塔式建築

高度大於寬度的結構

塔式建築(英語:Tower),常簡稱為「塔」或「臺」,是指高大偏細長的建築結構物,在不同環境中具備各式不同功能的建築類型。嚴格的塔式建築定義:是指高大的塔形建築物,通常高度大於寬度,能夠不需依靠其它支撐物(如:索纜、支架等)而單獨豎立,或是作為更大結構的一部分,同時,可供人類經常進入而非長期居住[1][2][3]

朝霞映襯下的艾菲爾鐵塔

漢語中的本來指源於佛教東亞文化圈印度文化圈中常見的高層建築,其英文是Pagoda,後來也常用於稱呼其他地區一些高大建築,如艾菲爾鐵塔比薩斜塔電波塔金字塔燈塔水塔。在現代建築中,塔也被用來稱呼一些極其高大的單體建築,比如曾經矗立在紐約曼哈頓島上的世界貿易中心,就被稱作「雙塔」,這些摩天大樓其實屬於大樓

歷史編輯

人類自史前時代起就已經開始建造臺與塔。聖經的創世記中即有人類想要建造巴別塔的記載。 新石器時代的耶利哥牆英語Wall of Jericho (Neolithic)就有圓形石塔,約在西元八千年[4]。蘇美人在西元前四世紀也建造了金字形神塔,其中包括有是西元前二十一世紀由烏爾第三王朝建造的烏爾大塔廟[5],巴比倫建造的埃特梅南基英語Etemenanki也是金字形神塔,是巴比倫在西元前二千年興建的,也認為是古代世界中最高的塔。

現存最古老的塔是在北蘇格蘭broch英語broch建築,是圓錐狀的臺屋。在腓尼基古羅馬的文化中也強調將塔用在防禦工事和哨兵上。例如興建於西元前一千年,摩洛哥城市的索維拉(Mogador),名稱就是源自腓尼基的烽堠(migdol)一字。羅馬人使用八角塔[6]作為克羅埃西亞戴克里先宮的一部份,其中紀念碑的歷史可以追溯到西元300年,而塞維安城牆(西元前四世紀)和奧勒良城牆(西元三世紀)的特色則是方形塔。中國在西周時也建造了許多烽火台來傳遞訊息[7],另外秦朝修築的長城,也將塔整合到其建築元素中。城堡的敵台指城牆或城池旁突出的塔式建築,也是城堡的重要元素之一。

其他著名的塔有1173年至1372年在比薩興建的比薩斜塔,以及1109年至1119年在博洛尼亞建造的博洛尼亞雙塔喜馬拉雅塔英語Himalayan Towers是用石頭作的塔,主要在是西藏,大是14世紀到15世紀興建[8]

力學上的限制編輯

在一定高度以下的塔,可以用二對互相平行的側面來支撐結構的重量。但若超過一定高度時,其壓應力會超過材料強度,塔會倒塌,因此較高的塔其支撐結構會設計成錐形,越高層的面積較小,以避免壓縮負載造成塔的倒塌。

另一個會影響塔的因素是挫曲,是指細長形的物體在有側面受力的情形下,在壓應力尚未超過材料強度時就出現物體彎曲變形的情形。因此結構需有足夠的剛性以避免變形。許多很高的塔其支撐結構在塔的周圍,也可以提昇其剛性。

塔的動態特性也是在設計時需考慮的限制之一。塔會受到風力變化、渦旋脫落英語vortex shedding及地震的影響,一般會用強度和剛性的加強來處理,也有些會利用調諧質量阻尼器英語tuned mass damper來減小塔在外力下的運動。若塔在不同高度的截面不同,或是越高層的面積較小,也都可以避免整個塔同時受到渦旋脫落的影響。

功能編輯

許多現代的高層建築物(尤其是摩天大樓)在定義上不算是塔,比較算是建築物,但其名稱會稱為塔。英國高層的住宅建築會稱為tower blocks。美國原來的世界貿易中心也稱為雙塔,吉隆坡雙峰塔也有類似的稱呼。在世界高塔列表中有對塔有嚴格的定義,但以下列表對塔的定義會比較寬。

戰略性的優點編輯

在歷史上,塔的優點是可以勘察防禦陣地,也有比較好的視野可以觀察周遭地帶,包括附近的 戰場。在一些需要擴大視野覆蓋面積的場合,人們常常建築塔,如監獄的塔哨、邊境線上的瞭望塔、森林中的防火塔等。 塔一般會用防護墻組成,也可能會設法搬動到目標附近(例如攻城塔)。塔也可以用來防禦城牆下的死角,例如敵臺角臺。今日戰略用途的塔仍用在監獄、軍營以及周邊防禦設施上。

勢能編輯

塔可以儲存物品或是液體,再利用重力使物品或是液體往下流動(例如筒倉水塔)或是將某一物體撞擊到地面或地面以下(例如鑽機)。跳台滑雪也是相同的概念,可以用人造的方式代替天然的山坡或丘陵。

通訊用編輯

歷史上有許多的塔是用在通訊用途上,例如燈塔鐘樓時鐘樓信號塔英語Signal box叫拜樓都用用來進行遠距離的通訊。近年來的電波塔以及行動電話信號塔擴大了發射器的範圍,也對通訊有幫助。加拿大在多倫多興建了加拿大國家電視塔,可以作為發射器和強波器(repeater),其中也有融入觀光的特點,例如其中觀景台位在147層,是全世界最高的觀景台[來源請求]

交通用編輯

塔也可以支撐橋的重量,其高度甚至可以和水上最高的建築物相近。懸索橋斜拉橋都常見有橋塔的設計。塔架(pylon)是一種簡單的塔式結構,也用來建築鐵路橋梁、大眾運輸系統,以及港口。

機場用來進行航空交通管制的控制塔,就是利用其視野來進行飛機起降的管制。

其他用途編輯

  • 作觀光用:許多城市都建有觀光塔,塔上都設有觀景台,登上高塔可以俯瞰城市景色;而在一些自然風光區也有為方便遊客欣賞美景而設立的觀景塔。
  • 作為遊樂設施:建築高塔可以供遊客進行跳傘、蹦極、攀岩等極限娛樂活動。
  • 作為城市景觀:高塔有時是作為城市景觀出現的,比如巴黎的艾菲爾鐵塔、上海的東方明珠電視塔等。
  • 擴大視野:在一些需要擴大視野覆蓋面積的場合,人們常常建築塔,如監獄的塔哨、邊境線上的了望塔、森林中的防火塔等。
  • 作為導航設施:作為導航設施的塔如燈塔機場的指揮塔台等,藉助較高的建築可以更好的散播燈光、無線電信號等導航信號,導航指揮人員也可以獲得更好的視野。
  • 作為通訊設施:高塔能夠更好地傳播無線電信號,許多塔是作為通訊設施而建設的,如烽火台中央廣播電視塔、各色各樣的移動通訊基站等。
  • 作為供水設施:將自來水泵入很高的水塔就可以依靠水自身的壓強為高層的樓房供水。
  • 作為火箭發射的依靠物:高聳入雲的火箭發射塔是發射場地常見的景觀。
  • 收集太陽能:在一些大型的太陽能電站常常建有高塔,分布在地面的許多反光板將陽光反射到高塔上,以加熱塔中的蒸汽獲得發電的動力。
  • 收集風能:在離地面較高的空中風速較大,在高塔頂端可以更加有效得收集風能。
  • 作為鑽探井架。
  • 作為教堂的鐘樓,如比薩斜塔比薩奇蹟廣場大教堂的鐘樓。
  • 作為實驗設施:利用塔進行的實驗最著名得莫過於傳說中伽利略比薩斜塔進行的自由落體,這是記載在他的學生維維安尼(Vincenzo Viviani,1622年—1703年)在1654年寫的《伽利略生平的歷史故事》(1717年出版)一書中[9]。歷史上對是否曾作過此一實驗,一直存在著支持和反對兩種不同的看法[10]。近代以來為科學實驗專門建築的高塔也不在少數。

高塔列表編輯

  • 下列為世界前10高塔(截至2012年3月)。
 
世界塔式建築高度排名(支柱式鐵塔除外)
1. 東京晴空塔
2. 廣州塔
3. 西恩塔
4. 奧斯坦金諾電視塔
5. 東方明珠廣播電視塔
6. 默德塔(Borj-e-Milad)
7. 吉隆坡塔
排序 名稱 高度 位置 國家及地區 竣工
1 東京晴空塔 634m 東京   日本 2012年
2 廣州塔 600m 廣州   中國 2010年
3 加拿大國家電視塔 553m 多倫多   加拿大 1976年
4 莫斯科電視塔 537m 莫斯科   俄羅斯 1967年
5 上海東方明珠電視塔 468m 上海   中國 1994年
6 默德塔 435m 德黑蘭   伊朗 2003年
7 吉隆坡塔 421m 吉隆坡   馬來西亞 1995年
8 天津廣播電視塔 415m 天津   中國 1991年
9 中央廣播電視塔 405m 北京   中國 1992年
10 基輔電視塔 385m 基輔   烏克蘭 1973年

圖片編輯

參考編輯

  1. ^ ctbuh. CTBUH Criteria for Defining and Measuring Tall Buildings. www.ctbuh.org. [2018-10-05]. (原始內容存檔於2018-09-02) (英國英語). 
  2. ^ Gerometta, Marshall. Height: The History of Measuring Tall Buildings. Council on Tall Buildings and Urban Habitat. CTBUH. [2017-08-30]. (原始內容存檔於2017-08-20). 
  3. ^ World's Tallest Tower Rises in Tokyo. 2011-11-29 [2018-07-26]. (原始內容存檔於2020-08-11). 
  4. ^ O'Sullivan, Arieh. World's first skyscraper sought to intimidate masses. The Jerusalem Post. 2011-02-14 [2021-06-19]. (原始內容存檔於2012-10-24). 
  5. ^ The Ziggurat of Ur. British Museum. [24 November 2017]. (原始內容存檔於2019-10-19). 
  6. ^ Map, The Megalithic Portal and Megalith. Diocletian's Palace. The Megalithic Portal. [2021-06-18]. (原始內容存檔於2012-04-01). 
  7. ^ 歷史故事:烽火戲諸侯. [2016-07-03]. (原始內容存檔於2021-02-16). 
  8. ^ Dana Thomas, "Towers to the Heavens", Newsweek, 2003-11-15
  9. ^ 馬文蔚等編:物理發展史上的里程碑。凡異出版社, ISBN 978-957-694-185-6
  10. ^ 比薩斜塔的落體實驗. [2007-04-03]. (原始內容存檔於2007-04-21). 

參見編輯

延伸閱讀編輯

[]

 欽定古今圖書集成·經濟彙編·考工典·臺部》,出自陳夢雷古今圖書集成
  • Fritz Leonhardt (1989), Towers: a historical survey, Butterworth Architecture, 343 pages.

外部連結編輯