在人类文明的进程中，建筑始终是智慧与技艺的结晶，从古老的埃及金字塔到现代的摩天大楼，每一座伟大的建筑都承载着时代的印记，象征着人类挑战极限、追求卓越的精神。然而，在建筑的辉煌背后，也隐藏着一些令人痛心疾首的失误，这些错误不仅造成了巨大的人员伤亡和财产损失，更成为了建筑史上的深刻教训。

▏****一、“死亡之光” 对讲机大楼：阳光反射的灾难在英国伦敦的金融城，有一座引人注目的建筑 —— 芬乔奇街 20 号大楼，它还有一个更为人熟知的别称 ——“对讲机大楼”。这座大楼始建于 2007 年，由于其独特的外观造型，从远处望去，恰似一个巨大的对讲机，因而得名。在设计之初，它被寄予厚望，旨在成为伦敦金融城的又一地标性建筑，为这座古老的城市增添现代气息。大楼共 37 层，总建筑面积约为 100,000 平方米，于 2014 年竣工，造价高达 2 亿英镑（约合 17.6 亿元人民币），建成后提供了超过 64,000 平方米的办公空间，并在顶层设置了空中花园，吸引了众多人的目光。然而，这座大楼在建成后不久，就暴露出了一个严重的设计缺陷。大楼采用了玻璃幕墙设计，其中一面呈凹形，这本是为了追求独特的建筑美学，却没想到，这个设计成为了一场灾难的源头。当阳光照射在大楼的南侧时，这个微凹的弧度就如同一个巨大的凹面镜，将阳光集中反射到街道和街道对面的房子上。在夏天，这种反射效果尤为显著，太阳光线的反射强度是正常情况的 8 倍，从而产生了极热效果，被人们形象地称为 “死亡之光”。2013 年 8 月 29 日，灾难降临。一位车主将他的捷豹汽车停在大楼对面，大约两小时后回来时，震惊地发现部分车身，包括后视镜和车徽，都已被高温熔化。这一事件引起了轩然大波，随后，多位车主报告了类似的遭遇，甚至自行车座椅也未能幸免。不仅如此，大楼对面的商家们也深受其害，店铺内出现油漆起泡融化、瓷砖破裂、地毯被烧焦等情况。有媒体记者进行实地测试，发现这里的温度极高，最高可达 70 摄氏度以上，甚至可以轻松地在街道旁煎熟一个鸡蛋。这一问题的出现，不仅给周边居民和商家带来了巨大的财产损失，也对人们的日常生活造成了极大的困扰。行人路过此处时，不得不采取各种防护措施，如打伞、戴墨镜等，否则就会被强烈的反射光灼伤皮肤。而对于那些在附近工作的人来说，原本舒适的办公环境也变得酷热难耐，工作效率受到了严重影响。为了解决这一问题，大楼的开发商和设计师们可谓绞尽脑汁。他们首先对大楼的反射情况进行了深入的调查和分析，试图找出问题的根源。经过一番研究，他们发现，大楼的玻璃幕墙设计以及其朝向和角度，是导致阳光反射问题的关键因素。随后，他们提出了一系列解决方案，包括调整玻璃的角度、更换玻璃材质、安装遮阳设施等。最终，他们选择了在大楼 3 层和 34 层安装一系列水平遮阳铝片的方案，以避免建筑再次向周边地区发出 “死亡射线”。整个整改工程耗时数月，总共耗费了约 1400 万美元。“对讲机大楼” 的事件，给建筑行业敲响了警钟。它让人们深刻认识到，在建筑设计过程中，不能仅仅追求独特的外观和造型，而忽视了建筑与环境、与周边居民的关系。设计师们需要综合考虑各种因素，包括建筑的功能、安全性、环保性以及对周边环境的影响等，确保建筑在满足人们使用需求的同时，不会对他人和环境造成负面影响。同时，这一事件也提醒了相关部门，要加强对建筑项目的监管力度，在项目审批、建设和验收等各个环节，严格把关，确保建筑质量和安全。

▏****二、斯图加特 21：铁路项目的噩梦在德国巴登 - 符腾堡州的首府斯图加特市，有一项备受瞩目的铁路交通重组工程 ——“斯图加特 21”。这项工程于 2010 年 2 月 2 日正式开工，其核心目标是将斯图加特火车总站从一个终点站改建为地下贯穿式车站，以更好地连接欧洲高速铁路网路，同时改善斯图加特到巴黎、维也纳及最终到布达佩斯的铁路联系，意图将斯图加特打造成为欧洲的新中心。该项目最初的预算为 45 亿欧元，预计工期为 10 年，本应在 2020 年完工。然而，现实却与预期相差甚远。截至目前，15 年过去了，这个成本高达 110 亿欧元的项目仍未完工，成本几乎翻了数倍，成为了德国版的 “烂尾工程”。斯图加特 21 项目在建设过程中遭遇了重重困难，其中一个主要问题是地质条件的复杂性。斯图加特地区的土壤和地质状况特殊，在挖掘隧道和建设地下车站时，施工团队遇到了比预期更多的岩石层和不稳定的地质结构。这不仅增加了施工的难度和风险，还导致了施工进度的大幅延误。为了应对这些地质问题，工程方不得不采用更先进、更昂贵的施工技术和设备，这无疑进一步推高了项目成本。据估算，因地质问题导致的额外成本高达数十亿欧元。除了地质问题，环保因素也给项目带来了巨大的挑战。该项目需要拆除部分具有历史文化价值的建筑，并对一些自然保护区和生态敏感区域造成影响。这引发了当地居民和环保组织的强烈反对，他们举行了多次大规模的抗议活动。在 2010 年 10 月 11 日，就有 4000 名市民发起了首次游行示威，反对拆除火车总站和整个斯图加特 21 计划。这些抗议活动不仅导致工程多次停工，还使得项目在环保审批等环节上耗费了大量的时间和精力。为了满足环保要求，工程方需要采取一系列的环保措施，如对受影响的动植物进行迁移和保护、对施工过程中的噪音和粉尘进行严格控制等，这些措施都增加了项目的成本和复杂性。此外，项目在规划和管理方面也存在严重的不足。在项目初期，规划者对工程的难度和复杂性估计不足，导致预算和工期的制定过于乐观。在项目实施过程中，管理团队的协调和沟通不畅，不同施工单位之间的配合出现问题，也进一步加剧了项目的延误和成本超支。例如，在一些关键工程的交接环节，由于信息传递不及时和责任划分不明确，导致工程出现了重复施工和质量问题，不得不进行返工，这不仅浪费了大量的人力、物力和财力，还延误了工期。斯图加特 21 项目的失败，给德国的铁路交通和经济发展带来了巨大的负面影响。一方面，项目的延误使得斯图加特的铁路交通枢纽建设滞后，无法满足日益增长的交通需求，影响了城市的物流效率和人员流动，对当地的经济发展造成了阻碍。另一方面，项目的超支给政府财政带来了沉重的负担，原本可以用于其他基础设施建设和社会福利的资金被大量投入到这个项目中，导致资源分配的不合理。斯图加特 21 项目的案例警示我们，在进行大型基础设施建设项目时，必须充分考虑各种因素，包括地质条件、环保要求、社会影响等。在项目规划阶段，要进行全面、深入的调研和论证，制定合理的预算和工期。在项目实施过程中，要加强管理和协调，确保工程的顺利进行。只有这样，才能避免类似的建筑错误再次发生，使基础设施建设项目真正为社会和经济发展服务。

▏****三、花旗集团中心：风荷载计算的疏忽在纽约市的天际线中，花旗集团中心以其 279 米的高度和独特的 45 度屋顶，成为了一座引人注目的摩天大楼。这座大楼共 59 层，拥有三百万平方英尺的办公空间，是花旗集团的总部所在地。它于 1977 年竣工，建成后成为了纽约市最雄伟的建筑之一，也代表着当时建筑设计与工程技术的一次大胆尝试。然而，这座看似坚固的大楼，却隐藏着一个致命的安全隐患。大楼的设计初衷是为了在有限的空间内实现独特的建筑效果，同时满足花旗集团的办公需求。为了实现这一目标，设计师休・斯塔宾斯（Hugh Stubbins）采用了一种独特的结构设计，将四根高达 35 米的圆柱置于大楼每一面的中央，而非传统的四角位置，使得大楼如同悬浮在空中，独特的悬空造型以及呈 45 度斜角的楼顶，让它在众多建筑中脱颖而出。但这种独特的设计却带来了意想不到的问题。1978 年，普林斯顿大学结构系的学生黛安・哈特利（Diane Hartley）在研究花旗中心时，发现了其结构设计存在重大隐患。她通过结构验算发现，当强风从 45 度角斜向吹来时，大楼的结构完全无法承载巨大的风荷载。原来，传统建筑支柱位于四角，垂直于一个面的风是最大的载荷，而花旗集团中心的柱子转了 90 度，使得最大的应力变成了 45 度角的斜向风。威廉・勒梅瑟里尔（William LeMessurier）作为主要结构设计成员，起初出于对自己设计的自信否定了黛安的观点。但后来，当他重新回顾花旗中心的结构设计时，却惊恐地发现，当采用斜角风压时，整体风荷载造成的荷载效应比正向风压增大了 40%，在底层桁架处甚至增大了 160%。这意味着，在特定风向的强风作用下，大楼有倒塌的风险。更糟糕的是，施工单位为了加快进度和降低成本，将原设计中的焊接接头改为了螺栓接头，而实际安装的锚栓仅能承受实际设计荷载的 1/3。这使得大楼的结构安全性进一步降低。经计算，若风速达到 112km/h，大楼就可能出现结构危机，而这种风力，纽约每 16 年就会遇到一次，哪怕考虑阻尼器的影响，足以影响结构安全的风力每 55 年也将出现一次，这远小于结构设计的服役时间。发现问题后，勒梅瑟里尔没有选择沉默，而是立即将问题告知了花旗集团。花旗集团随即采取行动，紧急雇佣工人连夜对大楼进行加固。为了解决连接节点缺陷，大批焊工在夜间进行烧焊，在每个接缝的螺栓连接处加上 5 厘米厚的钢板，将其焊死在一起，以加强建筑的连接作用。同时，为了减小风荷载的作用，在楼顶安置了一个重达 400 吨、体积 255 立方英尺（7 立方米）的谐调质量阻尼器（tuned damper mass），经计算，它可以减少 50% 风荷载作用下的位移。此外，还为漂浮在油膜上的阻尼设备加装备用的供电系统，以保证暴风雨来临时不会停电。这场加固行动堪称一场与时间的赛跑。就在加固工程进行期间，1978 年 8 月 30 日，一个有气象纪录以来在加拿大海域出现过的最强飓风 “埃拉”（Ella）形成，其风速最高可达 220 千米每小时，正朝着纽约行进。如果 “埃拉” 飓风正面袭击纽约，按照当时大楼的状况，极有可能被吹倒，届时将造成 20 万人死亡，并给附近十个街区带来毁灭性的灾难。幸运的是，在飓风即将登陆纽约的时候，它突然转向，朝着北大西洋前进，纽约市躲过了这场巨大的浩劫，花旗集团中心也得以避免倒塌的命运。这次事件让花旗集团付出了沉重的代价。虽然具体的加固费用没有完全公开，但据估算，整个加固工程花费了数百万美元。除了直接的经济损失，花旗集团中心事件还对建筑行业产生了深远的影响。它让人们深刻认识到，在建筑设计和施工过程中，任何一个细节的疏忽都可能带来灾难性的后果。哪怕是看似微不足道的设计变更、施工方式的改变，都需要经过严格的论证和计算，确保不会影响建筑的整体结构安全。如今，花旗集团中心依然屹立在纽约列克星敦林荫大道和 53 大街的交叉口，它不仅是花旗集团的象征，更是建筑史上的一个重要案例，时刻提醒着人们要重视建筑安全，尊重科学的设计和严谨的施工流程，避免类似的错误再次发生。
（图片源自网络）
作者 | 几维鸟毕业于新西兰林肯大学。对大众科普知识拥有浓厚兴趣，曾在多个科普期刊上发表过科普文章。关注事实，积极探索前沿科技。

初审 | 陈嘉琦、李书豪复审 | 魏星华
终审 | 韩永林

来源: 吉林科普微窗