陳墨

麥加皇家鐘塔飯店、上海中心大廈、哈利法塔……人類似乎一直樂于挑戰(zhàn)建造更高的建筑物。但大風(fēng)經(jīng)常引起高層建筑晃動(dòng)，帶來危險(xiǎn)。那么，如何才能設(shè)計(jì)建造出一座能經(jīng)受狂風(fēng)考驗(yàn)的建筑，這份攻略將給你答案。

找準(zhǔn)你的位置

要建造一座建筑，首先要找到一個(gè)好位置，而選擇位置的關(guān)鍵就是要考慮地基。要想站得穩(wěn)，就要腳踏實(shí)地，選擇堅(jiān)實(shí)的地基，既要避開那些容易發(fā)生山體滑坡的山坡或山腳，也要遠(yuǎn)離過于松軟的土壤和地下水位較淺的地方。

你要問如果沒找對(duì)地方會(huì)怎么樣？意大利的比薩斜塔就是最好的“反面教材”——它的地基是由較為松散的粉土和非常軟的黏土相間形成，且靠近地下水層，沉重的塔身從建造之初就發(fā)生了傾斜。要不是因?yàn)閭€(gè)頭不算太高，恐怕早就被風(fēng)吹倒了！

選擇合適的材料

在選擇建筑材料的時(shí)候，不能一味地追求剛硬，實(shí)際上鋼筋混凝土也是有著彈性和伸縮性的，寧折不彎的大樓可不是安全的大樓。在大風(fēng)來臨時(shí)，如果大樓的頂部不能晃動(dòng)，各種結(jié)構(gòu)性部件可能會(huì)因?yàn)榫薮箫L(fēng)力而受損，所以建筑工程師會(huì)故意使大樓能夠擺動(dòng)，這樣大樓才不會(huì)受到那么大的壓力。大多數(shù)摩天大樓可以向任意方向晃動(dòng)數(shù)十厘米，而不破壞結(jié)構(gòu)的完整性。

除了防風(fēng)防震等安全性的考慮，在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該考慮到當(dāng)前的技術(shù)條件。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，更多的新型材料也被應(yīng)用在了建筑中。比如地震頻繁的日本會(huì)使用質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的樹脂，以及加氣混凝土、碳纖維等材料，減少建筑倒塌墜落時(shí)造成的破壞。

來顆“定樓神球”

許多建筑都會(huì)在樓頂安裝調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，它可以根據(jù)大樓的晃動(dòng)調(diào)整重心，就像摩托車和汽車上的減震器一樣減弱震動(dòng)。

你還可以給大樓來一顆“定樓神球”，這種大型的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的質(zhì)量塊同樣由鋼鐵或混凝土制成，質(zhì)量很大，需要用鋼索吊住。上海中心大廈的“上?；垩邸辈粌H是一件藝術(shù)品，更是風(fēng)阻尼器的一部分。它重達(dá)1000噸，是目前世界上最重的擺式阻尼器質(zhì)量塊。我國臺(tái)北101大樓里，也安裝了這樣的“定樓神球”，通過擺動(dòng)來調(diào)整建筑物的重心。

選擇你的設(shè)計(jì)

要想設(shè)計(jì)出堅(jiān)固、穩(wěn)定的建筑，就要避免過于天馬行空的設(shè)計(jì)。有的設(shè)計(jì)師一味地追求形式主義和美感，卻忽略了科學(xué)性。不合理的設(shè)計(jì)和使用可能會(huì)帶來災(zāi)難性的后果。

不過，優(yōu)雅美觀與安全可靠并非不能共存。為了抵御大風(fēng)，建筑師們進(jìn)行了許多別出心裁的設(shè)計(jì)。當(dāng)大風(fēng)來臨時(shí)，這些設(shè)計(jì)為大樓提供的保護(hù)，一點(diǎn)也不亞于我們前面提到的那些“硬件設(shè)施”。

1.圓潤派

建筑的邊角越是圓潤光滑，越有利于減少大風(fēng)給建筑帶來的壓力，削弱強(qiáng)風(fēng)的影響。這就是為什么很多高層建筑平面都會(huì)以圓形或橢圓形呈現(xiàn)。

比如，被稱為“小黃瓜”的瑞士再保險(xiǎn)總部大廈就是圓潤派設(shè)計(jì)的典型，而位于吉隆坡的雙峰塔也采用了圓潤邊角的設(shè)計(jì)來削弱強(qiáng)風(fēng)的壓力，從而有效防風(fēng)。

2.扭轉(zhuǎn)派

通過形體的扭轉(zhuǎn)可以引導(dǎo)氣流的走向，讓風(fēng)盤旋上升，減少風(fēng)對(duì)建筑的沖擊。所以在表面圓滑的同時(shí)，不少建筑選擇了“扭一扭”的姿態(tài)。上海中心大廈就采用了這個(gè)原理，通過扭轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)引導(dǎo)氣流走向，既富有藝術(shù)感，又有效地減小了氣流的影響。

3.切割派

根據(jù)研究，切割形體能使迎面強(qiáng)風(fēng)折向不同的方向，緩和風(fēng)速。位于科威特的哈姆拉菲爾杜斯大廈就是這樣，設(shè)計(jì)師切除了建筑西南角的一部分并向上延伸，形成了這種獨(dú)特的防風(fēng)造型。

4.縮減派

防風(fēng)可不是獨(dú)善其身的事，也應(yīng)該考慮到氣流對(duì)周邊建筑和街道的影響。當(dāng)建筑物上部受到氣流沖擊，氣流會(huì)向下流動(dòng)，對(duì)地面和街道造成影響。

許多高層建筑會(huì)進(jìn)行退臺(tái)處理，像臺(tái)階一樣自下往上一層層縮小結(jié)構(gòu)。既緩解了高層建筑本身和街道受到的氣流影響，也減輕了龐大的建筑在視覺上的壓抑感。世界最高建筑—迪拜的哈利法塔就是這種退臺(tái)設(shè)計(jì)的典范。

5.通風(fēng)派

與其和風(fēng)對(duì)抗，不如讓風(fēng)通過。曼哈頓公園大道 432 號(hào)大樓，每 12 層就有一個(gè)雙層切口來讓風(fēng)穿過，減少風(fēng)的影響。

而由諾曼·福斯特設(shè)計(jì)的世界上第一座高層生態(tài)建筑——法蘭克福商業(yè)銀行大廈，它包含了半開放的豎向庭院，并建立了多層次的綠化系統(tǒng)，有效化解了迎面風(fēng)的壓力，并為整座建筑提供了自然通風(fēng)，諾曼自夸它為“世界上第一座會(huì)呼吸的建筑”。

在超高層建筑的設(shè)計(jì)過程中，往往會(huì)進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)。將建筑模型放在一套能制造風(fēng)力環(huán)境的設(shè)備中，從而測試建筑能否經(jīng)受大風(fēng)的考驗(yàn)。

生活中不存在絕對(duì)靜止的物體，哪怕是肉眼看著不動(dòng)的建筑，其實(shí)也一直處于微小的運(yùn)動(dòng)之中。只要建筑物的晃動(dòng)幅度不大，沒有導(dǎo)致人員出現(xiàn)明顯不適，或者對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成重大損害，就不會(huì)對(duì)人們的正常生活產(chǎn)生影響。

世界最高的十座建筑

哈利法塔（828米）

上海中心大廈（632米）

麥加皇家鐘塔飯店（601米）

深圳平安國際金融中心（599米）

樂天世界大廈（555米）

美國世貿(mào)中心一號(hào)樓（541米）

天津周大福濱海中心（530米）

廣州周大福金融中心（530米）

北京中信大廈（528米）

中國臺(tái)北101大樓（508米）