打造世博會能量魔盒BIM引領綜合項目交付時代

◎ 中建國際設計顧問有限公司

位于上海世博會浦西企業館園區（D11片區）的國家電網企業館面積4000平方米，展館地上部分是企業展館，而地下部分則是110千伏蒙自變電站，它承擔著為園區和場館供電的任務，被譽為上海世博會“能量之心”，同時也是國家電網公司的首個“智能電網示范區”。

這座場館的設計團隊是曾設計過國家游泳中心（水立方）的中建國際設計（下簡稱CCDI）團隊，建筑師們延續了對“水立方”的情感，把這座方方正正的場館稱之為“電立方”。“電立方”的大膽創意在于在場館中央制造出了一個懸浮的能量“魔盒”，并大量運用了六面式大體量LED屏展示方式。作為整個展館建筑的主體部分，白天，“魔盒”光影流動，呈現智能電網帶來的生活暢想；夜晚，它被突然“點亮”，星光迸射，在世博的夜空中耀眼生輝。

從整體外觀設計上看，國家電網館是由覆滿網格的兩側建筑，支撐起一個流光溢彩的透明晶體“魔盒”。其中，展館兩側網格狀的肌理粗細交錯、虛實相間，是城市網絡肌理和供電系統網絡結構的藝術融合。

BIM：“魔盒”的制造秘方

領銜國家電網館建筑設計的是包攬了水立方等6個奧運場館的著名設計師趙小鈞先生，在他看來，“環保、節能、親民”是CCDI傾注在此次展館設計中的全新建筑氣質。

例如，在參觀舒適度方面，CCDI設計團隊特地查閱了上海市的歷史氣候數據，結果不容樂觀：世博會展示期5月1日至10月31日總計184天，按每日9:00—18:00有太陽直射考慮，共計1840小時。這種情況下，不滿足舒適小時將會達到901小時左右，為世博期間小時數的20%。

為此，國家電網館的建筑設計充分利用了魔盒及建筑架空，形成建筑自有的遮陽區，提高人員等候區域的舒適度，就算在完全無風的日子里也可利用增強型通風系統，加熱建筑天井上部空氣，形成生態的自然增強撥風。

傳統的二維設計只是注重于物理空間層面，缺乏在溫度、光照、通風、人流預測等方面的數據，設計師只能靠自己的經驗來進行舒適度的改善提升。CCDI建筑數字化業務部經理過俊表示：“通過BIM，設計師將建筑性能化分析放在設計前期來完成，而不是像過去那樣放到設計后期去驗證，這使得設計出來的建筑更加符合綠色建筑的要求，更加適合業主的運營需求。當然，這在BIM被引入之前，借助傳統的CAD軟件很難實現。”

BIM（Building Information Modeling），即建筑信息模型，自2002年被提出以來，已在工程建設行業引發了史無前例的徹底變革。BIM利用數字建模軟件，把真實的建筑信息參數化、數字化以后形成一個模型，以此為平臺，從設計師、工程師一直到施工單位和物業管理方，都可以進行信息的共享和改進。

正是借助BIM的平臺作用，一個更為節能與安全的“魔盒”才呈現在世人面前。按照世博會的應急安全要求，國家電網館必須能夠在較短的時間內將館內約1300人及時疏散出去。“借助BIM技術，我們可以對人流的疏散進行直觀的模擬，并推算所需要的時間，由此可以在出入口位置、電梯數量等多個方面實現有針對性的設計。”CCDI結構事業部上海區域總經理薛萬里表示，“要是沒有BIM，這些是很難實現的。”

世博會國家電網企業館項目建筑設計師陳宇表示，針對展館的設計，CCDI做了多輪的設計方案，基本上都可以依靠Autodesk Revit軟件來實現，“還沒有碰到BIM實現不了的設計思路和理念”。

綜合項目交付模式的新探索

在這個幾乎是國際一流品牌構建的豪華艦隊中，有設計方、施工方以及后期的運營方，這種被稱為“綜合項目交付”的項目管理方式，一改以往工程建設業傳統的分段項目管理模式，實現了各方在切實成效、風險共擔和回報分享方面的新探索。

“國內目前還幾乎沒有這種交付方式。以前一個建筑項目完成后，后期總要進行大量的修改，這是一種能源的浪費。”CCDI北京區域副總經理、BIM產品經理弋洪濤表示，在項目設計之初就把后期的運營商引進過來，設計布局就可以不需要做太多的返工，國家電網館的設計及建設縮短了1/3到1/4，并大量減低了能耗。據相關調查數據，美國的商用和住宅建筑業年消耗40%的總能源，其中包括70%的電力、40%的原材料和12%的淡水，排放出30%的溫室氣體，并且產生1.3億噸量的施工和拆毀施料。而中國建筑業目前的能耗水平，明顯要高于此。

在弋洪濤看來，BIM是涉及咨詢、設計、施工、運營等項目全生命周期的有效平臺和工具，應用越多，省得越多，附加值越大。比如，BIM可以用一種可視化的方式，將整個項目的建設過程以三維方式呈現出來，使得各方獲得直觀的項目信息，并可以圍繞同一個數據模型進行調整和改進。

“在設計過程中，我們會利用Autodesk Revit軟件進行碰撞測試，從而有效避免‘錯漏碰缺’的情況出現。”世博會國家電網企業館機電專業負責人董禮汀表示，世博工程工期較為緊張，牽扯到眾多的供應商和施工單位，一旦設計有所調整，BIM可以在三維模型中實現及時的調整，而這個接近于實際施工情況的數字模型，可以為各方提供明確的調整信息。

CCDI上海區域建筑數字化業務部BIM主管趙斌也表示，在數字建模的過程中，CCDI也嘗試過其他的軟件，但最終還是覺得Autodesk Revit軟件比較順手，“它最大的特點是在模型搭建出來之后，其平面命令分析是雙向聯動的，任何一個平面或者其他視圖當中的簡單修改，關聯的視窗中的圖紙會自動進行更新。這極大減少我們圖紙的改動量，是非常有用的一個工具。”

BIM引領建筑業新變革

作為CCDI的BIM整體推進的負責人，弋洪濤將國家電網館的項目視為CCDI推動產業鏈變革的新契機。BIM首先解決了展館高難度的設計難題——展館與“水立方”一樣同是鋼結構形式，但多種復雜的功能與格局要高度濃縮在四千平米的建筑中，難度非常之高。更重要的意義在于，CCDI實現了BIM在整個項目全生命周期管理的覆蓋，實現了全過程的項目交付，而這將是中國建筑業未來的走向。

CCDI最早是以建筑設計為主營業務，但隨著公司的發展，立足于提供從咨詢策劃、方案、初設、施工圖到項目管理綜合解決方案的全面服務，已經成為CCDI的新目標。而要實現這一目標，必須有一個基礎的信息平臺——BIM。

2003年起，CCDI就進行了BIM推進的嘗試：在水立方的項目中，利用BIM在短時間內完成了復雜的鋼結構的空間定位；在天津郵輪港碼頭項目中，BIM的多專業協同、三維管件的綜合與碰撞檢查等功能得以展現；在南昌機場項目中，CCDI開始第一次提供純粹的BIM咨詢服務……

實際上，CCDI的戰略定位已經不僅僅在于建筑設計這一傳統業務，而是在整個建設行業的前后范疇內進行深度的延伸，這將是新業務的強力增長點。“未來BIM會帶動整個產業鏈的發展，業主、設計公司、施工單位、材料供應商、物業管理公司將由BIM連接起來，這將是建筑行業的新變革。”弋洪濤表示。