扭转形式以扭动和旋转为其基本特征，以富有动态感的形态特点而给人以非常强烈的视觉感受。自然界中具有扭转形式的物体非常普遍，例如，生物学领域中的DNA是双螺旋形的扭转结构；植物界的藤蔓植物也是以螺旋扭转的形式攀援生长。但是，自然界中的扭转物体体现的是一种自发的、有规律的内在组织关系。
图7—1 英国皇家芭蕾舞学院的灵感之桥外观
图片来源：New Project， 2006
扭转是指物体的构成元素沿着某一方向或某一固定的轴以某一角度进行的旋转。建筑的扭转形式则可以理解为对基本几何形体或建筑的部分构件，如外围护结构或主要构件等，沿着某一方向或固定的轴施加垂直于法线方向的旋转力之后所形成的建筑物整体（图 7—1），强调建筑的构成元素按特定的旋转轴有规律地旋转之后所表现出来的扭转、流动的整体态势。其中，旋转和扭曲是形态构成中最重要的形态操作手段，是构成扭转形式不可或缺的因素，扭转与旋转、扭曲具有密切的内在联系。对于高层建筑来说，由于其高度的特殊性，形态的比例更为修长，建筑的外围护结构沿旋转轴旋转之后得到的形体扭转的规律性更为突出。高层建筑的扭转形态用曲线的形式突破了传统高层建筑强调垂直和高度的直线 特征。
根据风环境对高层建筑扭转形体的作用机理，建筑的扭转形态的构成规律和形态特点，对高层建筑的扭转形态进行构成逻辑层面上的分类，以获得适用于风环境数值模拟的形态分类方法。根据高层建筑扭转形态的自身构成特点及其对周围风环境的影响，本文将扭转形态分为连续型扭转和间断型扭转。
7.1.1.1 连续型扭转
连续型扭转形态是高层建筑形体Z方向的边整体向某一方向旋转一定角度，得到的空间曲线放样围合而成的形态整体。围合建筑形体的外表皮呈连续、平滑过渡的空间曲面，形态整体表现平滑、渐变的特点。这种连续的扭转形态是高层建筑整体沿旋转轴朝某一方向进行的扭曲与旋转，形态的整体性较强，构成元素融于整体之中，并不强调构成元素的独立性。连续型扭转是扭转形式的一种最基本和最常见的表现类型（图7—2）。
图7—2 连续型扭转形态
西班牙著名建筑师圣地亚哥·卡拉特拉瓦设计的芝加哥螺旋塔和瑞典HSB扭转大楼，都是连续型扭转形态的典型实例。芝加哥螺旋塔（图7—3）高610 m，共150层，建成后将成为全美最高建筑，芝加哥的新地标，整座大厦呈螺旋上升形状，每一层平均比下一层扭转2.44°，整个外立面共旋转360°，整个形态呈现连续的螺旋型扭转。形体的扭转设计也有风环境上的考虑，连续扭转的形态能够引导风沿着形体的外立面上下移动，从而减轻水平方向上的风荷载对大楼整体结构的影响。大楼共有七个扭转立面，风压被均匀分布在各个侧面，因此这栋螺旋形摩天大厦与同样高度的非扭转超高层相比，水平侧移减轻许多。
位于瑞典马尔摩的HSB扭转大楼（图7—4—图7—6），高190 m，平面形式近似为一个四边形与三角形的组合形式。设计的灵感正是源于这些对人体骨骼结构进行解析和模仿的素描和雕塑作品[1]。该建筑的共有9个区段，每个区段有5层，共54层，每一层平面都旋转一定的角度，从塔底到塔顶共旋转90°，是欧洲最高的住宅建筑，并以其新奇的造型成为马尔默市的标志性建筑。该建筑采用了悬挑的结构形式，建筑全部的荷载只由核心筒承担，平面围绕核心筒在各个方向上出挑，除了核心筒外再无竖向结构支撑。这样的结构形式在一定程度上赋予了平面形式的灵活性，有利于扭转形态的实现。扭转的建筑形态不仅是造型创意的需要，同时也为建筑自身带来生态环境方面的利处。扭转的形态使建筑表皮倾斜，增大了太阳光的入射角，有利于地处北欧的住宅房间的采光。
图7—3 芝加哥螺旋塔
图片来源：网络
图7—4 扭转大楼意向(www.xing528.com)
图片来源：《世界建筑》
2004（10）：48—45
图7—5 扭转大楼模型
图片来源：《世界建筑》
2004（10）：48—45
图7—6 扭转大楼主体
图片来源：网络
图7—7 洛杉矶某城市雕塑
图片来源：http://www.greatbuildings.com
7.1.1.2 间断型扭转
间断型扭转形态被认为是若干相同或相似的独立单元叠合在一起，这些单元以Z方向为轴进行有规律的旋转。这种间断的扭转形态是个体沿旋转轴的旋转复制，它在整体上表现扭转的态势，而各个构成单元仍然相互独立（图7—7）。当构成间断型扭转形态的独立单元厚度无限趋近于零时，其形态外观就表现出一种趋于连续型扭转的状态。这时候间断型扭转形态就转化成了平滑型扭转形态，因此间断型扭转形态与连续型扭转形态在内在构成规律上具有一定的关联性。
意大利建筑师大卫·费舍尔设计的正在建设中的迪拜旋转塔（图7—8）是世界上第一幢运动式可机械旋转的高层建筑，也是间断型扭转形态的典型实例，它的出现彻底颠覆了高层建筑静态稳定的传统观念。这幢大厦集办公、住宅、酒店于一体，高420 m，共有80层，每一层都是一个独立单元，建筑的中心轴即为旋转轴，将独立的各层建筑联系成一个整体，并通过控制系统使得每一层都能独立自如地旋转360°。在旋转过程中每一层都错落开，呈螺旋上升状的扭转趋势，它们之间体量间断相错会带来不同于连续型扭转形态的生态效益，体量之间互相遮挡会为下层形成自遮阳，同时也会因为体量错位造成风向的改变，从而利用建筑周边风环境加强室内的自然通风。这座旋转的大厦还能利用风能，是世界首个利用风能发电的超高层建筑，不仅旋转完全依靠风力完成，同时还能利用多余的风力为楼里全部用户提供足够的能源。
图7—8 迪拜旋转塔的外观和运作原理
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
