关于作者

李皓,环境科普志愿者,“中科院老科学家科普演讲团”成员。 1982年毕业于四川大学生物系生物化学专业。1983年至1986年先后在西南农业大学土壤化学系、中国科学院成都生物研究所生化室工作。1986年至1994年在德国弗朗霍夫(Fraunhofer)研究院汉诺威毒理研究所从事免疫生物学研究,1994年获得德国汉诺威大学自然科学博士学位。1995年回国到北京医科大学免疫系做博士后,研究中草药成分的免疫调节作用。出于对当时中国环境状况的极度忧虑,1996年辞职走向社会成为环境科普志愿者。1997年至2007年主要从事引进和翻译国际环境教育影视片的工作。2000年至2004年为国家环保总局环境使者。2008年成为“中科院老科学家科普演讲团”成员。

央视配楼火灾与高楼间的“狭管效应”

李皓
2010年10月29日

这些年,建百米以上的高楼在我国城市中流行开来。高楼被认作是现代化城市的标志。然而,在当今的多个发达国家中,建高楼的做法已被淘汰。有些城市甚至明文规定:建筑楼层的设计不得超过10层,原因是:林立的高楼会给城市带来多种负效应。

在许多电视镜头和照片上,纽约曼哈顿的高楼群显得耀眼而气派。但当笔者十多年前的一个冬季到那儿旅行时,走在这些高楼林立的马路上却感到:巨大的风力让人步履艰难,而且大风带给身体的冰冻感使人难以承受。一走出高楼区,空气中的风力就减小了许多。原来,这就是城市高楼群的“狭管效应”,说得通俗一点就是,高楼之间的狭缝会形成危害很大的人造风口。
城市中的人造风口危害有多大?发生在央视配楼的火灾可能就是一例。2009年2月9日元宵节这天,北京城内本无大风,天气预报为:夜间晴转多云,南转北风一二级。此级别的风定级为轻风,风力弱得不会扬起地面的灰尘和碎纸。但在这天晚上,当央视配楼失火时,火势蔓延之快,几乎难以控制。次日,《北京晚报》的头版报道:“30层的楼,楼顶上的风力很大,对火势蔓延产生了直接影响。”这段文字让笔者想起了纽约高楼群中的巨大风力。
2月11日和13日,笔者两次去看了失火大楼的位置和周边环境。这座楼位于央视新大楼(俗称“大裤衩”)的北边,楼的南面正对“大裤衩”的开口。此楼坐落在一个十字路口的东南角,路口的西面、西北面和北面都立着数幢百米高楼。这样的位置很容易遭遇八面来风。
为什么高楼群之间易产生大风?这是因为,风是气流。气流在空中的流动很像水在河道里的流动。在宽阔的河流中,水流通常是平稳而缓慢的。但一当水流进入狭窄的河道,水体中的每滴水就会因争相前行而加速,这就是“狭管效应”,指液体在管道中流动时,经过狭窄处流速加快的物理现象。气流在开阔的地面上流动,可能只是风力在1至4级的轻风、微风与和风。然而,当风进入城市高楼区时,高楼间形成的狭窄通道会阻碍风的通行,于是风就成倍地增速,出现“狭管效应”。科学研究表明:平地上3-4级的风,在城市高楼之间,经“狭管效应”放大后,可达10级以上。
央视配楼发生火灾时,火势迅速蔓延全楼的表现在提醒我们,“狭管效应”可能是元凶之一。大风对火灾起了很强的助燃作用。因此,希望政府委托专业队伍进行实地考察。如果“大裤衩”的开口和周边地带易出现“狭管效应”,要在此地重建楼房,设计定要慎之又慎。
专家说,城市中的高层建筑越多,体积越大,间距越近,出现“狭管效应”的机会越大。反之则越小。所以专家建议:城市规划中应充分考虑到“狭管效应”的危害,有意识地加大建筑物的间距,给风一些自由,以减低“狭管效应”。同时,这也对城市污染物的扩散和建筑物的保暖都有好处。(文字完)
附图:

图01(下)北京东三环高楼群的模型,位于央视新大楼右侧下方的深灰色建筑即为被烧的央视配楼-文化中心大楼(李皓摄)

图02(下)高楼林立的城市易产生强风(李皓摄)

图03(下)央视被烧的配楼位于“大裤衩”开口的北面——此口可能有加速风力的作用(李皓摄)

                                            图04(下)被烧大楼南面和西面的外墙火损严重,南面正对大裤衩的开口(李皓摄)

图05(下)被烧大楼顶层被损毁状况(李皓摄)

图06(下)被烧大楼底层朝南外墙的烧损状况,地上还遗留着引发火灾的礼花包装(李皓摄)

图07(下)被烧大楼西边的高楼群具人造风口的特点(李皓摄)

(写于2009年3月,修改于2010年11月)