作者 | 须臾千秋，清华大学土木工程博士
一直以来，对于中国人而言，海南岛都是一个安静而“原始”的度假岛，充满了阳光明媚的海滩和热带水果，这里仿佛与繁华的都市场景毫无关联。
仅凭初级的旅游业只能让海南人民实现温饱，对于想要进一步发展成发达地区是远远不够的。和其它发达省份一样，海南也要有自己的经济重心和地标建筑，才能满足进一步的发展需求。
（省会海口的城市天际线，看上去与国际自由港的标准仍有一定差距）
正是基于这种需求，海口市的新地标建筑“海口双子塔”于2015年6月开工，并首先进行了南塔的建设。
海南岛上第一座真正意义上的摩天大楼，设计高度428米
海口双子塔项目位于海口大英山国兴大道南侧D15地块，在海口城市规划中，大英山区域被定位为海口城市中心。
该项目由一座塔楼和两座裙楼组成。地上塔楼94层，高度428.30米；裙楼4层，高度30米，此外还有3~4层的地下室。
地下室主要为车库、锅炉房、变电所机房、柴油发电机房、中央空调冷却塔及机组房等建筑功能房间。地上则是集白金五星级酒店、超5A+甲级写字楼、428米超高层顶级公寓、观光层、顶级奢侈精品商业等多种功能于一体的综合性超高层大楼。
海口双子塔的南塔造价高达90亿，是整个海南第一座真正意义上的摩天大楼。在此之前，海口最高的大楼是海航国际广场，建筑高度只有249米。可以说，海口双子塔是海南摩天大楼的开山之作，将会彻底革新大英山地区的城市空间结构。
（海口塔项目所在的大英山被规划为海口市新的市中心）
海口塔的设计立面简洁明快，线条婉转，从顶部看是一朵绽放的莲花。双塔的整体造型结合周边建筑群，形成了一个佛手造型，生动地体现了海南文化。海口双子塔正好位于大英山的两条轴线上，形成城市大门的意象，与周围建筑一并塑造了城市完整的空间序列和天际线韵律。
（双子塔北塔俯视效果图）
在海南岛建摩天大楼，地震和台风是拦路虎
托尔斯泰曾经说过：我们认识一座城市，都是从这座城市几座顶尖的建筑物开始的。
标志性建筑是承担人类精神寄托的载体，其意义远超普通建筑。海南之所以这么多年来也没有一座像样的摩天大楼，不仅仅是由于资金不足，更是因为海南所处的特殊地理环境极大地抬高了摩天大楼的建筑难度。
海口塔的建筑难度主要来自两方面，地震和台风。海口位于环太平洋火山地震带与喜马拉雅-地中海火山地震带的交界处，地震设防烈度为8度，地震力是上海和广州的三倍。海口还经常受到台风的侵袭，按照50年一遇的台风考虑，海口塔的风压为0.75千牛/平方米，是上海的1.36倍，广州的1.5倍。
（世界和中国的地震带分布）
为了抵抗地震和台风带来的巨大侧向力，海口塔设计成了巨型支撑框架与核心筒协同受力的结构，并进行了十分严密的计算和论证。即便如此，海口塔的受力实在太过复杂，仍然需要有实验的检验才能让人放心。
为了检验建筑防风效果，2013年11月，工程团队专门在加拿大的RWDI实验室进行了风洞测试。设计师们没有采用费时费力、效果失真的传统缩尺手工模型，花费一个多月的时间来进行模型建造和实验，而是通过建筑的全部BIM模型，仅用了一天半就将整个模型3D打印了出来。
工程团队将历史上海南经历过的数次台风的数据一并拿来，放在风洞测试中进行试验模拟。结果表明，海口双子塔在台风环境下的安全度和舒适度都没有任何问题。在地震模拟实验下，海口塔所有的层间剪力和位移也都能够满足相关结构规范的要求。
（3D打印受力实验模型）
全国第一、世界第三的钢结构难度
要满足上文提到的结构设计要求，对整体钢结构的设计复杂度、施工和测量精度要求都极高，这也是为什么海口双子塔的钢结构难度被称为“世界第三，全国第一”。
海口双子塔大楼整体呈平面异形结构，塔楼建筑高区平面内收，屋顶为多面体，建筑造型复杂，施工测量难度大。测量定位采用3G网控制和GPS卫星定位，并且采用数字全站仪进行复测。
为保证超高层施工安全而进行的建筑垂直度控制，采用了高精度激光全锤仪，进行内控接力配合外控复测达到施工要求。
（海口双子塔建成效果图）
常年阳光直射，玻璃幕墙的节能降温也是设计重点
海口双子塔的另一个设计重点就是其外立面：玻璃幕墙。不过它的玻璃幕墙并不是普通建筑的玻璃幕墙，而是有着专门节能功能的特殊幕墙。
由于海南纬度低，阳光直射时间长，采用普通的玻璃幕墙会在大楼内造成严重的温室效应。加之海南气候常年十分炎热，这就使得楼内温度极高，被迫使用更大能耗的空调来降温。因此，建筑师们根据太阳全年的光照位置进行了幕墙设计。
（温室原理：光照能量进入温室，之后被温室壁阻隔无法耗散使得室内温度升高）
设计师把每段幕墙都设计为上下两部分，其中下部分为透明的玻璃，上部分则为背面附有隔热板的不透明玻璃。上下两部分根据每个单元的光照条件，预先设计为相应的倾斜角度，形成折板的形式，实现绿色节能并减少光污染。
简单来说，就是利用上部不透明玻璃来减少光能的进入，同时下部透明玻璃不影响人们的正常观景。在93层的观光层，还设置了可平移玻璃阳台，利用铺设的机械轨道对玻璃阳台进行平行移动，可以360°全方位地俯瞰整个海口的风景。
（节能式幕墙设计）
设计全部采用BIM技术，不仅施工中有用后期运营同样有用
海口双子塔融合了众多复杂功能，是一个庞大的垂直综合体，交通组织和机电方案异常复杂。
按照传统施工流程进行施工，不仅耽误工期，而且很容易出现差错。在设计过程中，设计团队使用了计算机辅助的BIM技术来进行机电布置优化，达到节约空间、降低能耗、减少全生命周期运营成本的效果。同时，BIM构件结合项目施工方一起使用，以模拟优化采购、交付和施工方法。
由于海口双子塔的建筑复杂度极高，因此其设计的全过程、全专业和全人员都采用了BIM设计。项目竣工之后，BIM模型还可以转交给运营单位，给后期的建筑运营和维护带来更大的方便并节约成本。
双塔的设计意味着建筑对地表的重量压力也是其它超高层建筑的两倍。保持400多米超高层建筑的整体稳定性，避免在地震、台风等巨大横向力的作用下发生整体歪斜甚至倾覆，也是所有建筑施工工作的重中之重。
此外，海南有漫长的雨季和丰富的地下水，也给工程的进度和实施带来了不小的阻碍。为了增强地表承重的稳定性，减小不均匀沉降，大楼底部采用了桩筏基础，筏板厚达5.5米，超长超深的钢筋混凝土灌注承重桩的数量被增加到了1993根之多，是上海中心大厦的2倍。
另外，双子塔还采用了后压浆技术以提高单桩承载力，进而增强大楼稳定性。
结语
预计到2021年，海口双子塔将正式投入使用，屹立于天海之间。作为整个海南省的地标建筑，海口双子塔的建设为海南的发展注入了全新的活力，它的出现将会引领一种新的生活方式，对周边大厦的现有住户产生巨大的磁石效应，造成品牌溢价，吸引最顶尖的资源向这一区域流动，并带来更多的就业机会和投资空间，为海南自由贸易区的经济添砖加瓦。
