建筑中的仿竹设计

发布时间：2023-03-14

01·取意“势如破竹”，成都永立·国际大厦

成都永立·国际大厦丨王士维建筑师事务所

由香港建筑师王士维AlexanderWong设计的成都永立·国际大厦，正在如火如荼的建设中，塔楼高260米，地上建筑面积9.6万平方米。设计灵感源自于竹，佢“势如破竹”之意。造型宛若劲竹节节高升、柔韧有余。象征生生不息的中国传统建筑意涵。

然而很多网友却评论：“为啥又是竹子？”

确实，全球范围内以“竹”为概念的超高层建筑案例不少，比如台北101大楼、中国国际贸易中心、韩国首尔的乐天世界大厦等，可以说遍布世界各地。不止中国爱竹，西方人也很喜欢。

对于城市具有特殊意义的超高层建筑，为什么建筑师在第一时间就会想到“竹子”？超高层建筑作为一座城市的地标，它的高度似乎成为一座城市经济实力的象征。当越来越多的高楼大厦被我们当做“强大”和“富有”的象征时，带有“节节高升”寓意的“竹子”则成为大多数超高层建筑设计师的灵感源泉。

02·“节节高升”的台北101大楼

台北101大楼丨李祖源

竹子在中国传统文化中有着不一般的含义，其虚怀若谷，高风亮节，弯而不折，柔中有刚，具有中国文人风骨。竹谐音“祝”有祝福之意，竹子的主干是一节节的，又被赋予了节节高升的寓意。

世界最知名的以竹为概念的超高层地标就是在中国台北。

台北101大楼，这座高508米的超级工程，于2004年竣工投用，是中国首座超500米的摩天大楼。由台湾著名建筑大师李祖源先生设计。大楼在设计上师法自然，造型上模仿了竹子形状。将竹子一节一节的意象，用于101大楼的设计，寓意事业如茂盛的竹子节节高升。

101大楼原名台北国际金融中心，在中国人的观念中这是生财、聚财、发财的地方。在中国字的读音，“发”与“八”谐音，设计师李祖源先生以中国人的吉祥数字“八”作为设计单位，将大楼像宝塔一样分成八个层段，每个层段由八层楼组成。

03·台北第二高楼天空塔

在建的台北第二高楼同样取意于“翠竹”。台北新天空塔高达280米、47层高，面积2.7万平方米，项目位于台北市信义区，由意大利建筑师事务所Antonio Citterio Patricia Viel设计，外型为弧型绿色玻璃幕墙，概念来源于绿竹笋与古希腊褶皱柱式意象。

这栋极富现代感的新地标建筑，让亚洲观点与西方设计和谐并存。外观融汇东西文化，展现国际级建筑美学，内部则结合崭新的跨界概念，诠释亚洲独有的生活风格。

04·广州新地标“合景ONE68”

严迅奇

形如“翠竹”的广州新地标“合景ONE68”,高168米，集萃总部办公、高端商业、都会客厅和五星级酒店于一体，以“垂直社区”理念为城市引入新活力。该项目由享誉世界的香港建筑师严迅奇担纲设计，以“翠竹” 为灵感，体量层层升高递进，竹节开口方向彼此交替，以现代建筑手法，演绎向上生长的理念，其蓬勃兴旺、品行高洁之意暗合城市精神。并在垂直界面营造多重公共空间，塔楼的退台及架空层所形成的空中花园，为邻近地区带来清新的绿意，也为大楼用户和街上行人增添生活雅趣。

05·SOM事务所对“竹体”的结构分析

竹子我们大家都很熟悉，轻质细长强度大，在大风中屹然不倒，在很多地方都将竹子（原竹）作为建筑材料使用，可见其构造是极其符合力学原理的。

竹子结构的优良力学性能最主要是来自竹节，对于长细比较大的超高层建筑来说参考意义极大，而超高层建筑常采用的简体结构，本身就是参考竹子中空的整体结构形式而来的。

竹子的典型段包含竹节和节间，其中节间是空心的，所有的材料都集中在外侧，这样在减小了自重的同时也增大整个截面惯性矩，其微观特性也反映了同样的规律，越靠近边缘细胞越为致密，使得整个结构抗弯强度及刚度最大化。

竹节微观断面

节点处内部有横膈，横膈避免了竹子由于过长而出现局部失稳破坏，类似于我们构件中的加劲肋。细心的朋友可能发现，竹节也不是均匀分布的，在底部和顶部分布更密，而在中间段分布较疏。

竹节分布

有学者对原竹做径向受压测试，有竹节试件的承载力约为没有竹节试件的两倍。

径向抗压试验

在做轴向受压试验时，当构件较短时，竹节处的木质素相较于竹体纤维更加容易破坏，反而强度较无竹节的原竹有所降低。竹节较节间的抗弯强度、顺纹抗压和抗拉强度都有一定程度的降低，但抗劈强度和横纹抗拉强度有明显提高。

短柱轴向抗压试验

SOM将竹子的这些特性应用到了中国国际贸易中心（China World Trade Center）的结构方案设计中，结构采用外部巨型支撑+内部带伸臂桁架的框架核心筒双重结构体系，它主要从竹子结构的三个优良方面进行结构的仿生设计，即整体形态、竹节间距和壁厚变化。

中国国际贸易中心的结构体系是比较完整意义上的仿竹结构。从整体形态上来说，结构自底向上，截面是在不断减小的，以减小风荷载产生的不利影响；与传统意义上的高层建筑结构不同，中国国际贸易中心的整个结构在竖向上被分成了八段，数量较多，而且在底部和顶部的节间分布较密，中间较疏，这与竹节的整体分布式相一致的，使整个结构的受力更加合理。而且这些设计并非只是“形似”，SOM在设计时针对竹子的优良力学性能做出了完整的数学表达分析，无论是对外形还是壁厚都推算出完整的数字表达形式。这样的高层结构避免了"千篇一律”，使整个建筑结构受力合理，造型简洁美观。

中国国际贸易中心

生成逻辑

06·除了竹竿，“竹笋”也能成为创意来源

深圳华润大厦丨KPF事务所

由KPF事务所设计的深圳华润大厦的设计参考了春笋的自然形态，笋作为竹子的幼苗，同样象征着节节攀升的无限生命力，寓意着进取、突破与无限生长。同时，外圆内方的形制，放射性对称的布局，也是东方文化中“方圆规矩”的写照。56根外部细柱，从底部的斜肋构架延伸，以流畅的弧线在顶部汇聚形成水晶型顶盖，力学美在这里完美地体现出来。

07·韩国首尔的乐天世界大厦

KPF事务所

朝鲜半岛第一高楼——韩国首尔的乐天世界大厦被称为”劈开的竹笋”同样由KPF事务所设计，它是一座高达555.7米的摩天大楼，位于韩国首尔特别市的乐天世界附近，超越柳京饭店。从下至上，建筑内有零售、办公、酒店、晓望台等。117-123层的“Seoul Sky”，是世界第三高 (500米)望台。第118层的天空甲板是世界最高的玻璃板眺望台。

08·海外的“仿竹”建筑

纽约曼哈顿的全新超高层丨SHOP事务所

由SHoP建筑事务与开发商之一JDS公司合作完成的曼哈顿下东区全新超高层，设计师将建筑整体分为三段，配以渐变的绿慕墙，犹如节节高升的”竹子”，在现代大都市中呈现自然、人文、创新与科技的融合。远处观望，“绿竹”在钢筋水泥林立的建筑群中，营造了清新优雅的环境，使之成为水边的一道“竹海”梦境。

09·阿里巴巴新加坡第一高楼”珊顿路8号”

SOM事务所

SOM公布了位于新加坡的摩天大楼设计方案。这座综合功能超高层塔楼以刚柔并俱、群落而生的竹林为设计灵感，把不同用途的空间错落交叠地组合起来，节节相扣，又节节升高至新加坡 CBD 的天际线，再由赤土架构贯穿每层楼的高性能玻璃莫墙，展现独特姿态。

自然和可持续性是设计背后的驱动力。建筑设计灵感来源于竹林，这是一种与自然界中发现的垂直元素相呼应的亲生物设计。从零浪费制造的陶土，到工程竹的使用，项目中使用的材料将最大限度地减少隐含碳和碳排放。以新加坡建设局的绿色建筑白金认证为目标，该项目正在寻求该地区最高的可持续性认证。

10·除了追求造型，还应关注效能

超高层建筑曾代表了工业文明和科学技术的骄傲成就，在20世纪，许多国家和地区加入了对超高层建筑的高度竟争中，超高层建筑拔地而起，高度不断刷新。同时也带来了超高层火宅等安全问题。

自从“限高令”颁布以来，超高层建筑的高度得到一定的约束，未来的超高层建筑必将趋于理生化设计。从地域性气候适应性的角度出发，因地制宜进行设计。根据周围建筑和当地主导风向来塑造形状，创造舒适的街道和开放性空间的微气候环境，提高建筑自身节能效率，改善城市风环境对建筑的影响。通过内部空间营造，让建筑在消耗最少能源、释放最少碳排放、对环境损害最小、经济效益最高的情况下为人们创造舒适的生活工作环境。

可以结合功能需要，通过在超高层建筑中植入空中花园、屋顶绿化以及立体绿化等设计手法，高效组织室内气流营造良好的室内外微气候环境。

资料转自青年建筑