上海环球金融中心风阻尼器吊装示意图

全球超高层办公、酒店、公寓建筑里很多都安装有风阻尼器。

风阻尼器是超高层建筑应对风致振动，在强风时降低加速度响应、降低大楼晃动幅度，提高内部人员舒适度的一种装置。风阻尼器也可以降低强震对建筑物，尤其是建筑物顶部的冲击。

风阻尼器就像一个巨大的钟摆，本质是一套阻尼系统（消能减振装置）。

工作原理很简单，就像身处摇晃小船上的人，要将身体朝小船晃动的反方向靠，来取得平衡一样。比如强风从北面刮来，风阻尼器就往北摆，产生一种与风向相反的力量，从而化解建筑物的摇晃程度，抵消强风对建筑物的影响。

“镇楼宝器”不是浪得虚名。

风阻尼器的类型有被动式、半主动式和主动式，被动式是当前各国摩天大楼最常用的阻尼器类型，原因很直接，最便宜。根据已有案例粗略估算，被动式需要500万美元，半主动式需要500～1500万美元，主动式需要1000～5000万美元。

被动式风阻尼器里，尤以调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper，TMD）最为常见。

很好记的TMD，高楼都喜欢。

台北101大厦（508米）、纽约特朗普大厦（282.5米）、芝加哥约翰-汉考克大楼（457米）、上海环球金融中心（492米）和上海中心大厦（632米）是其中的典型代表，挑最高的三座来说说。

在中国第一座安装风阻尼器的超高层建筑是台北101大厦，大楼88～92楼层里挂置一个重达662吨的巨大钢球。

上海环球金融中心在90层悬吊了两个各重约150吨的质量块，是中国大陆地区首个使用风阻尼器的超高层建筑。

上海中心大厦则是在125层悬挂了重量达1000吨的电磁原理阻尼器，是全球第一座安装电磁原理阻尼器的大厦。

台北的101大厦“黄金球”风阻尼器

一般来说，在正常的风压下，如果距地面高度10米处风速为5米/秒，那么在90米的高空，风速可达到15米/秒。若高度达300-400米，风力会更加强大。

超高层建筑遭遇6级以上强风时（风速10.8～13.8米/秒），里面的人会有轻微摇晃感，在风速达到30米/秒以上时，高楼会产生幅度较大的晃动。

以上海中心大厦为例。大厦地处小陆家嘴高楼核心区，发生高空10级以上大风（风速24.5～28.4米/秒）十分平常，另外，上海地区受台风影响因素也较大。

上海中心大厦在风洞试验里的对比数据显示，其气动外形设计可以削减整体风荷载约24％，满足结构设计的安全性。如果不设置风阻尼器，其1年回归期风致振动的标准与台北101大楼设置阻尼器的风致振动控制标准相似。

上海中心大厦的气动外形设计

但是，超高层建筑在设计上除了以安全为首要考量，还必须考虑居住的舒适性，在高楼层里生活工作的人，整天心惊胆颤地晃来晃去，就算大厦保证安全又怎么样？

总体来说，在高楼上安装风阻尼器，有以下五点意义：

（1）降低大楼摇摆幅度，不仅提高了结构的耐久性，也有利于几何悬挂式外幕墙的变形控制。

（2）明显减小了大楼在常遇强风荷载作用下风致振动的加速度，其舒适性甚至可超过世界最高H-10标准（大楼内最多仅有10％的人在遇到1年回归期强风时会感受到建筑物的振动)。

（3）可降低常遇小震对建筑物造成的损害程度。比如上海中心大厦及其周边地区受到小震影响的概率超过95％，近年至少年均一次，设置风阻尼器十分必要。

（4）超高层建筑中，电梯高速长距离运行，大楼晃动会对其产生不利影响。若强风引起的大楼振动超过电梯供应商设置的安全阀值，高速长程电梯将停止运行。设置阻尼器，根据理论测算，10年回归期风荷载引起的振动，高速长程电梯可照常运行，极大提升大楼的功能品质。

（5）可以与大楼观光相结合，提供独特的游历体验。比如101大厦的金色TMD和上海中心大厦的TMD都是外露式设计，可供游客参观。