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三是文化和心理的特點。空中庭院的設(shè)計力圖在建筑空間的理念上，將中國傳統(tǒng)建筑中“前庭后院”的手法轉(zhuǎn)移到現(xiàn)代超高層建筑中。在上海陸家嘴，建筑到200至300米以上的區(qū)域很多時候會在云霧之中，500米以上更處在雷電區(qū)，中庭空間的運用，為在高區(qū)活動的人群創(chuàng)造一種相對安穩(wěn)舒適的心理感受。
更具創(chuàng)意的是，Gensler的設(shè)計師還設(shè)想將雙層幕布的“外皮”做成旋轉(zhuǎn)并逐漸向上收分的形態(tài)，讓大樓更具動感。
120度旋轉(zhuǎn)向上抵御臺風(fēng)
然而問題來了。“上海中心”之前，雙層幕墻這樣的結(jié)構(gòu)，還從未出現(xiàn)在350米以上的超高層建筑中。
“整個上海中心大廈工程中，項目技術(shù)含量最高、綠色效應(yīng)最強(qiáng)、難度系數(shù)最大的就是幕墻工程。”上海中心大廈建設(shè)發(fā)展有限公司副總經(jīng)理、總工程師葛清說，大廈是世界上首次在超高層建筑安裝14萬平方米(相當(dāng)于19個標(biāo)準(zhǔn)足球場大小)柔性幕墻，難度系數(shù)在幕墻界堪稱世界之最。
“從工程學(xué)角度來看，超高層的玻璃幕墻，比紙還脆弱，因為稍有不慎，就將帶來災(zāi)難性的破壞。”負(fù)責(zé)上海中心項目深化設(shè)計方案的是上海本土的同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計研究院(集團(tuán))有限公司，公司總裁助理陳繼良說，工程人員在項目深化設(shè)計中，重點攻克的就是大廈在超出現(xiàn)有設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)條件下，滿足防震、防風(fēng)、防火等一系列抵御災(zāi)難性氣候條件的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。
經(jīng)過地震安全評估，上海并不處于地震帶，“上海中心”的設(shè)計抗震能力，可以抵御烈度為7.5度的強(qiáng)震。大廈在玻璃幕墻上設(shè)置窗噴，可均勻地布水，也能有效提高火災(zāi)時高空救援的效率。
但在防風(fēng)問題上，由于此前并沒有600多米高空風(fēng)力檢測的歷史數(shù)據(jù)，工程人員可參考的，也只有金茂大廈和環(huán)球金融中心的風(fēng)剖面數(shù)據(jù)，大廈旋轉(zhuǎn)并逐漸向上收分的設(shè)計形態(tài)，到底是有利于防風(fēng)，還是不利于防風(fēng)?
工程人員在加拿大國家研究院的風(fēng)洞里，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)為百年一遇的臺風(fēng)風(fēng)洞測試。測試結(jié)果表明，旋轉(zhuǎn)角（詞條“轉(zhuǎn)角”由行業(yè)大百科提供）度越大，作用在主樓表面的風(fēng)荷載越小，證明了大廈旋轉(zhuǎn)的體型設(shè)計，完全符合空氣動力學(xué)的基本原理。
雖說大廈旋轉(zhuǎn)角度越大，建筑體量動態(tài)效果越強(qiáng)烈，但過于強(qiáng)烈的動態(tài)感和設(shè)計初衷并不匹配，將破壞“上海中心”和陸家嘴超高層群體之間的和諧關(guān)系。通過反復(fù)測試甄選，最后發(fā)現(xiàn)120度是美學(xué)與風(fēng)工程學(xué)的最佳結(jié)合點。
外幕墻120度旋轉(zhuǎn)向上收分的設(shè)計，可幫助“上海中心”抵御經(jīng)常光顧上海的臺風(fēng)威脅，不僅為大樓降低了24%的風(fēng)荷載，還造就了更輕、更高效的幕墻結(jié)構(gòu)，大大降低了對自然資源的消耗，節(jié)省了近3.5億元的造價。
270臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)在上海中心121層高空作業(yè)
可滑移支座實現(xiàn)伸縮自如
在“上海中心”即將分步運營前期，記者先行探營發(fā)現(xiàn)，整座大廈共分為9個垂直分區(qū)空間，每個空間12至15個樓層，各空間轉(zhuǎn)換層，共布設(shè)了21個“空中花園”，供人們休憩、交流。
神奇的是，每個垂直分區(qū)空間里，內(nèi)外兩層幕墻間的間距最小1.5米、最大有10多米，垂直落差達(dá)43至63米，如此大型空間里，竟然看不到一點鋼筋混凝土的影子，完全由鋼結(jié)構(gòu)擔(dān)綱所有的幕墻支撐。
“這一開創(chuàng)性的幕墻支撐結(jié)構(gòu)，如果運用于普通建筑上，并不算太難。但在“上海中心”這樣的超高層建筑中，這種結(jié)構(gòu)需要面臨上下跨度大、支承玻璃幕墻的鋼環(huán)梁構(gòu)件超長等問題。面對臺風(fēng)、地震、高低溫、幕墻玻璃板塊自重加載等因素，如何有效控制變形，事關(guān)整個幕墻的結(jié)構(gòu)安全。”葛清說。
來自同濟(jì)大學(xué)、上海建工機(jī)施公司等方面的建筑工程專家們經(jīng)過各種試驗，選擇了在支撐結(jié)構(gòu)體系關(guān)鍵點上安裝允許結(jié)構(gòu)伸縮的“可滑移支座”的方案，使外幕墻在外界作用下，能在設(shè)計允許范圍內(nèi)發(fā)生豎向或水平位移，避免結(jié)構(gòu)因應(yīng)力過大而遭受破壞。
這種允許外幕墻在一定范圍內(nèi)移動，體積相當(dāng)于兩只架子鼓疊加起來的“滑移支座”，盡管其貌不揚(yáng)，卻是保證“上海中心”外立面柔中帶剛的關(guān)鍵。此項一般用于航空航天等高科技及軍用領(lǐng)域，在建筑領(lǐng)域尚屬全新應(yīng)用。
為了能更好地控制“滑移支座”的生產(chǎn)進(jìn)度及工程造價，負(fù)責(zé)“上海中心”幕墻支撐結(jié)構(gòu)的上海建工機(jī)施公司，對構(gòu)件進(jìn)行了國產(chǎn)化研發(fā)。
“上海中心”這樣的全球地標(biāo)性幕墻工程，過去只被少數(shù)國外頂級幕墻公司壟斷。作為業(yè)主的上海中心大廈建設(shè)發(fā)展有限公司綜合考慮多方因素，慎重選擇了三家中國幕墻龍頭企業(yè)，合力完成這個史無前例的幕墻超級工程：承接外幕墻的是“沈陽遠(yuǎn)大幕墻”；承接內(nèi)幕墻的“北京江河幕墻“而承接裙樓幕墻的是”武漢凌云幕墻“。三家幕墻企業(yè)，都是多年來，在AL-Survey門窗幕墻行業(yè)讀者調(diào)查活動“我最喜愛幕墻工程”評選中的獲獎企業(yè)，擁有非常多國內(nèi)外成功的地標(biāo)建筑案例。
為了確保幕墻工程在質(zhì)量和安全上萬無一失，“上海中心”所有的幕墻板塊，玻璃全部采用“0”自爆的超白玻璃SGP夾膠產(chǎn)品，其安全性超出國家現(xiàn)有幕墻安全標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計要求，并接受各種匪夷所思的測試。而在建筑的防火安全方面，通過選用國內(nèi)標(biāo)桿產(chǎn)品，“廣東金剛”系列防火門窗，為超高層建筑在發(fā)生火災(zāi)時，提高生命安全和財產(chǎn)風(fēng)險保障的能力。配合“上海華硅”的防火專用耐候膠，在提高密封膠的阻燃性能基礎(chǔ)上，又保持了優(yōu)異的力學(xué)性能，12萬米防火膠成為安全防護(hù)體系鏈中的重要一環(huán)。因此，在接受1000攝氏度的爐火炙烤；模擬最嚴(yán)酷的環(huán)境，驗證狂風(fēng)、暴雨和高壓等惡劣條件的下，幕墻密封性和抗變形性等性能時，完全達(dá)到設(shè)計要求。（未完待續(xù)）
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