Апрель в Петербурге выдался ветреным: сначала «Мирелла» — североатлантический циклон со штормовым ветром до 22 м/с, потом «Назима» с порывами до 18 м/с. Неприятно всем — от пешеходов до высоток.
Не удивляйтесь. Ветер может создавать серьезную нагрузку на здания, поэтому его всегда учитывают при проектировании небоскребов. И чем выше башня — тем сильнее аэродинамика влияет на выбор архитектурной формы.
За счет чего небоскребы снижают ветровую нагрузку, и как с петербургским морским ветром справляется «Лахта Центр» — читайте далее.
Основоположником аэродинамики был Николай Жуковский. Сначала расчет воздушных потоков применялся в авиации, но с развитием высотного строительства аэродинамические расчеты стали обязательны и для небоскребов.
Один из основных приемов, которые позволяют снизить ветровую нагрузку на здания, — обтекаемая форма. Небоскреб «Торре Абгар» в Барселоне — отличный пример аэродинамически устойчивого здания: обтекаемый круглый объем высотой 142 метра от Жана Нувеля.
Однако по мере накопления знаний и появления сложных программно-расчетных комплексов стали возможны и более замысловатые варианты.
Модель дубайского «Бурдж-Халифа» продували в аэродинамической трубе больше 40 раз и выяснили, что ветер никогда не сможет образовать единого потока вокруг ступенчатой формы – вихри на каждой «ступеньке» имеют различные скорости, что разрушает силу ветра.
С начала 2000-х годов в тренде закрученные конструкции. Первопроходцем стал Сантьяго Калатрава, построивший спиралевидный 190-метровый HSB Turning Torso в шведском Мальмё. При «скручивающейся» форме воздух гладко обтекает здание.
В таком же стиле создана 632-метровая «Шанхайская башня».
Она имеет округлые грани и продольный шов, плавно закручивается по всей высоте на 120 градусов, сводя к минимуму срыв ветрового потока. Ветер, дующий с любой стороны, мягко соскальзывает с минимальными вихрями. Такая фигура башни снизила ветровые нагрузки на 24%.
Спиральные сооружения эффектны и оригинальны. 462-метровый «Лахта Центр» обладает инновационной архитектурной формой: конус, имеющий в сечении пятиконечную звезду, закручен на 90 градусов от основания до вершины.
Модель башни неоднократно исследовали в нескольких аэродинамических трубах и сумели успешно «договориться» с ветровыми нагрузками.
Уникальная конструкция оптимизирует аэродинамические свойства небоскреба, который стоит на берегу Финского залива и одним из первых встречает мощные воздушные потоки циклонов и антициклонов с Балтики.