高层建筑形体扭转对风环境的影响

7.1.2.1　扭转角度

扭转角度是高层建筑扭转形态最为重要的形态参数，它决定了形体外观的扭转程度。由于扭转之后的形体表面不再与地面垂直而成为双曲面，作用在形体外表面的气流方向受表面形态的引导也随之改变。随着扭转角度的增大，形态的扭转程度加剧，形体外表面对风环境的影响也更为显著。对于连续型扭转形态而言，扭转角度是标准层平面从底部到顶部所扭转的角度，扭转角度不同，形体呈现的形态特点完全不同，例如，扎哈·哈迪德设计的哈迪德大厦（图7—9）仅是形体的中下部扭转45°，科威特贸易中心（图7—10）整体扭转了90°，而莫斯科进化之塔（图7—11）则整体扭转了360°。对于间断型扭转形态而言，扭转角度则是每两个扭转单元之间的角度差。

图7—9　米兰哈迪德大厦

图片来源：扎哈哈迪德事务所

图7—10　科威特贸易中心

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图7—11　莫斯科进化之塔

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7.1.2.2　平面形状

平面形状即为标准层形状，平面形状决定高层建筑体量特征，是决定扭转建筑形态的重要形态参数。高层建筑平面形状多样，对周边微气候环境的影响也复杂多变。水平气流在经过建筑形体时在高层建筑的两侧形成边角强风，不同形状的平面对气流的阻碍作用不同，形体扭转后外表面对气流的引导作用也不同，因此对形体周围以及形体两侧的风环境的影响并不相同。

7.1.2.3　建筑朝向与风向的角度

建筑的朝向不仅影响着形体表面接受的太阳辐射，朝向与风向的角度还影响着形体周围的风环境。建筑的朝向与风向的角度的改变不仅会直接影响建筑表面的气流组织，还会影响迎风面面积、风影区长度、室内风速、室内通风量等。对于扭转之后的高层建筑形体，其表面气流运动更为复杂，建筑朝向与风向的角度决定着风在吹向建筑表面时与形体表面所成的角度，决定着气流在扭转形体表面的流动方向，因此建筑朝向与风向的角度对高层建筑室外风环境和室内自然通风的影响更为显著。而对于夏热冬冷地区的高层建筑扭转形体，夏季与冬季风环境导向不同，不同的风环境响应目标下的朝向与风向的角度趋向也不 相同。

7.1.2.4　建筑高度

根据城市高度梯度风效应，一定高度限定内，随着建筑高度不断的增加，作用在建筑外表面的室外风速、风压也相应增大^[2]。对于扭转建筑形体，随着建筑高度增加，扭转形体对风环境的影响也随之增大，形体表面气流运动方式更为复杂剧烈，因此建筑高度作为风环境模拟的可变形态参数之一，建立不同高度的扭转模型，并在不同截面高度处模拟计算周边风环境，力求得出有利于扭转形态风环境的建筑高度范围。