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°旋转,实现“时间旅行”

时间:2022-10-02 百科知识 版权反馈
【摘要】:从天体物理到量子力学,宇宙万物大至星系小至原子,都以特有的高速旋转的螺旋形式存在,完成时空转换,实现“时间的旅行”。但过于强烈的动态感,又会破坏上海中心和其他两幢超高层建筑之间的和谐关系。和同样体量的矩形建筑相比,上海中心旋转120°的独特造型为其减少了24%的风荷载。实验结果显示,120°的旋转,进一步降低了几乎24%的风荷载。

密码_120°

通过风洞试验,确定了整体旋转120°、每层扭转近1°是美学与风工程学的最佳结合点。

▲在模型研究中,设计师将旋转角度从90°开始按10°量级递增,直到180°

正如Gensler的建筑师所言,上海中心一开始就被注入了“旋转”起来的灵感。这是一个颇具未来感的动态概念。未来感,不是指漫无边际地想象,而是指对世界发展规律的统一把握。

从天体物理到量子力学宇宙万物大至星系小至原子,都以特有的高速旋转的螺旋形式存在,完成时空转换,实现“时间的旅行”。上海中心基于此,以“旋转”为几何定义,让“未来”与“过去”在时空中交错统一,超越时间,超越地域。来自地面的能量,似乎被上海中心的动势牵引向上,与空间、时间一同达到天人合一的境界。

没有明显的主立面朝向,您从任何一个角度都可以领略到她螺旋上升的美妙韵律,既充满动感,又和谐自然。这种舒适的心理感受主要基于审美角度和风力荷载两方面的科学分析。

为了确定最佳的总体旋转角度,设计师进行了模型研究,将旋转角度从90°开始按10°量级递增,直到180°,然后将每个递增角度分别输入模型进行比较。设计师发现,旋转角度越大,建筑的动态感就越强烈。但过于强烈的动态感,又会破坏上海中心和其他两幢超高层建筑之间的和谐关系。那么,该如何确认这个旋转角度的最佳值呢?地处我国沿海地带的高层建筑物,经常受到台风的袭击,因此风荷载成为决定建筑结构的主要因素。

为了从风力荷载找到美学与风工程学的最佳结合点,工程师进行了精密的风洞试验。试验表明:旋转角度越大,主楼所承载的风荷载就越小,因为扭曲状的建筑能够极大地降低风力。和同样体量的矩形建筑相比,上海中心旋转120°的独特造型为其减少了24%的风荷载。

通过函数关系的反复计算与测试,最后发现采用总体旋转120°、每层扭转近1°是美学与风工程学的最佳结合点。同时,120°是一个整圆度数的1/3,正好与金茂大厦、上海环球金融中心的三者关系有所呼应。最后,120°的旋转体造型“一锤定音”。

▲风洞试验表明,总体旋转120°是美学与风工程学的最佳结合点

试验追踪:120°的风洞试验

时间:2008年8月、2009年2月

地点:加拿大国家研究院

建筑风洞试验是指在风洞中安置建筑模型,研究气体流动及其与模型的互相作用,以了解实际建筑物的空气动力学特性的一种试验方法,并通过试验来获取建筑物不同部位的风荷载数据。建筑风洞试验的原理和作用简单而言,就是使用动力装置在一个专门设计的管道内驱动一股可控气流,使其流过安置在试验段的缩尺建筑和建筑所在地貌环境模型,模拟建筑物在特定的环境中对运动空气流所产生的阻扰效应,测量在建筑模型上空气流产生的正压、负压以及振动等数据,为工程师进行建筑物抗风设计提供基础资料。

上海中心为了确定其合适的旋转角度,将10°量级递增的数字模型提供给风洞工程师,由他们制作了比例为1∶500的物理模型,在加拿大国家研究院的风洞里进行标准为中国华东地区百年一遇的台风风洞测试。

将1.2米高的模型,放在一个矩形风道里,周边模拟出试验相应强度的风场,观察风的变化,以及不同度数的旋转外立面所能承受的风荷载。测试结果表明,建筑的旋转角度越大,作用在主楼表面的风荷载就越小,由此确认了旋转的体型设计完全符合空气动力学的基本原理。而通过反复测试甄选,最后发现120°是美学与风工程学的最佳结合点。

为了更加准确地验证作用在建筑表面的风荷载的分布与强度,在基于120°的旋转值下,加拿大的工程师又制作了比例为1∶85的大型工程模型,在加拿大国家研究院9米×9米的风洞中进行了进一步的“高雷诺数风洞测试”。竖立的模型高达7.5米,是这个风洞能容纳模型的最大极限!这个试验主要是验证小尺度模型无法精确测量的气流升力、阻力和气流在弯曲建筑表面的分离点,以确定风荷载数据。实验结果显示,120°的旋转,进一步降低了几乎24%的风荷载。

▲在加拿大国家研究院风洞中的物理模型--1∶500的比例

▲在加拿大国家研究院进行高雷诺数风洞测试的上海中心模型(7.5米高,1∶85比例)

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