这样的建筑你见过吗？
外形很像广东的地标建筑，“小蛮腰”。
中间细，两头粗，头顶还时常冒着白烟。
看起来就像一个超大的烟囱。
它是用来做什么的？
为什么要把它设计成“小蛮腰”的形状呢？
这种建筑一般出现在发电站，比如核电站和火电厂等。
事实上，这并不是什么大烟囱。
它有自己的名字，叫作冷却塔。
真正的烟囱是用来排放废气的，比冷却塔高得多，呈细长状，顶端有两个通风帽，用来排放锅炉燃烧后产生的废气。
那么冷却塔是用来做什么的呢？
冷却塔的用处和前面提到的烟囱刚好相反。
我们最熟悉的冷却塔就是这种呈双曲线形状的建筑。
在火电厂和核电站中，冷却塔是一个可以节约水源的循环系统。
不管是火电厂还是核电站，它们的发电原理都有异曲同工之妙。
都是通过热炉把水烧开，一直到水变成水蒸气，接着用这些水蒸气推动汽轮机发电。
唯一的不同之处在于二者烧水所用的原料不同。
顾名思义，火电厂采用的原料是煤，而核电站则是利用核反应堆的裂变来烧水。
这些被使用过的水蒸气去了哪里呢？
没错!就是冷却塔。
冷却塔的作用就是将传送过来的水蒸气再次冷却，然后重新送回锅炉进行二次利用。
所以，大家也都知道了。
冷却塔冒出的白烟其实就是水蒸气，并且还是经过处理的水蒸气，根本不会对环境造成污染。
与烟囱相比，冷却塔的直径大了十倍不止。
而且烟囱是直筒状，但冷却塔却是“小蛮腰”的形状。
为什么会有这样的区别对待呢？
其实，很早以前的冷却塔并没有设计成“小蛮腰”的形状。
而是像普通的烟囱一样，呈现直筒型。
但是随着发电站供电量的提升，冷却塔也越修越高。
这就意味着冷却塔对于稳定性的要求变得更高了。
建筑师该如何提高冷却塔的稳定性呢？
这个时候就要先介绍一下高斯的绝妙定理了。
简单地说就是，任意弯曲一个曲面时，只要这个曲面不被拉长、压缩或者撕裂，那么这个曲面的高斯曲率就一定不会变。
这样的曲面拥有一个独特的性质。
那就是拥有强大的结构强度和抗变形能力。
这刚好与冷却塔对稳定性的要求不谋而合。
从建筑角度讲，双曲面无疑是一个最为经济的选择。
作为一种直纹曲面，双曲面可以用一根直线持续转动得到。
这就意味着，在搭建双曲面的建筑时，并不需要将钢筋做弯曲处理。
只需要做简单的斜向平行排列便可轻松完成。
当然了，冷却塔的双曲面设计也是有小心机的。
冷却塔的底部比顶部宽的得多。
这样的设计又有什么好处呢？
这就要回到造冷却塔的最终目的冷却水蒸气了。
冷却塔中的水蒸气是从下往上升的。
当冷却塔的结构从下往上由粗变细时，水蒸气的流动速度就会增加，而压力则会降低。
水蒸气经过冷却塔中间最窄的地方时，过小的压力会带来一定的吸附能力。
将水蒸气中的污染物质留在冷却塔内。
并且速度加快的同时，会让水蒸气和水充分地融合，冷却效果就会大大增加。
这样看来，冷却塔在发电站中可以说是发挥着非同小可的作用了。
可是在一些核电站中却没有这样的冷却塔，大家知道这是为什么吗？
其实冷却塔的类型有很多种，前面提到的是自然通风双曲线型的冷却塔。
除此之外，目前应用较多的冷却塔类型还有常规湿式冷却塔、海水冷却塔、间接空冷塔以及排烟冷却塔等。
而双曲型的冷却塔自身具有高度、稳定性以及成本方面的优势。
因此世界上最高的冷却塔采用的就是双曲面这样的设计。
垂直高度达225米。
近年来，火电机组还在向更高参数，更大容量以及更低排放的方向发展。
因此对大型冷却塔的设计和建设也提出了更高的要求。
随着超大型冷却塔需求量的急剧增加。
相信未来会有更多高度超过两百米的超大型冷却塔出现。
大家觉得还有哪些方式能够提高冷却塔的稳定性呢？欢迎在评论区留言讨论。
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