设计一座摩天大楼,我们姑且说300米以上,最重要是结构设计。如果材料和技术达不到,我们可以在纸上随便怎样构想,那都是空中楼阁,白日做梦。
其次,当结构有可行性后,我们才要考虑的是其经济性,垂直交通,服务设备和管道,防火,以及环境破坏等因素。而绿色节能,也是近些年随着各方面技术发展,才被看得越来越重要。
题主提到的willis(Sears)大楼,自1973年完工后,能近25年保住世界第一高楼的位置,那是因为采用了传说中的束筒结构。共有高度不同的8个筒体组成。
这高度不同的8个筒体,除了从结构概念上讲,下部结构因为支撑上面楼层,需要更多更强的构件外,从51层起,题主所谓的采光问题,因为边上筒体减少,也同样得到了巧妙的解决和改善(见上图粉色部分)。
但是,超级摩天楼想要完全解决中间部分的自然采光问题,是非常困难的。
然而,从另一个角度来说,对于这种规模的大楼来说,电梯数量,垂直管井,以及公共交通与服务的需求也是非常巨大的。拿Willis大楼来说,104部电梯,3个设备层是个什么概念?该建筑总共使用了40公里的管道,2400多公里的电线( 此处多谢@说来可笑指正),而电梯缆绳更是达到了128公里。
上面所说的部分,由于其功能性,就正好放在中间自然光无法到达的部位。
所以题主所说的中间区域,大多被电梯井,楼梯,服务房间,卫生间这些房间填满了。当然除了这些必须的交通和服务空间,依然还有很多空间因为进深太大需要人工照明,这是不可避免的。就Willis大楼来说,另一个惊人的数据就是使用了14万5千多盏灯具。
自然采光的绿色建筑,是当下很火爆的建筑课题之一。比如纽约时代总部大楼,采用天花板上的窗口引导太阳光进入内部照明。当然如果结构应许,较窄的楼体,或者内部中庭都是改善建筑内部自然采光的方案。