大樓的防風攻略

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。但大風經(jīng)常引起高層建筑晃動，帶來危險。那么，如何才能設計建造出一座能經(jīng)受狂風考驗的建筑，這份攻略將給你答案。

找準你的位置

要建造一座建筑，首先要找到一個好位置，而選擇位置的關鍵就是要考慮地基。要想站得穩(wěn)，就要腳踏實地，選擇堅實的地基，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。

你要問如果沒找對地方會怎么樣？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。要不是因為個頭不算太高，恐怕早就被風吹倒了！

選擇合適的材料

在選擇建筑材料的時候，不能一味地追求剛硬，實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。在大風來臨時，如果大樓的頂部不能晃動，各種結構性部件可能會因為巨大風力而受損，所以建筑工程師會故意使大樓能夠擺動，這樣大樓才不會受到那么大的壓力。大多數(shù)摩天大樓可以向任意方向晃動數(shù)十厘米，而不破壞結構的完整性。

除了防風防震等安全性的考慮，在設計時還應該考慮到當前的技術條件。隨著科學技術的發(fā)展，更多的新型材料也被應用在了建筑中。比如地震頻繁的日本會使用質量輕、強度高的樹脂，以及加氣混凝土、碳纖維等材料，減少建筑倒塌墜落時造成的破壞。

來顆“定樓神球”

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

你還可以給大樓來一顆“定樓神球”，這種大型的調諧質量阻尼器的質量塊同樣由鋼鐵或混凝土制成，質量很大，需要用鋼索吊住。上海中心大廈的“上海慧眼”不僅是一件藝術品，更是風阻尼器的一部分。它重達1000噸，是目前世界上最重的擺式阻尼器質量塊。我國臺北101大樓里，也安裝了這樣的“定樓神球”，通過擺動來調整建筑物的重心。

選擇你的設計

要想設計出堅固、穩(wěn)定的建筑，就要避免過于天馬行空的設計。有的設計師一味地追求形式主義和美感，卻忽略了科學性。不合理的設計和使用可能會帶來災難性的后果。

不過，優(yōu)雅美觀與安全可靠并非不能共存。為了抵御大風，建筑師們進行了許多別出心裁的設計。當大風來臨時，這些設計為大樓提供的保護，一點也不亞于我們前面提到的那些“硬件設施”。

1.圓潤派

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

比如，被稱為“小黃瓜”的瑞士再保險總部大廈就是圓潤派設計的典型，而位于吉隆坡的雙峰塔也采用了圓潤邊角的設計來削弱強風的壓力，從而有效防風。

2.扭轉派

通過形體的扭轉可以引導氣流的走向，讓風盤旋上升，減少風對建筑的沖擊。所以在表面圓滑的同時，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原理，通過扭轉的設計引導氣流走向，既富有藝術感，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風折向不同的方向，緩和風速。位于科威特的哈姆拉菲爾杜斯大廈就是這樣，設計師切除了建筑西南角的一部分并向上延伸，形成了這種獨特的防風造型。

4.縮減派

防風可不是獨善其身的事，也應該考慮到氣流對周邊建筑和街道的影響。當建筑物上部受到氣流沖擊，氣流會向下流動，對地面和街道造成影響。

許多高層建筑會進行退臺處理，像臺階一樣自下往上一層層縮小結構。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設計的典范。

5.通風派

與其和風對抗，不如讓風通過。曼哈頓公園大道 432 號大樓，每 12 層就有一個雙層切口來讓風穿過，減少風的影響。

而由諾曼·福斯特設計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)，有效化解了迎面風的壓力，并為整座建筑提供了自然通風，諾曼自夸它為“世界上第一座會呼吸的建筑”。

在超高層建筑的設計過程中，往往會進行風洞試驗。將建筑模型放在一套能制造風力環(huán)境的設備中，從而測試建筑能否經(jīng)受大風的考驗。

生活中不存在絕對靜止的物體，哪怕是肉眼看著不動的建筑，其實也一直處于微小的運動之中。只要建筑物的晃動幅度不大，沒有導致人員出現(xiàn)明顯不適，或者對建筑結構造成重大損害，就不會對人們的正常生活產(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）

美國世貿中心一號樓（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）

中國臺北101大樓（508米）