异常的气候,使今年的天气变得难以琢磨,热浪、暴雨、洪水、山火不停在地球上肆虐,即使进入萧瑟、干燥的秋季,自然灾害也没停过。近期,秋季台风灿都逐渐靠近我国沿海地区,本次的台风灿都,比之前的烟花等级高了好几级,是17级的超级台风,堪称是本年度台风之王。
上海中心大厦
那么在这样的狂风中,江浙沪地区的高楼大厦能够扛住强劲的狂风暴雨吗?尤其是位于上海的我国第一高楼上海中心大厦,还能够在这次的超级台风中安然无恙吗?
超级台风——灿都
台风是一种自然现象,发源于热带海面,随着地球温度的升高,大量的海水被蒸发成水蒸气,水蒸气升空后在空中聚集,并形成一个低气压中心。这个气压中心随着气压的变化和地球的运转开始旋转,在惯性以及气流的变化下逐渐形成一个空气漩涡,最终形成热带气旋。这个热带气旋就是我们俗称的台风,但是在真正的风力等级划分中,只有风力等级在12~13级的热带气旋才叫做台风。
台风灿都
台风,这个名词来源众所纷纭,发生在印度洋以及太平洋的热带气旋被称作typhoon,是古希腊神话中的象征风暴的邪恶泰坦巨人。而发生在大西洋以及加勒比海区域的台风被称为“飓风(Hurricane)”。在我国则是根据粤语习惯,将“大风”音译称为台风。
泰坦印象
台风,与地震一般都是强大的自然灾害,每次出现都伴随着人员和基础设施的伤亡、毁坏。但是,台风不像地震在登临人类居住地时没有半点明显的预兆,台风的登陆总是伴随着无边的风雨,狂风暴雨是台风先驱。一般的台风风力等级都在12级以上,最低风速达到32米/S,最高风速达到60米/S,极致的速度带来强大的风压。当风力在12级时,垂直风压能达到每平方米230公斤,要知道一辆电动车才120斤左右,可见风压之强劲。
台风等级
暴雨与狂风是一对双生子,在台风来临时总是形影不离,台风登陆期间一次降雨能达到300~800毫米的降雨量,造成城市严重内涝,更有甚者还可能演变成洪水,造成郑州洪水一样的灾难。当然,在台风来临时,风暴潮也是不可或缺的一环,台风期间风暴潮将掀起强烈的海潮,冲垮堤坝、房屋等各种建筑,与暴雨汇合演变成一场巨大的洪水。
这还只是普通的台风,而这个9月我们面临的台风可是整个台风中,最高等级的存在,超级台风灿都。超级台风灿都的风力等级,达到17级,最低风速在51米/S。从9月7日在西北太平洋生成后,台风灿都一路升级,从最初的强热带风暴级别转变为超级台风。
风力等级
受超级台风影响,广东、福建、浙江等省份进入备战状态,关闭多条飞行路线,公布台风预警信号。昨日,超级台风灿都来到距上海市180公里的东南部海域,强风暴雨突袭这座伫立在长江出海口的摩登城市。遭遇这种超级台风,上海市区里的高层建筑能挨过飓风吗?尤其是上海市的地标建筑,上海中心大厦。
烟花登陆上海
虽然这座高度达到632米的“空中花园”在面对台风“烟花”时,没有发生大的变化,但是面对高了几个等级的超级台风灿都,它还能扛得住吗?
上海中心大厦能扛住灿都吗?
上海中心大厦,始建于2008年11月29日,按照规划整座大楼属于超高层地标式摩天大楼建筑,楼高632米,共128层,其高度位居我国第一,世界第二。该大厦历时8年完工,于2016年交付,建成之后打破多项世界纪录,并荣获绿色建筑界的“奥斯卡”——LEED-CS白金级认证。
世界高楼对比图
由于这座大楼是我国最高的大楼,代表着国家的实力,所以每到台风期人们对于这座“空中楼阁”都十分的担忧,害怕这样的高楼在狂风中被吹倒或者发生倒塌事件。要知道,我国可是台风最爱光顾的常客之一,平均每年大约有6到8个台风登陆我国,对我国东南部沿海地区造成重大人员伤亡和财产损失。
台风带来的暴雨
在超级台风灿都之前,台风烟花先行登陆了沿海地区,在烟花侵扰过程中,上海中心大厦没有发生大的变化,只是相较于灿都,烟花只是一个小老弟。而今换成“风王”灿都,上海中心大厦还能稳坐楼台,纹丝不动吗?虽然目前灿都还没有正式登陆上海市区,但是在过去几年中上海中心大厦也面临过相似的超级台风,2019年的超级台风利奇马就是一个最好的案例。
在利奇马肆虐期间,上海市区降雨量超过阈值,风暴极其强烈,街上随处可见被大风刮倒的树木和基础设施,许多大楼的外墙玻璃被强风震碎,上海中心大厦在大风中摇晃幅度大,最大晃动了1.4米左右,但是仍然屹立在风雨中,没有发生倒塌。
上海中心大厦抗风设计
因此,可以预见在面对同等级的超级台风灿都时,上海中心大厦应当不会发生倒塌事件。换而言之,即使面对今年的“风王”灿都,上海中心大厦仍然屹立在上海市中心,是全中国的地标建筑,也是国人的骄傲。那么,为什么像上海中心大厦这样的摩天大楼不会在台风中损毁,反而是大量的低矮建筑被风刮倒呢?上海中心大厦有什么防风的秘密武器吗?
防风神器,上海中心大厦的守护神,“上海慧眼”阻尼器
由于摩天大楼的高度,让这些建筑在面对地震、台风等自然灾害时,总是矮人一头,最先遭受这些灾难的侵害,因此为了保护这些“昂贵”的摩登大厦,设计师们在建造之初就为了这些灾难留下了防范手段。譬如说,在建造过程中使用防震、抗压的新型材料,或者在设计时采用防震设计,不过这只能起到一定的防震减灾作用。要说最能应付地震和台风的,还得数大名鼎鼎的阻尼器。
上海中心大厦阻尼器
所谓阻尼,英文叫做“damping”,意思是减弱、阻抑。在物理学中指的是,振动系统中由于自身固有属性或者外力作用下,引起的振幅逐渐下降的特性。好比我们将一个砝码扣在弹簧上,由于重力的作用,弹簧的振动幅度加大,但随着多次振动,振幅逐渐减小,这是因为弹簧的弹力与重力趋近于平衡。
阻尼器,就是利用物体的阻尼特性来吸收或者抑制重量,以此减缓振动和消耗动能的机械装置,位于上海中心大厦的“上海慧眼”阻尼器正是这样的装置。整个装置重约1000吨,安装在大厦第126层,装置之上还有一个巨型雕像,外观形似一只竖瞳,其灵感来源于《山海经》中“烛龙之目”。
“烛龙之眼”的设计
“上海慧眼”阻尼器在面对强劲的台风时,在接收到建筑的摇晃后重量块会产生一个反作用力,在反作用力的抵消下,建筑产生逐渐趋于平衡,起到防风的作用。不仅如此,我国自主建造的这台阻尼器,还采用了先进的电磁感应系统,比其他的阻尼器更加的灵敏,性能更加强大。
结语
正是由于“上海慧眼”阻尼器的庇护,上海中心大厦才能在台风这样强大的灾害中,岿然不动,屹立不倒。这说明了,我国科学技术的进步和建筑业的发达。有了阻尼器在手,上海中心大厦是不会倒在超级台风灿都的狂风暴雨之下。
灿都路线微调
而且根据最新报道,超级台风灿都已经离开了上海周边的海域,也就是说上海中心大厦的危机消失了。不过,超级台风带来的暴雨仍在持续,但是区区雨水是捍不动坚固的上海中心大厦的!