Toà nhà cao nhất thế giới là Burj Khalifa ở Dubai (Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất), cao 828 m, khánh thành ngày 4/1/2010. Đứng thứ hai là Merdeka 118 ở Kuala Lumpur (Malaysia), khoảng 679 m, hoàn thành năm 2023. Ở Việt Nam, toà nhà cao nhất là Landmark 81 tại TP.HCM, khoảng 461 m.
Nhưng "cao" được tính tới đâu: tới mái, tới tầng cao nhất có người ở, hay tới đỉnh ngọn tháp nhọn? Câu hỏi tưởng đơn giản này từng gây tranh cãi lớn trong giới kiến trúc. Bài này giải thích cách đo, vì sao gió mới là kẻ thù lớn nhất của nhà chọc trời, và phân biệt toà nhà với tháp truyền hình.
Đo chiều cao toà nhà: ngọn tháp được tính, ăng-ten thì không
Tổ chức được giới kiến trúc thừa nhận rộng rãi trong việc xếp hạng nhà cao tầng là Hội đồng Nhà cao tầng và Môi trường Đô thị (CTBUH), có trụ sở ở Hoa Kỳ. Tiêu chí chính của tổ chức này là chiều cao tới đỉnh kiến trúc: đo từ lối vào chính ở mặt đất tới điểm cao nhất thuộc thiết kế kiến trúc của toà nhà, kể cả ngọn tháp nhọn, nhưng không tính ăng-ten, cột cờ, biển hiệu hay thiết bị kỹ thuật lắp thêm.
Quy tắc này bắt nguồn từ một cuộc tranh cãi năm 1998. Khi tháp đôi Petronas ở Kuala Lumpur hoàn thành, nó được công nhận cao hơn tháp Sears (nay là Willis Tower) ở Chicago nhờ hai ngọn tháp nhọn, dù mái và tầng cao nhất của Sears cao hơn, và ăng-ten trên nóc Sears vươn cao hơn nữa. Nhiều người Chicago phản đối. Sau đó CTBUH bổ sung thêm các hạng mục phụ: chiều cao tầng có người sử dụng cao nhất, và chiều cao tới đỉnh bất kỳ vật gì, kể cả ăng-ten.
Hệ quả của quy tắc là các toà nhà mới hay gắn ngọn tháp rất dài để giành thứ hạng. CTBUH gọi phần không sử dụng được này là "chiều cao phô trương". Với Burj Khalifa, phần ngọn tháp không có người dùng dài hơn 200 m, tự nó đã cao hơn nhiều toà nhà chọc trời ở các thành phố khác.
Một số toà nhà cao nhất thế giới
Thứ hạng thay đổi khi có công trình mới hoàn thành. Bảng dưới theo chiều cao tới đỉnh kiến trúc, số làm tròn:
| Toà nhà | Thành phố | Chiều cao | Hoàn thành |
|---|---|---|---|
| Burj Khalifa | Dubai, UAE | 828 m | 2010 |
| Merdeka 118 | Kuala Lumpur, Malaysia | Khoảng 679 m | 2023 |
| Shanghai Tower | Thượng Hải, Trung Quốc | Khoảng 632 m | 2015 |
| Abraj Al-Bait (tháp đồng hồ) | Mecca, Ả Rập Xê Út | Khoảng 601 m | 2012 |
| Landmark 81 | TP.HCM, Việt Nam | Khoảng 461 m | 2018 |
Đang có những dự án nhắm tới vượt mốc 1.000 m, nổi bật là tháp Jeddah ở Ả Rập Xê Út, từng ngừng xây nhiều năm rồi được khởi động lại. Khi nào hoàn thành và cao chính xác bao nhiêu vẫn phải chờ công trình thực tế, nên các con số dự kiến chỉ nên coi là kế hoạch.
Nhìn vào bảng có thể thấy một xu hướng rõ: suốt phần lớn thế kỷ 20, toà nhà cao nhất thế giới luôn ở New York hay Chicago, nhưng từ cuối thập niên 1990 ngôi vị chuyển hẳn sang châu Á và Trung Đông. Danh sách những toà nhà cao nhất hiện nay phần lớn nằm ở Trung Quốc, các nước vùng Vịnh và Đông Nam Á.
Toà nhà và tháp: Tokyo Skytree không phải toà nhà cao thứ hai
Nhiều người thắc mắc: tháp Tokyo Skytree ở Nhật Bản cao 634 m, sao không đứng thứ hai? Vì Skytree là tháp, không phải toà nhà. CTBUH phân biệt: toà nhà là công trình mà phần lớn chiều cao có các tầng sử dụng được để ở, làm việc, kinh doanh; còn tháp là công trình mà phần lớn chiều cao là kết cấu đỡ, chỉ có đài quan sát hoặc thiết bị phát sóng ở một vài vị trí. Tháp CN ở Toronto, tháp Canton ở Quảng Châu cũng thuộc nhóm này.
Thêm một nhóm nữa là cột phát sóng có dây néo: những cột thép mảnh được giữ thẳng bằng hàng loạt dây cáp căng xuống đất. Vài cột ở Hoa Kỳ cao hơn 600 m. Cột phát sóng Warszawa ở Ba Lan từng cao khoảng 646 m, là công trình cao nhất thế giới cho tới khi đổ sập năm 1991 trong lúc thay một dây néo.
Vì vậy khi nói "công trình cao nhất do con người xây dựng", câu trả lời vẫn là Burj Khalifa, vì nó cao hơn mọi tháp và cột phát sóng hiện có. Nhưng ở các thứ hạng sau, cần xem danh sách đang nói về toà nhà, tháp hay mọi loại kết cấu.
Kẻ thù lớn nhất của nhà chọc trời là gió
Người ta hay nghĩ toà nhà càng cao càng khó vì càng nặng. Thật ra, với nhà siêu cao, bài toán khó nhất là gió. Gió trên cao mạnh hơn mặt đất nhiều, và khi thổi qua một khối nhà, nó tạo ra các xoáy luân phiên hai bên, đẩy toà nhà lắc qua lắc lại theo phương vuông góc với hướng gió. Nếu nhịp lắc này trùng với nhịp dao động tự nhiên của toà nhà, chuyển động sẽ cộng dồn.
Burj Khalifa giải quyết bằng hình dáng: mặt bằng hình chữ Y với ba cánh, mỗi cánh lùi dần theo hình xoắn ốc khi lên cao. Mỗi tầng có hình dạng hơi khác tầng dưới, nên các xoáy gió không thể "đồng bộ" với nhau dọc thân nhà. Kiến trúc sư và kỹ sư đã thử mô hình trong hầm gió nhiều lần để chọn hướng xoay toà nhà sao cho tránh hướng gió mạnh thường gặp ở Dubai.
Đài Bắc 101 ở Đài Loan chọn cách khác: treo một quả cầu thép khổng lồ khoảng 660 tấn gần đỉnh, gọi là con lắc giảm chấn. Khi gió hay động đất làm toà nhà nghiêng về một phía, quả cầu theo quán tính đung đưa ngược lại, hấp thụ bớt năng lượng dao động. Quả cầu được để lộ cho du khách xem, trở thành điểm tham quan. Người ở tầng cao các toà nhà chọc trời thường không cảm nhận được dao động trong ngày gió thường, nhưng thiết kế phải tính tới cả bão lớn.
Thang máy, nước và những thách thức ít ai nghĩ tới
Thang máy cáp thép truyền thống gặp giới hạn quanh 500 m cho một hành trình, vì cáp càng dài càng nặng, tới mức phần lớn sức kéo dùng để kéo chính sợi cáp. Nhà siêu cao vì thế chia thang thành nhiều chặng, khách đổi thang ở các "sảnh trên cao". Các hãng thang máy đã phát triển cáp làm từ sợi carbon, nhẹ hơn nhiều, để kéo dài hành trình một chặng.
Đưa nước lên tầng 150 cũng không đơn giản: phải có các trạm bơm và bể chứa trung gian, nếu không áp lực nước ở tầng thấp sẽ quá lớn. Lau kính mặt ngoài cần hệ thống giỏ treo chạy trên ray; với Burj Khalifa, lau toàn bộ mặt kính một vòng mất nhiều tháng. Phòng cháy chữa cháy cần các tầng lánh nạn có tường và cửa chịu lửa, vì không thể sơ tán hàng nghìn người bằng cầu thang bộ trong vài phút.
Nền móng phải tính cho cả trọng lượng khổng lồ lẫn lực gió. Burj Khalifa đứng trên một tấm móng bê tông dày đặt trên gần 200 cọc khoan sâu vào lòng đất. Ở TP.HCM, nền đất yếu khiến móng các toà nhà cao như Landmark 81 phải dùng cọc rất sâu, và đây là một phần lớn chi phí, thời gian xây dựng.
Toà nhà cao nhất Việt Nam qua các thời kỳ
Landmark 81 ở quận Bình Thạnh cũ (TP.HCM) hoàn thành năm 2018, cao khoảng 461 m với 81 tầng, là toà nhà cao nhất Việt Nam và từng lọt vào nhóm những toà nhà cao nhất thế giới khi khánh thành. Thiết kế lấy cảm hứng từ hình ảnh bó tre, các khối hộp xếp so le và cao dần.
Trước đó, Keangnam Landmark 72 ở Hà Nội, hoàn thành năm 2011, cao khoảng 336 m, giữ danh hiệu cao nhất Việt Nam trong nhiều năm. Tháp Bitexco Financial ở TP.HCM, hoàn thành năm 2010 với sân đáp trực thăng nhô ra đặc trưng, cao khoảng 262 m, từng là toà nhà cao nhất Việt Nam trong thời gian ngắn. Mỗi lần danh hiệu đổi chủ, khoảng cách giữa toà nhà mới và toà cũ đều hơn trăm mét, cho thấy tốc độ đô thị hoá và năng lực xây dựng trong nước tăng nhanh thế nào trong chưa đầy một thập kỷ.
Một số dự án lớn hơn từng được công bố ở Hà Nội và TP.HCM với chiều cao dự kiến vượt Landmark 81, nhưng tiến độ phụ thuộc nhiều yếu tố. Như với mọi kỷ lục công trình, chỉ khi hoàn thành và được đo theo chuẩn thì con số mới được tính.
"Chỉ số nhà chọc trời": một giả thuyết vui về kinh tế
Năm 1999, một nhà kinh tế ở một ngân hàng đầu tư đưa ra cái gọi là "chỉ số nhà chọc trời": ông nhận thấy việc khởi công những toà nhà phá kỷ lục chiều cao thường trùng với giai đoạn kinh tế nóng, và khi toà nhà hoàn thành thì nền kinh tế hay rơi vào khủng hoảng. Các ví dụ hay được nhắc là toà nhà Empire State hoàn thành năm 1931 giữa thời Đại suy thoái, tháp đôi Petronas năm 1998 khi châu Á đang khủng hoảng tài chính, và Burj Khalifa khánh thành ngay sau khi Dubai gặp khó khăn về nợ năm 2009.
Lời giải thích được đưa ra là: lãi suất thấp và tín dụng dễ dãi khuyến khích những dự án khổng lồ đầy tham vọng, và chính những điều kiện ấy cũng dẫn tới bong bóng. Tuy vậy, đây chỉ là một quan sát thú vị với số ví dụ ít ỏi, không phải quy luật kinh tế; các nhà nghiên cứu kiểm tra kỹ thì thấy mối liên hệ yếu và có nhiều ngoại lệ. Nên coi nó như một câu chuyện để "tám", không phải công cụ dự báo.
Câu hỏi thường gặp
Burj Khalifa có bao nhiêu tầng?
Burj Khalifa có hơn 160 tầng sử dụng được trên mặt đất, gồm khách sạn, căn hộ, văn phòng và đài quan sát. Phía trên các tầng sử dụng là phần ngọn tháp không có người dùng dài hơn 200 m, vẫn được tính vào chiều cao kiến trúc 828 m theo tiêu chuẩn của CTBUH.
Toà nhà cao nhất Việt Nam là toà nào?
Toà nhà cao nhất Việt Nam hiện nay là Landmark 81 ở TP.HCM, cao khoảng 461 m với 81 tầng, hoàn thành năm 2018. Trước đó Keangnam Landmark 72 ở Hà Nội cao khoảng 336 m giữ danh hiệu này từ năm 2011.
Toà nhà chọc trời có bị đung đưa khi gió mạnh không?
Có, mọi toà nhà cao đều dao động một chút khi gió mạnh, và đó là thiết kế có chủ ý: kết cấu hơi mềm sẽ hấp thụ năng lượng tốt hơn kết cấu cứng tuyệt đối. Kỹ sư giới hạn biên độ và gia tốc để người bên trong không khó chịu, dùng hình dáng chống xoáy gió hoặc con lắc giảm chấn.
Vì sao các toà nhà cao nhất hiện nay thường ở châu Á và Trung Đông?
Các thành phố này tăng trưởng nhanh, đất trung tâm đắt, và chính quyền hay doanh nghiệp muốn công trình biểu tượng để thu hút đầu tư, du lịch. Tiến bộ về bê tông cường độ cao và mô phỏng gió cũng giúp xây cao hơn. Trước năm 1998, toà nhà cao nhất thế giới luôn ở Hoa Kỳ.
Tháp truyền hình có được tính là toà nhà cao nhất không?
Không. Theo tiêu chí của CTBUH, tháp truyền hình và tháp quan sát như Tokyo Skytree hay tháp CN Toronto được xếp riêng, vì phần lớn chiều cao không có tầng sử dụng. Chỉ những công trình có tầng ở, làm việc trên phần lớn chiều cao mới được tính là toà nhà.