điều gì căn bản hơn đã thúc đẩy làm tràn lan các siêu cao: dân số gia tăng, đến năm 2050 thế giới sẽ hơn 9 tỉ người, nếu tính là 7 tỉ
ngày hôm nay. Chừng 70% dân số sẽ sống ở các vùng đô thị ( nhắc lại
là đến năm 2020 ?, dân đô thị Việt Nam dự trù chiếm 60% tổng số, nông thôn chỉ
còn 40%, nghĩa là 60 triệu người Việt sẽ
sống ở đô thị ). Gần trọn thế kỷ thứ 20, qui hoạch ở thế giới đã mở mang và
đang mở mang, là chống đô thị - antiurban ; tính cách thẳng đứng dày đặc của một đô thị công nghệ được xem à
một cái gì thuộc quá khứ. Siêu cao không những là biểu hiện một gạt bỏ viễn
quan này, mà cũng là một ôm đồm cho tổng
hợp mới và đó là đô thị hóa thẳng đứng- vertical urbanism.
Các xây cất
như Burj Khalifa và Tháp Thượng Hải – Shanghai
Tower thường được gọi là đô thị thẳng đứng , nhưng chúng không có
những gì làm sinh động ồn ào hổn độn của
Luân Đôn – London thế kỷ thứ 19 hay Phía Đông Thấp Hơn – Lower East
Side của Nữu Ước. Tại Hồng Kông, Trung Tâm Thương Mãi Quốc Tế - ICC
cao 1558 ( 467.4 m ) có đường rầy riêng
biệt nối liền với phi trường, phối hợp cùng
một thương xá cao sang, không gian phòng sở và một khách sạn bên trong tháp, có nghĩa là du khách có thể
bay tới thành phố, trải qua nhiều tuần lễ
ở ICC và khỏi cần hít hơi không khí địa phương.
Dù thích hay
không, đó cũng là hứa hẹn của những nhà chọc trời siêu cao. Năm 2017, Tháp
Vương Quốc – Kingdom Tower ở Jeddah, nước Ả Rập Xao U Đi – Saudi Arabia, Adrian Smith
họa kiểu
sẽ mở cửa, cao chừng 3280 bộ ( 984m ), sẽ thay Burj Khalifa như thể là xây cất cao
nhất thế giới. Ngồi trong tiệm cà phê Trung tâm Rockefeller Center, Clay Risen
hỏi Baker là tháp Vương Quốc cao
hơn nữa dặm Anh , có là giới hạn cao
nhất ai đó có cơ dựng lên không ? Baker
nghĩ một lúc rồi trả lời “ Chắc chắn là được, nhưng cần nhất là phải có
một khách hàng đúng hiệu” .
(Chiếu theo Clay
Risen, biên tập viên New York Times, số tháng 3- Popular Sciences)
( Irvine Nam
Ca Li – Hoa Kỳ, ngày 24 tháng 2 năm 2013 )
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét