大楼的防风攻略

陈墨

麦加皇家钟塔饭店、上海中心大厦、哈利法塔……人类似乎一直乐于挑战建造更高的建筑物。但大风经常引起高层建筑晃动，带来危险。那么，如何才能设计建造出一座能经受狂风考验的建筑，这份攻略将给你答案。

找准你的位置

要建造一座建筑，首先要找到一个好位置，而选择位置的关键就是要考虑地基。要想站得稳，就要脚踏实地，选择坚实的地基，既要避开那些容易发生山体滑坡的山坡或山脚，也要远离过于松软的土壤和地下水位较浅的地方。

你要问如果没找对地方会怎么样？意大利的比萨斜塔就是最好的“反面教材”——它的地基是由较为松散的粉土和非常软的黏土相间形成，且靠近地下水层，沉重的塔身从建造之初就发生了倾斜。要不是因为个头不算太高，恐怕早就被风吹倒了！

选择合适的材料

在选择建筑材料的时候，不能一味地追求刚硬，实际上钢筋混凝土也是有着弹性和伸缩性的，宁折不弯的大楼可不是安全的大楼。在大风来临时，如果大楼的顶部不能晃动，各种结构性部件可能会因为巨大风力而受损，所以建筑工程师会故意使大楼能够摆动，这样大楼才不会受到那么大的压力。大多数摩天大楼可以向任意方向晃动数十厘米，而不破坏结构的完整性。

除了防风防震等安全性的考虑，在设计时还应该考虑到当前的技术条件。随着科学技术的发展，更多的新型材料也被应用在了建筑中。比如地震频繁的日本会使用质量轻、强度高的树脂，以及加气混凝土、碳纤维等材料，减少建筑倒塌坠落时造成的破坏。

来颗“定楼神球”

许多建筑都会在楼顶安装调谐质量阻尼器，它可以根据大楼的晃动调整重心，就像摩托车和汽车上的减震器一样减弱震动。

你还可以给大楼来一颗“定楼神球”，这种大型的调谐质量阻尼器的质量块同样由钢铁或混凝土制成，质量很大，需要用钢索吊住。上海中心大厦的“上海慧眼”不仅是一件艺术品，更是风阻尼器的一部分。它重达1000吨，是目前世界上最重的摆式阻尼器质量块。我国台北101大楼里，也安装了这样的“定楼神球”，通过摆动来调整建筑物的重心。

选择你的设计

要想设计出坚固、稳定的建筑，就要避免过于天马行空的设计。有的设计师一味地追求形式主义和美感，却忽略了科学性。不合理的设计和使用可能会带来灾难性的后果。

不过，优雅美观与安全可靠并非不能共存。为了抵御大风，建筑师们进行了许多别出心裁的设计。当大风来临时，这些设计为大楼提供的保护，一点也不亚于我们前面提到的那些“硬件设施”。

1.圆润派

建筑的边角越是圆润光滑，越有利于减少大风给建筑带来的压力，削弱强风的影响。这就是为什么很多高层建筑平面都会以圆形或椭圆形呈现。

比如，被稱为“小黄瓜”的瑞士再保险总部大厦就是圆润派设计的典型，而位于吉隆坡的双峰塔也采用了圆润边角的设计来削弱强风的压力，从而有效防风。

2.扭转派

通过形体的扭转可以引导气流的走向，让风盘旋上升，减少风对建筑的冲击。所以在表面圆滑的同时，不少建筑选择了“扭一扭”的姿态。上海中心大厦就采用了这个原理，通过扭转的设计引导气流走向，既富有艺术感，又有效地减小了气流的影响。

3.切割派

根据研究，切割形体能使迎面强风折向不同的方向，缓和风速。位于科威特的哈姆拉菲尔杜斯大厦就是这样，设计师切除了建筑西南角的一部分并向上延伸，形成了这种独特的防风造型。

4.缩减派

防风可不是独善其身的事，也应该考虑到气流对周边建筑和街道的影响。当建筑物上部受到气流冲击，气流会向下流动，对地面和街道造成影响。

许多高层建筑会进行退台处理，像台阶一样自下往上一层层缩小结构。既缓解了高层建筑本身和街道受到的气流影响，也减轻了庞大的建筑在视觉上的压抑感。世界最高建筑—迪拜的哈利法塔就是这种退台设计的典范。

5.通风派

与其和风对抗，不如让风通过。曼哈顿公园大道 432 号大楼，每 12 层就有一个双层切口来让风穿过，减少风的影响。

而由诺曼·福斯特设计的世界上第一座高层生态建筑——法兰克福商业银行大厦，它包含了半开放的竖向庭院，并建立了多层次的绿化系统，有效化解了迎面风的压力，并为整座建筑提供了自然通风，诺曼自夸它为“世界上第一座会呼吸的建筑”。

在超高层建筑的设计过程中，往往会进行风洞试验。将建筑模型放在一套能制造风力环境的设备中，从而测试建筑能否经受大风的考验。

生活中不存在绝对静止的物体，哪怕是肉眼看着不动的建筑，其实也一直处于微小的运动之中。只要建筑物的晃动幅度不大，没有导致人员出现明显不适，或者对建筑结构造成重大损害，就不会对人们的正常生活产生影响。

世界最高的十座建筑

哈利法塔（828米）

上海中心大厦（632米）

麦加皇家钟塔饭店（601米）

深圳平安国际金融中心（599米）

乐天世界大厦（555米）

美国世贸中心一号楼（541米）

天津周大福滨海中心（530米）

广州周大福金融中心（530米）

北京中信大厦（528米）

中国台北101大楼（508米）