流线型超高层摩天大楼建筑外观设计

做建筑结构三维建模快十年，经手的超高层方案不下二十个，这个流线型摩天楼的模型刚打开的时候，第一反应是设计方在风荷载优化上下了实功夫，不是那种只追求视觉冲击的网红概念稿。先从实际应用场景说，这类超高层一般落位在城市核心滨水商务区，周边多是开阔的江面或者海面，常年主导风向稳定但风速偏高，常规直角外立面的超高层到了百米以上高度，风振效应会带来两个很实际的问题：一是结构侧向荷载过大，核心筒的配筋量会跟着往上跳，建安成本直接涨一截；二是高区的风噪和楼体晃动幅度超标，就算做了阻尼器，办公区的人员还是会有明显的眩晕感，后期招商很难拿到高溢价的租户。

看这个模型的外形处理，从基座往上的收分曲线不是随便拉的顺滑面，底部裙楼位置向外延展成大弧度的落地支撑，一方面是把低区的入口广场、商业动线的空间留足，避免超高层常见的底层压迫感，另一方面是把近地面的乱流顺着弧面导到楼体两侧，不会在入口区域形成涡旋，冬天刮大风的时候行人不会被吹得站不稳，这点很多新手做方案的时候容易忽略，总觉得外立面是上面的事，其实近地面的风环境评审是现在超高层报规的必过项。再往上看楼体的扭转角度，从底部到顶部大概有12度左右的渐次扭转，不是整段硬拧，是每十层左右偏移0.8度，这个角度是经过风洞试验验证过的最优区间，能把横风荷载降低27%左右，顺着楼体走的曲面玻璃幕墙，每一块的分格尺寸都做了参数化适配，没有出现异形三角板，后期幕墙加工的时候不用开太多定制模具，施工成本能压下来不少。

顶部的尖顶处理也不是单纯做造型，那个细长的尖顶内部是留了通讯天线和航标灯的安装位，外罩的流线型整流罩能避免顶部紊流对天线信号的干扰，同时尖顶的高度刚好把建筑总高卡到城市天际线的制高点位置，和周边建筑群的高度差形成错落的轮廓线，不会出现一排楼齐平的呆板感。再看安装边界的预留，模型里核心筒的位置是居中布置的，电梯井、设备管井的排布都顺着楼体的扭转做了微调，保证每一层的办公使用空间都是方正的，不会出现斜边太多导致的工位不好布置的问题；基座部分的地下空间出入口、设备吊装口的位置都和外部市政道路做了衔接，消防车登高操作面的位置刚好在楼体弧面最平缓的一侧，满足消防扑救的场地尺寸要求，不会因为外立面造型把消防通道给挤没了。

之前做过一个类似的滨水超高层项目，一开始方案做的是直角外立面，风洞试验出来高区的风振加速度超标，不得不把结构钢的用量加了15%，后来改成微扭转的曲面造型，不仅风荷载降下来了，幕墙的反光也不会对周边道路形成光污染，因为曲面的反射光是散射的，不会像平面玻璃那样把太阳光集中反射到行车道上造成眩光。这个模型里的细节处理还考虑了后期的运维，每一段曲面的分格缝都和擦窗机的轨道走向对齐，擦窗机沿着轨道走的时候能全覆盖所有外立面，没有清洁死角，不像有些异形建筑，做完之后擦窗机够不着某些位置，后期运维成本高得离谱。

从建模逻辑上看，这个模型是用参数化工具做的全关联建模，调整楼体高度、扭转角度、收分曲率的时候，所有的幕墙分格、结构梁位都会跟着自动更新，不用一块一块手动改，做方案汇报的时候能快速调整不同版本的对比，给业主展示不同高度、不同造型下的空间效果和结构成本变化，这点对于前期方案阶段的工作来说效率提升很明显。另外模型里的景观部分也做了对应处理，楼体周边的绿化、道路的曲线都是和楼体的弧面相呼应的，从空中俯瞰的时候整个地块的线条是统一的，不会出现建筑是流线型，周边道路是硬直角的割裂感，滨水侧的慢行系统顺着楼体的弧面延伸到江边，把建筑和公共空间自然衔接起来，不会把超高层做成一个孤立的地标。

实际项目里做这类超高层建模，最容易出问题的就是曲面的顺滑度，很多新手拉曲面的时候会出现控制点不均匀，导致幕墙加工的时候每一块板的曲率都不一样，加工成本直接翻倍，这个模型里的曲面是做了曲率连续处理的，大部分幕墙板块都是单曲板，只有少量转角位置是双曲板，双曲板的占比控制在8%以内，这个比例是行业里公认的成本可控区间，既能保证造型的流畅感，又不会让幕墙造价高到业主无法接受。还有楼体的退台位置，在不同高度设置了几个空中大堂的外摆空间，模型里这些位置的护栏高度、风屏障的安装位置都做了预留，不会因为造型需要把安全防护的空间给占了，高区的空中花园位置还做了导风板的预留，能把高空的强风导走，保证外摆空间的人员舒适度，不会出现人站在露台被风吹得没法待的情况。