密碼_120°

通過風(fēng)洞試驗(yàn)，確定了整體旋轉(zhuǎn)120°、每層扭轉(zhuǎn)近1°是美學(xué)與風(fēng)工程學(xué)的最佳結(jié)合點(diǎn)。

▲在模型研究中，設(shè)計(jì)師將旋轉(zhuǎn)角度從90°開始按10°量級遞增，直到180°

正如Gensler的建筑師所言，上海中心一開始就被注入了“旋轉(zhuǎn)”起來的靈感。這是一個(gè)頗具未來感的動態(tài)概念。未來感，不是指漫無邊際地想象，而是指對世界發(fā)展規(guī)律的統(tǒng)一把握。

從天體物理到量子力學(xué)，宇宙萬物大至星系小至原子，都以特有的高速旋轉(zhuǎn)的螺旋形式存在，完成時(shí)空轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)“時(shí)間的旅行”。上海中心基于此，以“旋轉(zhuǎn)”為幾何定義，讓“未來”與“過去”在時(shí)空中交錯(cuò)統(tǒng)一，超越時(shí)間，超越地域。來自地面的能量，似乎被上海中心的動勢牽引向上，與空間、時(shí)間一同達(dá)到天人合一的境界。

沒有明顯的主立面朝向，您從任何一個(gè)角度都可以領(lǐng)略到她螺旋上升的美妙韻律，既充滿動感，又和諧自然。這種舒適的心理感受主要基于審美角度和風(fēng)力荷載兩方面的科學(xué)分析。

為了確定最佳的總體旋轉(zhuǎn)角度，設(shè)計(jì)師進(jìn)行了模型研究，將旋轉(zhuǎn)角度從90°開始按10°量級遞增，直到180°，然后將每個(gè)遞增角度分別輸入模型進(jìn)行比較。設(shè)計(jì)師發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)角度越大，建筑的動態(tài)感就越強(qiáng)烈。但過于強(qiáng)烈的動態(tài)感，又會破壞上海中心和其他兩幢超高層建筑之間的和諧關(guān)系。那么，該如何確認(rèn)這個(gè)旋轉(zhuǎn)角度的最佳值呢？地處我國沿海地帶的高層建筑物，經(jīng)常受到臺風(fēng)的襲擊，因此風(fēng)荷載成為決定建筑結(jié)構(gòu)的主要因素。

為了從風(fēng)力荷載找到美學(xué)與風(fēng)工程學(xué)的最佳結(jié)合點(diǎn)，工程師進(jìn)行了精密的風(fēng)洞試驗(yàn)。試驗(yàn)表明：旋轉(zhuǎn)角度越大，主樓所承載的風(fēng)荷載就越小，因?yàn)榕で鸂畹慕ㄖ軌驑O大地降低風(fēng)力。和同樣體量的矩形建筑相比，上海中心旋轉(zhuǎn)120°的獨(dú)特造型為其減少了24%的風(fēng)荷載。

通過函數(shù)關(guān)系的反復(fù)計(jì)算與測試，最后發(fā)現(xiàn)采用總體旋轉(zhuǎn)120°、每層扭轉(zhuǎn)近1°是美學(xué)與風(fēng)工程學(xué)的最佳結(jié)合點(diǎn)。同時(shí)，120°是一個(gè)整圓度數(shù)的1/3，正好與金茂大廈、上海環(huán)球金融中心的三者關(guān)系有所呼應(yīng)。最后，120°的旋轉(zhuǎn)體造型“一錘定音”。

▲風(fēng)洞試驗(yàn)表明，總體旋轉(zhuǎn)120°是美學(xué)與風(fēng)工程學(xué)的最佳結(jié)合點(diǎn)

試驗(yàn)追蹤：120°的風(fēng)洞試驗(yàn)

時(shí)間：2008年8月、2009年2月

地點(diǎn)：加拿大國家研究院

建筑風(fēng)洞試驗(yàn)是指在風(fēng)洞中安置建筑模型，研究氣體流動及其與模型的互相作用，以了解實(shí)際建筑物的空氣動力學(xué)特性的一種試驗(yàn)方法，并通過試驗(yàn)來獲取建筑物不同部位的風(fēng)荷載數(shù)據(jù)。建筑風(fēng)洞試驗(yàn)的原理和作用簡單而言，就是使用動力裝置在一個(gè)專門設(shè)計(jì)的管道內(nèi)驅(qū)動一股可控氣流，使其流過安置在試驗(yàn)段的縮尺建筑和建筑所在地貌環(huán)境模型，模擬建筑物在特定的環(huán)境中對運(yùn)動空氣流所產(chǎn)生的阻擾效應(yīng)，測量在建筑模型上空氣流產(chǎn)生的正壓、負(fù)壓以及振動等數(shù)據(jù)，為工程師進(jìn)行建筑物抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)資料。

上海中心為了確定其合適的旋轉(zhuǎn)角度，將10°量級遞增的數(shù)字模型提供給風(fēng)洞工程師，由他們制作了比例為1∶500的物理模型，在加拿大國家研究院的風(fēng)洞里進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)為中國華東地區(qū)百年一遇的臺風(fēng)風(fēng)洞測試。

將1.2米高的模型，放在一個(gè)矩形風(fēng)道里，周邊模擬出試驗(yàn)相應(yīng)強(qiáng)度的風(fēng)場，觀察風(fēng)的變化，以及不同度數(shù)的旋轉(zhuǎn)外立面所能承受的風(fēng)荷載。測試結(jié)果表明，建筑的旋轉(zhuǎn)角度越大，作用在主樓表面的風(fēng)荷載就越小，由此確認(rèn)了旋轉(zhuǎn)的體型設(shè)計(jì)完全符合空氣動力學(xué)的基本原理。而通過反復(fù)測試甄選，最后發(fā)現(xiàn)120°是美學(xué)與風(fēng)工程學(xué)的最佳結(jié)合點(diǎn)。

為了更加準(zhǔn)確地驗(yàn)證作用在建筑表面的風(fēng)荷載的分布與強(qiáng)度，在基于120°的旋轉(zhuǎn)值下，加拿大的工程師又制作了比例為1∶85的大型工程模型，在加拿大國家研究院9米×9米的風(fēng)洞中進(jìn)行了進(jìn)一步的“高雷諾數(shù)風(fēng)洞測試”。豎立的模型高達(dá)7.5米，是這個(gè)風(fēng)洞能容納模型的最大極限！這個(gè)試驗(yàn)主要是驗(yàn)證小尺度模型無法精確測量的氣流升力、阻力和氣流在彎曲建筑表面的分離點(diǎn)，以確定風(fēng)荷載數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，120°的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)一步降低了幾乎24%的風(fēng)荷載。

▲在加拿大國家研究院風(fēng)洞中的物理模型--1∶500的比例

▲在加拿大國家研究院進(jìn)行高雷諾數(shù)風(fēng)洞測試的上海中心模型（7.5米高，1∶85比例）