لماذا تتخلى بعض ناطحات السحاب عن الجدران المستوية لصالح المنحنيات

غالبًا ما يبدو تصميم ناطحات السحاب المنحنية كتحرك جمالي في المقام الأول، لكن في العديد من الأبراج يكون الانحناء هناك لأن الرياح مكلفة، ومستعصية، وقوية. النسخة البسيطة هي: الأوجه المسطحة تستقبل الهواء مثل صفعة، بينما يمكن للحواف المستديرة أن توجهه، تنشر الضغط، وتغير مدى قوة تأثيره على المبنى والرصيف أدناه.

ويهم ذلك لأن المباني الطويلة لا تحمل فقط وزنها الخاص. فهي تقضي كل يوم في التعامل مع الهواء المتحرك. عندما تضرب الرياح برجا ذا زوايا حادة، تميل إلى الانفصال فجأة عند الزوايا، مما يخلق اختلافات ضغط قوية ودوامات منظمة خلف المبنى. يمكن أن تضيف هذه الدوامات قوة جانبية وتجعل البرج يتحرك أكثر مما تشير إليه شكله بمفرده.

لماذا يمكن للخطوط الناعمة أن تؤدي عملاً أصعب

المهندسون يقيسون هذا منذ سنوات في الأنفاق الهوائية. أظهرت الأبحاث المقدمة من خلال مجلس المباني المرتفعة والموائل الحضرية، بما في ذلك أوراق المؤتمر حول التعديل الهوائي للمباني العالية، أن تغييرات الزاوية مثل التقويس والقطع يمكن أن تقلل من تأثيرات الرياح، بما في ذلك الاستجابة الجانبية، مقارنة بشكل حاد الزوايا العادي. ليس دائمًا، وليس بطريقة سحرية، ولكن بما فيه الكفاية ليتم اعتبار الشكل جزءًا من الأداء الهيكلي، وليس مجرد مظهر.

الآلية أسهل في الشعور منها في الكلمة الفنية. الهواء يفضل البقاء مرتبطًا بالسطح حتى لا يستطيع. الزاوية الحادة تطلب من التدفق الانفصال بسرعة. الزاوية المستديرة تمنحها دورانًا أكثر لطفًا، فيستمر التدفق بالالتفاف لفترة أطول قبل الانفصال. هذا يغير مناطق الضغط حول البرج ويمكن أن يضعف الدوامات المتكررة التي قد تجذبها في إيقاع أكثر تنظيمًا.

النسخة القصيرة التي يمكنك قولها بصوت عالٍ: غير الحافة، غير الرياح. تأثير الرياح يكون أقل فجائية. الدوامات تضعف. الضغط يعيد توزيع نفسه. ويمكن تقليل التمايل. يمكن أن يتغير اتجاه الرياح في الشوارع.

اجعلها جسدية للحظة. فكر في الدوران عند زاوية شارع عاصف والحصول على الهواء مباشرة على صدرك من حافة جدار مسطح. ثم تخيل أن نفس الهواء يلتقي بسطح مستدير وينزلق بجانبك بدلاً من الانبعاث من الزاوية. هذا الاختلاف الذي تشعر به في جسدك هو نفس الفكرة الأساسية التي يسعى المهندسون لتحقيقها على مستوى البرج.

أثناء العودة إلى المنزل، يمكنك أحيانًا سماعها قبل أن تتمكن من شرحها: هدوء منخفض وثابت يتحرك حول زجاج منحني بدلاً من تلك الضربة القاسية والضجيج بالقرب من زاوية حادة. هذا الهدوء ليس دليلًا في حد ذاته، لكنه يتماشى مع الفيزياء. إذا بقي الهواء مرتبطًا لفترة أطول وانفصل بشكل أقل عنفًا، يتغير مجال الضغط حول المبنى، ويمكن للأشخاص القريبين من القاعدة أن يشعروا بنوع مختلف من الرياح.

ليس مجرد تمايل في الأعلى—يتغير المكان الذي تقف فيه أيضًا

هنا تسقط فكرة خط السماء إلى مستوى الشارع. الباحثون في تأثيرات الرياح على المارة وجدوا أن شكل الواجهة يؤثر على الراحة حول المباني، وخاصةً بالقرب من الزوايا ومناطق الانسياب حيث يتم سحب الهواء سريع الحركة نحو الأرض. في الواقع، يمكن أن يكون الشكل هو الفرق بين زاوية تبدو سريعة وأخرى تبدو وكأنها تحاول خطف حقيبتك.

مجال بحث مفيد هنا يأتي من دراسات الرياح على مستوى المارة التي نُشرت في مجلات علم الديناميكا الهوائية للأبنية على مدى العقدين الماضيين، بما في ذلك العمل باستخدام أنفاق الرياح ونماذج الديناميكا الحوسبية لمقارنة الأشكال المستديرة والحادة الزوايا. الاستنتاج المتسق هو أن المنحنيات ليست دائمًا تهدئ الشارع، ولكن الهندسة تغير بشكل ملموس سرعة الرياح وأنماط الراحة المحلية حول الزوايا والمداخل والساحات. الشكل هو جزء من المناخ المحلي الذي يمر الناس عبره بحقيقة.

هذا هو التحديث في منتصف المقال الذي لا يتوقعه معظم الناس: أن يبدو الشكل أكثر ليونة قد يعني التعامل مع القوة بشكل أفضل. المنحنى ليس تلقائيًا زينة جمالية تمت إضافة الهندسة إليها لاحقًا. في كثير من الأحيان، هو وسيلة يتفاوض بها المهندسون والمعماريون مع الهواء المتحرك مع إعطاء البرج هويته أيضًا.

لكن نعم، أحيانًا يكون المظهر الفخم هو الهدف أيضًا

من العادل الاعتراض هنا. العديد من الأبراج المنحنية تسعى بوضوح لأن تبدو مكلفة، متميزة، أو لا تُنسى على خلفية الأفق. صحيح. لكن هذا لا يلغي المنطق الأداء. في تصميم المباني العالية، يسير الجماليات والديناميكا الهوائية معًا غالبًا لأن الشكل الخارجي هو أحد الأدوات القليلة التي تغير كيفية قراءة البرج وكيفية مواجهته للرياح.

الخطة الاحتياطية مهمة أيضًا: الواجهة المنحنية لا تجعل كل برج تلقائيًا أكثر أمانًا أو أكثر راحة. الارتفاع، النسب، النظام الإنشائي من الداخل، المباني القريبة، المناخ الهوائي المحلي، وحتى كيفية التقاء القاعدة بالشارع لا تزال تحدد النتيجة. البرج السيئ لا يصبح مؤديًا للرياح جيدًا بمجرد أن يتم تدوير الزوايا.

لذا، إذا كنت تريد فحصًا نفسك سريعًا، استخدم ذاكرتك الشخصية. تذكر الفرق بين الرياح حول زاوية منحنية والرياح التي تضربك عند حافة جدار مسطح. إذا كان هذا التباين يبدو حقيقيًا في جسدك، فأنت تفهم بالفعل الفكرة الأساسية: الشكل يغير كيفية انفصال الهواء، وذلك يغير القوة.

في المرة القادمة التي تنظر فيها للأعلى، سترى التفاوض

ما يعجبني في هذا هو أنه يجعل المدينة تشعر بأنها أقل زيفًا وأكثر مادية. قد يكون ذاك المنحنى الأنيق فوق رأسك حجة مرئية مع الرياح، وسيلة لتقليل الأحمال، وتليين بعض العواصف، والحفاظ على استقرار الكائن الطويل دون الإعلان عن العمل بصوت عالٍ.

لذا في زاويتك التالية، شاهد ما يفعله الهواء بالقرب من حافة برج أو على طول القاعدة حيث يسير الناس فعليًا. وعندما تلاحظ ناطحة سحاب قد استبدلت الجدران المسطحة بالمنحنيات، هناك فرصة جيدة أنك لا تراقب فقط الأناقة. أنت تشاهد مبنى يحمل شكل القوى غير المرئية، وبمجرد أن تلاحظ ذلك، يصبح الأفق بأكمله أقرب إلى مقياس الإنسان.