高樓地震別怕！日本研究：最不易隨風晃動的大樓建築的形狀是？

從根本上重新審視超高層建築抗風設計的流程——以東京工藝大學教授田村幸雄為核心，由竹中工務店、小堀鐸二研究所、日建設計公司、日本設計公司、MAD Tokyo組成的團隊所進行的「關於新形態超超高層建築物抗風設計手法的研究」，在國際上受到很大關注。

超高層建築的高度如果超過200～300米，則多數情況下風負荷會超過地震負荷，成為關鍵影響因素。因此，抗風設計是重要的設計元素之一。

在目前的超高層建築抗風設計中，主流方法是，首先確定大概的形態，然後就什麼樣的風負荷對這一形態產生作用進行分析。關於進行上述研究的意義，田村教授言道：「借助風洞實驗等方法，可保證各種建築物形狀安全性的技術已經確立，但不同形狀之間的對比研究還沒有做過。也就是說，目前還沒有標準指示採用何種形狀能夠減少風負荷造成的應力。如果有了標準，就能從設計初期階段結合建築物研究相對於風產生的應力。超高層建築的設計流程將會改變。」

如果在初期階段就選擇具有出色空氣動力特性的形狀，那麼不僅安全性得到提高，還可減少減振裝置等的數量，以及降低減振等級，因此有助於降低成本。

對30種形狀進行對比

田村等人將基本形狀定為高度為400米（80層建築）、寬度及長度為50米的正四棱柱（圖4-1的Square），在高度及建築物容積相同的條件下，對30多種不同形狀的風力特性進行了對比。

圖中的最大平均傾覆力矩係數意味著數值越小越具有出色的空氣動力特性。越往上截面越小的錐形狀（Tapered、Setback）、扭曲形狀（Helical）、開有通風孔的形狀（Cross Opening）顯示的數值較小。傾覆力矩係數較小的這3種類型，在以2級強風（出現週期為500年）為對象的安全性評估中也顯示了出色的特性。

田村等人將Helical與Cross Opening組合在一起，以東京皇宮酒店（Palace Hotel Tokyo，東京都千代田區）所在的地塊為假想地，設計了一座高度為400米的虛擬超高層建築（圖4- 2）。

竹中工務店採用流體分析（CFD）技術，對已通過風洞實驗得到確認的風力特性進行了進一步分析（圖4-3）。該公司技術研究所節能工程部門的研究主任田中英之說：「如果只做風洞實驗，還不能了解『為什麼取得了出色的數值』。如果借助流體分析技術進行更加深入的分析，就能獲得在實際設計中更能發揮作用的數據。」

此項研究最初在2008年～2009年度日本國土交通省的建設技術研究開發扶助制度的援助下開展起來，2010年度～2012年度，作為日本科學技術振興機構的戰略性國際科學技術合作業務，發展成了與中國同濟大學和北京交通大學的共同研究。田村說：「中國方面對此非常感興趣。在據說計劃每年建設1000棟以上超高層建築的中國，此類研究及減振技術等的需求相當高。一定要讓日本的抗風設計技術在海外發揮作用。」（《日經建築》）