隣に立って体感できる台風工学
Taipei 101を安定させる660トンの球体
ほとんどの超高層ビルは工学を隠します。Taipei 101は金色で5.5メートル、660トンの振り子を上層階に吊るし、その周りを歩けるようにしています。これがダンパーの役割を、塔自身が公表する数字で示したものです。
Check dates and availability ↗なぜ台北は高層建築にとって過酷な場所なのか
台北101は、超高层ビルにとって地球上で最も過酷な環境の一つに建っています。台湾は西太平洋の台風ベルトの真っただ中に位置し、ほぼ毎年のように成熟した嵐の直撃を受け、また世界でも最も地震活動が活発な地域の一つです。ここに建つ508メートルの塔は、橋を閉鎖し航空機を地上に留めるほどの風荷重をいなし、さらに地震にも耐えなければなりません——時に同じ季節に両方と向き合うこともあります。このビルのあらゆる設計上の決断は、その二重の脅威から導き出されており、その中で最も有名なものが、頂部に吊り下げられた巨大な振り子です。
チューンドマスダンパーが実際に果たす役割とは
その原理は拍子抜けするほどシンプルだ。高層ビルは風を受けると葦のようにしなる。不快感や構造疲労は、このリズミカルな揺れから生じる。巨大な錘をケーブルで頂部付近に吊るし、ビル固有の揺れの周期に同調させると、錘はタワーの動きに遅れて逆方向に揺れ、その慣性が揺れを絶えず打ち消してくれる。何も奇抜なものではない。建築スケールで物理教室の実験を再現した振り子にすぎない。このダンパーは、日常のそよ風から嵐に至るまでビルのわずかな動きを連続的に吸収し、上層階で働く人々にとってより穏やかな環境をつくり出す。
球体、塔自身の数字の中に
公表されている仕様は、じっくり味わう価値がある。球体の直径は約5.5メートル、重量は660メートル・トン——厚さ12.5センチの鋼板41層を組み上げ、完成した物体を吊り上げられるクレーンが存在しなかったため、溶接して球体に仕上げたものだ。これを支えるのは92本の鋼製ケーブルで、1本あたり太さ8.9センチ、長さ42メートル。さらに各ケーブルは2,000本以上の独立した鋼線を束ねたもので、安全率4で設計されている。世界どこでも見ることのできる中で最大かつ最重量の制振装置として、一般に知られている。
150センチメートル制限
ダンパーは、最も極端な事象において最大150センチメートルまで振り上がるよう設計されており、その周囲を鋼製のバンパーリングが取り囲むことで、まれな台風や大規模地震がどれほどの力を及ぼそうとも、それ以上振り上がらないことを保証している。球体は単独で機能しているわけではない。8基の大型油圧粘性ダンパーがシステムを支え、振り子のエネルギーを消散させ、構造物を安定させる。質量、チューニング、油圧制動、そして物理的な限界——これらを積み重ねた多層防御こそ、台風とオフィスワーカーで満ちたフロアの間に位置する装置に求められるものにほかならない。
台風13号（ソウデル）、2015年8月8日
このダンパーが最も有名な仕事をした日は、2015年8月8日、台風ソウデロアが台湾を直撃した日でした。台北101自身が引用する塔内部からの映像には、建物が嵐を乗り越える中、黄金の球体が記録上最大の揺れ幅で目に見えて揺れ動く様子が映っていました。このクリップが世界中を駆け巡ったのは、まさに誰も構造工学がライブで機能する姿を見たことがなかったからです。あらゆる超高層ビルに潜む目に見えない物理学が、突如として巨大で目に見える物体となり、リアルタイムでその役割を果たす。ほんのそよ風程度の日に訪れれば、球体が静止していることこそが、その意義を証明する拍子抜けの結末となるでしょう。
実際にご覧いただける場所
その眺望の仕掛けこそが天才的なのです。球体はタワーの頂部にある開放的な構造フロアを貫いて吊り下げられ、来場者の動線はその周囲を巡ります。89階の展望デッキから88階へと降りると、そこは制振装置専用の展望フロア。球体はシャフトの中に吊られ、溶接やケーブルを間近に観察できるほど近くにあります。タワーはこの愛着に応えるように、球体をキャラクター化した「ダンパーベイビー」を生み出し、ちょっとしたお土産産業にまでなりました。エンジニアたちは窓辺よりもここで長居してしまう——そして立ち去る頃には、その理由がきっとお分かりになるはずです。
なぜ目に見える工学はこれほど珍しいのか
制振装置そのものは珍しくない——世界中の高く細いタワーは、頂部付近に同調質量やスロッシングタンク、油圧システムを備えている——しかしそれらはほとんど常に、訪問者が決して目にすることのない設備階に密閉されている。台北101は逆の選択をした。最も重要な安全装置を主役に据え、金箔を施し、その周囲に展望ギャラリーを造ったのだ。その自信こそが持ち帰るべきものだ。このタワーは、台風に耐えられることを信じてほしいとは求めない。それを可能にする機械を見せ、その仕事ぶりを自ら判断させるのだ。