3月28日，缅甸发生7.9级强震，震感远及泰国曼谷。网络上迅速流传开一组令人震撼的画面：曼谷高层建筑顶部的无边泳池水如瀑布般倾泻而下，形成壮观而惊人的景象。更有说法称，这些泳池在危机时刻无意中充当了"阻尼器"的角色，"守护"了建筑安全，甚至可能是"救楼英雄"。这一说法到底有多少科学依据？无边泳池真的能在地震中充当阻尼器保护建筑物吗？

震中瀑布：无边泳池为何会"溢出成灾"？

曼谷的许多高档酒店和公寓楼顶层都设有流行的"无边泳池"，这种设计使泳池边缘看起来与天际线融为一体，视觉上令人惊艳。

当地震发生时，高层建筑会发生显著的摇晃。由于水的流动性质，泳池中的水不会立即跟随建筑物一起移动，而是因惯性保持原位，形成与建筑物运动相反的波动。这种现象在物理学上称为"晃动"（Sloshing）。

在高层建筑中，地震波动会随着楼层高度增加而被放大。这就解释了为何顶层泳池中的水波动如此剧烈，甚至像海啸一样——38楼感受到的震动强度可能比地面上大好几倍。无边泳池由于其开放式边缘设计，更容易让水在震动中溢出。

无意中的英雄：泳池阻尼器

有人猜测这些泳池无意中充当了"调谐液体阻尼器"（Tuned Liquid Damper，TLD），帮助减轻建筑物的震动，甚至可能"拯救"了大楼。这种说法有一定的科学基础，但实际情况可能更复杂。

调谐液体阻尼器通常是专门设计的大型水箱，利用液体的运动来抵消建筑物的摇晃。当建筑物向一个方向摇晃时，液体会向相反方向流动，从而减少建筑物的位移，降低结构应力。液体阻尼器具有构造简单，安装容易成本低，自动激活性能好，不需要启动装置等优点，并且可兼作供水水箱使用。

日本长崎机场指挥塔、珠海金山大厦使用的就使用了调谐液体阻尼器。不过液体阻尼器的发展也充满挑战，根据梁启智等人（2002）的研究，因为工程结构的复杂性会导致调谐液体阻尼器的晃动频率很难与结构基频调谐，尤其是强震中基频可能漂移。另一方面，调谐液体阻尼器更适合单一震动控制，而地震是多振型，还需更深入的研究。

根据董悦等人(2022)的最新研究，TLD更适合控制高层建筑结构，而对于中低层结构，TLD可能会产生不利影响。特别是在地震作用下，相比于位移响应，TLD对结构加速度响应有更稳定的减震效果。

所以目前现代超高层建筑通常会采用调谐质量阻尼系统。台北101大楼用的就是一个重达660吨的巨型钢球，悬挂在大楼高层，通过物理摆动来抵消建筑物震动。上海环球金融中心则采用了复合式结构阻尼系统，包括特殊的框架-筒体结构和战略性布置的阻尼装置，以应对上海地区可能面临的风力和地震挑战，质量高达1000吨。这些系统都经过精确计算和设计，以匹配建筑物的自然频率。

科学解析：泳池的"意外贡献"

当然，虽然屋顶泳池并非为减震而设计，但它确实可能在地震中起到了一定的阻尼作用：

1、质量重新分布：泳池中大量水体（一个标准游泳池可含数百吨水）的移动确实可以形成与建筑震动相反的力，在某种程度上减小建筑物的位移。

2、能量耗散：水的运动和溢出过程消耗了部分地震能量，这些能量原本会全部传递给建筑结构。

3、频率干扰：水体的自然振动频率可能与建筑物的某些振动模式产生干扰，在某些情况下减弱共振现象。

然而，与专业设计的调谐液体阻尼器相比，普通泳池并非为减震目的而优化，所以不一定与建筑物自然频率匹配，水量也较小，减震作用可能有限。另外如果泳池水的运动频率与建筑物振动频率接近，反而可能增强而非减弱结构振动。

无心插柳还是"神话"？

总体而言，虽然无边泳池在地震中确实可能起到了某种程度的阻尼作用，但将其描述为"救楼英雄"可能过于夸张。现代高层建筑的抗震设计包括多重复杂系统，如柔性结构、隔震底座、减震墙和专业阻尼器等。建筑物能否安全度过地震，主要取决于其整体结构设计和建造质量。

不过这一现象确实揭示了流体动力学在建筑安全中的潜在应用。也许未来的建筑设计可以更多地考虑将屋顶泳池纳入整体减震系统，使其从"意外英雄"变为"设计英雄"。

无论如何，这次地震中曼谷高楼泳池化身"空中瀑布"的壮观景象，不仅成为了网络热点，也为我们提供了一个难得的机会，来思考建筑设计、自然灾害和应对策略之间的关系。

参考文献：

梁启智, 熊俊明, 黄庆辉. 调谐液体阻尼器对高层建筑和高耸结构动力反应控制研究综述[J]. 世界地震工程, 2002, 18(1): 123-128.

董悦, 唐贞云. 液体调谐阻尼器对多高层结构的减震性能对比研究[J]. 工程力学, 2022, 39(增刊): 84-91.