施植明∕臺灣科技大學建築系教授。

 

高層建築，反映城市商業活動集中的現象，在十九世紀後期的紐約與芝加哥開始出現，成為回應經濟需求的結果。當時，興建高層建築的投資人所重視的是回收報酬，因此，最早的高層建築設計完全取決於經濟效益的考量，建築形式相較於投資報酬與實用性只是次要因素。對土地開發商而言，簡單且容易生產的結構系統遠比美學議題來得重要。儘管美國第一代高層建築的發展方向以強調機能為主，使得建築形式臣服於挑戰建築高度所必須克服的工程技術上，不過，芝加哥學派（Chicago school）的建築大師沙利文（Louis Sullivan）仍主張大規模的建築物應該要負起讓城市增色的任務並試圖為新的建築類型尋求新的建築表現形式。在「形隨機能（form follows function）」的觀念導引下，運用古典的三分法原則（tripartite formula）與強調垂直連續的立面分割，為摩天大樓找到應有的造型：展現建築物巍峨的高聳性（loftiness）。

 

大樓建築樣式的變遷

摩天大樓的發展，就樣式的觀點而言，可以用西元 1950 年作為分界點，區分成 2 個主要時期。第一階段始於 1875 年代首度出現的高層辦公大樓持續到 1930 年代經濟大蕭條時期，此階段出現的建築樣式，包括仿古設計、現代主義的雛形、芝加哥學派及 1920 年代的裝飾性藝術。

在經過經濟大蕭條與第二次世界大戰所造成的中斷後，第二階段的高層建築設計與營造產生重大變化，原因在於新的工程技術與材料的引進所帶來的影響。基於純粹經濟因素的考量，歐洲在二十世紀初期發展的現代主義開始大行其道。雖然在美國資本主義的社會條件下，現代建築運動倡導的社會性美學理念無法實現，不過強調運用工業化生產技術與回應機能需求的設計原則正好符合當時的經濟發展。商業與技術在第二次世界大戰之後結合，逐漸強調實用性、降低成本、市場導向和景氣繁榮，整個大環境與芝加哥學派興起時的情況相似，因此，密斯．凡德羅（Ludwig Mies van der Rohe）的「少即是多（Less is More）」極簡美學便順理成章地運用在商業上。

不過，1950 年代之所以被視為分水嶺的關鍵，在於現代主義到達巔峰狀態而產生的建築形式霸權，其影響不只是運用鋼材、玻璃、空間容積與結構表現的國際樣式美學而已，更造成建築形式與其基地和周遭環境欠缺關連性，形成所謂的國際樣式（international style），是從歐洲前衛的理想主義轉向美國企業的商業主義的最佳寫照。

 

美國的摩天大樓史

1906 年，勝家公司（Singer Co.）自豪地宣佈將建造世界最高的摩天大樓，高度從當時 2、300 英呎躍升至 612 英呎（187 公尺），超過 1884 年完成的華盛頓紀念碑（555 英呎），也讓當時《紐約時報》大肆加以報導。由佛雷格（Ernst Flagg）設計的勝家大樓（Singer Building，圖一），因為從 12 層樓高的底座向上揚升 32 層樓高的塔樓過於細長，所以抵抗風力的補強措施與鋼框架的錨定都必須特殊設計，使工程造價為當時高層建築的 2 倍。外觀以紅磚搭配磨光處理的石灰石構成塔樓主體，塔樓最上方的法國式斜屋頂上高達 6 層樓高的古典樣式頂部，內部挑高 2 層的門廳以十六世紀義大利鑲嵌的大理石圓柱支撐著華麗的弧三角與明亮的圓頂。強烈的外觀與華麗的內部代表摩天大樓象徵資本主義的開端。勝家大樓以折衷主義形式表達鋼框架結構塔樓的創舉，並未受到在 1960 年代盛行現代主義的美國肯定，1968 年面臨慘遭拆除的厄運，創下曾是世界最高的摩天大樓卻被拆除的另一項世界紀錄。雖然勝家大樓保有世界第一高樓的頭銜不到一年，不過大樓完成時不僅取代三一教堂（Trinity Church）主宰紐約天際線的地位，成為到處可見的地標，同時也揭開企業總部摩天大樓高度競賽的序幕。

 

▲圖一：美國紐約勝家大樓。圖片來源／Moses King─The United States Library of Congress, Public Domain, Wikimedia.

 

勝家大樓第一高樓的頭銜在短短不到1年便拱手讓人，始作俑者是 700 英呎（213 公尺）高的大都會保險大樓（Metropolitan Life Insurance Tower，圖二左）。50 層樓高的塔樓建築形式讓人聯想起威尼斯聖馬可廣場的鐘樓（圖二右），不過建築師在《紐約時報》上極力否認兩者的關連性，尤其強調兩者在高度上的差別，2 座威尼斯聖馬可廣場的鐘樓高度加起來仍不及大都會保險大樓的高度。大都會保險大樓模仿歷史建築樣式的塔樓除了想在都市中扮演象徵性角色之外，也希望藉由延續舊有文化的特質表達穩定可靠的企業形象。

 

▲圖二：美國紐約大都會保險大樓（左）和義大利威尼斯聖馬可廣場鐘樓（右）建築形式相似。左圖來源／ Irving Underhill ─ The United States Library of Congress, Public Domain, Wikimedia；右圖攝影／施植明

 

由吉爾伯特（Cass Gilbert）一手設計的伍爾沃斯大樓，耗資 1,350 萬美元建造以販賣 5～10 美分廉價商品的零售業總部大樓，從 27 層樓高的基座向上攀升到 792 英呎（241 公尺）高的塔樓代表著零售業積沙成塔的商業成就。吉爾伯特運用哥德式的細部達到構成高層建築形式的目的，認為以古典樣式設計的勝家大樓看起來不夠自然，表示「高層建築在最高處應該要有聳入雲霄的感覺，當量體隨著高度逐漸縮小時更能強調出建築高聳的感覺，哥德式正好可以提供這種高聳之感。」對大眾而言，在二十世紀的結構系統上被覆著哥德式裝飾細部的伍爾沃斯大樓如同一幢商業大教堂，企業本身對這樣的暱稱也感到自豪，在 1917 年伍爾沃斯公司印製的宣傳小冊子也以「商業大教堂」為標題介紹大樓。

由范艾倫（William Van Alen）所設計的克萊斯勒大樓（Chrysler Building，圖三），77 層，高度 1,048 英呎（319 公尺），超過巴黎艾菲爾鐵塔（300 公尺）。原先設計的高度只有 925 英呎，由於該大樓施工期間，曼哈頓銀行宣布要建造高度 927 英呎的總部大樓，為了爭取世界第一的高層建築頭銜，在原先為圓弧退縮的頂層上方再加上針尖似的頂部以增加大樓的高度。頂部使用的金屬被覆材料為鉻鎳合金鋼材，比一般所使用的黃銅、鉛和青銅等金屬材料容易維護。1995 年，花費 1,500 萬美元維護費，使塔頂更加光芒四射；除了塔頂的特殊造型外，地面層也運用華麗的裝飾手法導引路人進入門廳，向大眾分享企業引以為傲的總部大樓。

 

▲圖三：美國紐約克萊斯勒大樓。攝影／施植明

 

儘管處於 1930 年代經濟危機，基於商業考量的土地開發商仍毅然興建出租面積為克萊斯勒大樓 2 倍的紐約帝國大廈（Empire State Building，圖四），1931 年，隨即以 102 層和 381 公尺的樓高躍升世界第一。完工開幕時被列為世界八大奇觀之一，在結構與機械工程上更創下許多紀錄。施工管理採取生產線的概念，在短短的 18 個月內便提前完工節省許多工程經費，然而大樓完工後出租率不到 1/4，被戲稱「空空大廈（Empty State Building）」。開發商為招攬承租人，不惜在夜間點燈，讓大樓夜間也燈火通明。由於全球經濟蕭條加上第二次世界大戰對經濟復甦的衝擊，使得紐約帝國大廈維持世界第一高樓的頭銜超過 40 年之久，直到 1972 年才由 2001 年遭受恐怖攻擊炸毀、高度達 415 與 417 公尺的 2 座大樓──紐約世貿中心（World Trade Center）所取代。

 

▲圖四：美國紐約帝國大廈。圖片來源／Anyasiberia, CC BY-SA 4.0, Wikimedia.

 

1952 年，由邦薛夫特（Gordon Bunshaft）及 SOM 建築設計事務所（Skidmore, Owings & Merrill LLP, SOM）在紐約設計的利華大樓（Lever House，圖五左），為生產肥皂和洗滌劑的利華公司所有。由不鏽鋼與玻璃所構成的 2 塊平版組合而成；底部的水平版由柱列所支撐，內部為開放的都市空間；主要的辦公空間形成架在水平版底座上的垂直版，短向面對紐約公園大道（Park Avenue），使得封閉的都市景觀出現開放性。透明的立面也改變高樓龐大量體的傳統意象。24 層樓高的辦公大樓，業主希望傳達閃亮、潔淨與現代性。為了避免灰塵進入內部，大樓採用完全密閉的窗戶只能由外部清洗。清洗外牆的機械設備由屋頂懸吊下來，在屋頂女兒牆後架設軌道讓機械設備可以繞行四周。大樓遠低於法令的限制的建築物容積，地面層留設的內向性中庭（圖五右），如同洛克菲勒中心（Rockefeller Center）以廣場連結高樓，提供都市開放空間，延續高層建築在都市設計上所具有的正面價值。

 

▲圖五：美國紐約利華大樓（左）與內向性中庭（右）。攝影／施植明

 

1958 年，密斯．凡德羅與強生（Philip Johnson）合作設計的紐約西格拉姆大樓（Seagram Building），全樓高 157 公尺，共 38 層，特色為完全沒有退縮的量體由地面直接升起。一般樓層高度 12 英呎，底層挑高為 24 英呎與上方樓層形成強烈的對比。建築外觀由黃銅材質的窗框、補牆柱與封板等構造元素構成分割明確的立面。帶有色澤的玻璃與極其單純的黃銅框板，呈現出玻璃帷幕牆的輕盈感。密斯．凡德羅開發工業技術在視覺表現上的可能性，創造獨特的高樓表皮美學（圖六上）。大樓面前留設1/3基地面積的開放空間，觸發紐約訂定開放空間獎勵辦法，鼓勵高層建築留設都市開放空間（圖六下）。

 

▲圖六：美國芝加哥約翰‧漢考克中心（上）與地面街道（下）。攝影／施植明

 

1960 年代，由於電腦軟體應用於結構計算， 高品質的鋼材製造與熔焊接技術，使得新結構系統產生。SOM 建築設計事務所在芝加哥完成的約翰．漢考克中心（John Hancock Center，圖七上），95 層樓高的複合式超高層建築如同一座垂直的小城市。工程師康恩（Fazlur Khan）將側向風力與地心引力所產生的向下拉力由整棟建築物所吸收，顯現在外觀的 X 形斜撐在各個面上彼此相連並與柱子連結，有助於應力的傳遞。所使用的鋼材雖然相當於 33,000 輛汽車，不過因結構系統上的創新，相較於傳統內柱系統則節省將近一半的鋼材用量。同樣由地面直接升起的塔樓，忠實表達結構元素的建築形式在地面層則以石材底座承接，藉此處理高層建築與街道（圖七下）行人尺度的關係。

 

▲圖七：美國芝加哥約翰‧ 漢考克中心（上）與地面街道（下）。攝影／施植明

 

1973 年，康恩與格雷厄姆（Bruce Graham）合作完成位於芝加哥的西爾斯大樓（Sears Tower），為西爾斯百貨的總部，是運用結構的合理性表現超高層建築形式的另一件代表作品。大樓底部樓層為九宮格平面，每個單元 75×75 英呎，分別在第 50、66、90 層樓作退縮，只有 2 個單元由地面一直升到頂端。建築形式除了表現出結構的合理性之外，同時也解決繼密斯．凡德羅之後玻璃帷幕牆高層建築成為單調的盒狀量體問題。高達 1,454 英呎（443 公尺）的 110 層大樓取代紐約世貿中心榮登世界第一的摩天大樓寶座，也終止了美國從 1906 年勝家大樓後所啟開的高度競賽遊戲。1988 年，西爾斯企業將總部移往郊區，2009 年，因配合大樓最大承租戶威利斯集團（Willis Group）更名為威利斯大樓（Willis Tower，圖八）。

 

▲圖八：美國芝加哥威利斯大樓（圖中較深色建築）。攝影／施植明

 

全世界的大樓高度競賽

事實上，建造大樓的考量應不只是在高度上的追逐，根據 1929 年美國鋼構造學會的報告顯示，在曼哈頓最佳的高度大約 63 層樓，之後隨高度上升，投資利潤跟著下降，到達 132 層時便完全沒有投資利潤。因此，基於追求經濟利益的摩天大樓而言，高度競賽根本違反其基本精神。此外，高樓也引發許多使用上的問題，尤其是風力對室內產生實質與心理的影響。

話雖如此，但因摩天大樓不僅反映城市經濟因素，同時也代表國家經濟成就的象徵。在 1973 年之前，全球 100 幢最高的大樓，除了 1953 年的蘇聯莫斯科大學（Moscow State University，240 公尺）與 1955 年的波蘭華沙文化暨科學大樓（Palace of Culture & Science，231 公尺）外，全部由北美包辦。直到 1973 年，法國巴黎的蒙帕納斯大樓（Tour Montparnasse，209 公尺）及南非約翰尼斯堡的卡爾登中心（Carlton Center，223 公尺）才名列其中。1990 年代，亞洲開發中國家掀起另一波摩天大樓的高度競賽，興建摩天大樓的主要目的已不只是出於地價或善用有限的都市土地為考量，而是希望藉此反映城市蓬勃的發展與國家的經濟實力。

馬來西亞吉隆坡的雙峰塔（Petronas Twin Towers）原本設計高度為 88 層樓，由於只比當時世界最高的西爾斯大樓低 5 公尺，於是產生向上蓋高的想法。1998 年完工時，高達 425 公尺的 2 座塔樓，讓美國首次失去世界第一高樓的頭銜。2004 年，雖然西爾斯大樓以加高天線的方式試圖挽回寶座，不過根據世界高層建築與都市人居學會（Council on Tall Buildings and Urban Habitat, CTBUH）所宣佈的三種高樓評定標準：結構體或建築頂部高度、最高使用樓層高度和天線高度中，台北 101（TAIPEI 101）在結構體或建築頂部針尖高度（509.2 公尺）榮登世界第一；西爾斯大樓則在最高使用樓層高度（519 公尺）及天線高度（527 公尺）稱霸世界。

位於阿聯酋杜拜的哈里發塔（Burj Khalifah，圖九）則是繼台北 101 後，以 828 公尺高攀登世界第一高樓，讓後繼者難以望其項背。2015 年完工的上海中心大廈高達 632 公尺也只能屈居第二。不過，摩天大樓的高度競賽仍未結束，位於沙烏地阿拉伯吉達預計在 2020 年完工的吉達塔（Jeddah Tower）尖塔高達 1,000 公尺，將取代哈里發塔榮登世界第一高樓。儘管為摩天大樓高度競賽樹立新的里程碑，不過離 1956 年美國建築師萊特（Frank Lloyd Wright）所提出高達 1 英哩（約 1609.3 公尺）的伊利諾天空城（Illinois Sky-City）仍有一段差距。截至 2020 年，台北 101 已從 2004 年的世界第一跌到第十，哈里發塔仍暫居第一（表一）。根據統計，全球 100 幢高樓有 82 幢在亞洲，中國 44 幢、阿聯酋 18 幢，分居世界第一與第二，美國雖囊括美洲所有的高樓卻只能屈居第三（表二）。

 

▲表一：全球排名前 10 幢高樓資料（2018 年前完工）。圖表來源／世界高層建築與都市人居學會

 

▲表二：全球 100 幢高樓分布狀況表（2020 年前完工）。圖表來源／世界高層建築與都市人居學會

 

▲圖九：阿聯酋杜拜哈里發塔。攝影／郭偉琪

 

結語

在創造由經濟、社會、技術與象徵因素的複合關係所交織而成的摩天大樓時，建築師究竟能扮演何種角色？誠如馬來西亞建築師楊經文所言：「由於摩天大樓具有明顯的商業性目的，開發商的目標顯然是要盡可能降低樓高以發揮層結構的效益。經常發生的狀況是開發商決定建築物典型的樓層平面，規劃工作空間，留給建築師發揮的只是設計建築物的外皮而已。」因此，建築師在面對摩天大樓的設計時大多圍繞在外觀形式的探討，不過他則試圖從生態氣候條件的觀點提供摩天大樓設計的另一條思考途徑。基於生態氣候條件，發展低耗能與被動式環境控制，且獲得更好的舒適性的建築，將傳統風土建築中追求與維持自然和諧共生之道運用在摩天大樓設計中，並試圖發展出一套合理的設計原則。

在歐洲，英國建築師福斯特（Norman Foster）於德國法蘭克福設計的商業銀行總部大樓（Commerzbank，圖十），則藉由控制平面深度與在空中旋轉的冬季花園配置，不僅使內部辦公空間與室外維持良好的視覺關係，也提供調節物理環境的功能；利用雙層玻璃牆面讓高樓的窗戶可以自由開啟，同時滿足使用者的心理需求與自然通風，樹立超高層建築可以兼顧環保與追求更人性化空間的典範；對超過一個世紀發展的摩天大樓建築類型所採取的思考方式提供不侷限於外觀形式的可能性設計。

 

▲圖十：德國法蘭克福商業銀行總部大樓。攝影／施植明

 

延伸閱讀

1. CTBUH 全球百大高樓數據資料庫，https://www.skyscrapercenter.com/buildings。

2. Philip Johnson and Judith Dupre, Skyscrapers: A history of the world’s most famous and important skyscrapers, New York, Black Dog & Leventhal Publishers, 1996.

3. 楊經文著，施植明譯，《摩天大樓：生物氣候設計入門》，木馬文化，2004 年。

 

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