BIM架起上海市地標(biāo)
——記上海中心大廈與歐特克公司的跨國(guó)“聯(lián)姻”

◎ 本刊記者 于巧稚

上海中心高達(dá)632米，在設(shè)計(jì)之初，632米并不是一個(gè)難以逾越的高度，但是由于上海中心的特殊位置——它的高度、造型必須要與經(jīng)貿(mào)、環(huán)球相協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)隊(duì)伍基于各種因素，將上海中心定格為632米。上海中心面臨的挑戰(zhàn)并不是它632米的高度，而是它的科技含量，希望以此在建筑領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)革命性的改變。

在上海的陸家嘴經(jīng)濟(jì)中心，一座亞洲最高的建筑即將拔地而起，它就是上海未來(lái)的標(biāo)志性建筑——上海中心。這種劃時(shí)代的建筑將貫徹節(jié)能、綠色、環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，并將成為國(guó)際建筑業(yè)的綠色標(biāo)桿。

挑戰(zhàn)：設(shè)計(jì)高科技的地標(biāo)建筑

上海中心高達(dá)632米，在設(shè)計(jì)之初，632米并不是一個(gè)難以逾越的高度，但是由于上海中心的特殊位置——它的高度、造型必須要與經(jīng)貿(mào)、環(huán)球相協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)隊(duì)伍基于各種因素，將上海中心定格為632米。

上海中心面臨的挑戰(zhàn)并不是它632米的高度，而是它的科技含量，希望以此在建筑領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)革命性的改變。上海中心僅綠色方面的技術(shù)就涉及49項(xiàng)，并將它們進(jìn)行合理綜合運(yùn)用。“我們不甘心花這么多錢再去建造一棟僅比其它樓宇高一點(diǎn)的建筑。”上海中心大廈建設(shè)發(fā)展有限公司總經(jīng)理顧建平說(shuō)。

上海中心可謂是一個(gè)垂直的城市，將這棟樓宇放下來(lái)就是一個(gè)城市街道，無(wú)論是電梯配置、人員配置還是活動(dòng)配置相對(duì)獨(dú)立。樓宇每隔一段就有餐廳、咖啡廳、小超市等，“相當(dāng)于一個(gè)街坊。”這些在設(shè)計(jì)理念中都需要體現(xiàn)出來(lái)。

在設(shè)計(jì)之初，人們對(duì)這一超高建筑有一種質(zhì)疑——這棟建筑是否是綠色的。設(shè)計(jì)公司嚴(yán)格按照中國(guó)綠色三星級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)LEED進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，這棟樓宇并不是一個(gè)冷冰冰的建筑，在設(shè)計(jì)時(shí)，希望這一樓宇是一個(gè)文化標(biāo)志，包含了上海文化、海派文化，這樣一棟有文化底蘊(yùn)，有生命力的樓宇能吸引更多的人接近它，享受這里的生活。

上海新地標(biāo)的全新的功能，給設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提出了挑戰(zhàn)：如何才能將這一建筑精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)出來(lái)達(dá)到期望的目標(biāo)？

解決方案：選用BIM技術(shù)搭建上海地標(biāo)

BIM為這些精準(zhǔn)的計(jì)算提供了精確的信息。

與歐特克公司合作，運(yùn)用BIM技術(shù)為上海市地標(biāo)成功建設(shè)提供了必要的保證。“運(yùn)用BIM技術(shù)的成本要高于預(yù)算的5%-10%。”顧建平說(shuō)，BIM的投入肯定會(huì)比不采用綠色技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)地標(biāo)的成本要高，但是在運(yùn)營(yíng)中將會(huì)節(jié)約很多成本，“節(jié)約能源降低能耗是對(duì)環(huán)境的保護(hù)，是對(duì)后代子孫負(fù)責(zé)任的事情，因此很難用數(shù)字描述。”

在上海中心整個(gè)項(xiàng)目的全生命周期中，BIM系統(tǒng)的觸角無(wú)處不在——從項(xiàng)目的概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、施工配合、運(yùn)營(yíng)直至后期的維修或者是拆除整個(gè)生命周期。BIM 系統(tǒng)將業(yè)主、設(shè)計(jì)方、建造方緊密的結(jié)合起來(lái)，有效搭建良好的溝通平臺(tái)，避免了信息孤島的存在。

設(shè)計(jì)師應(yīng)用BIM系統(tǒng)進(jìn)行空間推敲，同時(shí)通過(guò)BIM 模型，任意生產(chǎn)想要的平面、剖面、軸側(cè)、透視。

目前上海中心在出圖時(shí)，很多局部，特別是設(shè)備層以及地下室的機(jī)房等很多關(guān)鍵的部分，關(guān)系復(fù)雜的地方，都是先出三維再形成二維，用三維形成平面圖，三維建模后形成的剖面圖，并能隨意形成二維圖紙。

同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院常務(wù)副院長(zhǎng)王健對(duì)此項(xiàng)目的興奮溢于言表，“在這么復(fù)雜的工程當(dāng)中，很多碰撞檢測(cè)在出圖中容易忽略漏掉。應(yīng)用了三維設(shè)計(jì)之后，這種疏忽能降到最小，甚至可以全部消滅掉。”

上海中心的設(shè)備層的圖紙很復(fù)雜。嚴(yán)格講，設(shè)備層是一個(gè)利用空間和設(shè)備層的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，設(shè)備層由大量鋼結(jié)構(gòu)形成，形狀又非常復(fù)雜。在設(shè)計(jì)時(shí)由設(shè)備人員先用二維進(jìn)行設(shè)計(jì)，卻無(wú)法做出來(lái)，之后由設(shè)計(jì)人員和BIM小組人員先用三維來(lái)做，才得以實(shí)現(xiàn)。

三維設(shè)計(jì)在上海中心設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中的應(yīng)用僅僅只是走出了第一步，接下來(lái)的施工單位、供應(yīng)商、申報(bào)單位齊心協(xié)力，才能在原有模型的基礎(chǔ)上越做越好，最后形成上海中心BIM系統(tǒng)真正的運(yùn)用。

設(shè)計(jì)地標(biāo)性建筑物可以使一座城市或一個(gè)城鎮(zhèn)給人留下深刻的印象。當(dāng)人們想到悉尼歌劇院、帝國(guó)大廈或金門大橋，那么，這些影像可使人的腦海中浮現(xiàn)出幾乎整座城市。而這正是上海中心嘗試通過(guò)這個(gè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目做到的一點(diǎn)，目的是要引起人們對(duì)上海的關(guān)注，引領(lǐng)上海文化。

BIM是一種理念也是一個(gè)過(guò)程，促使設(shè)計(jì)人員在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中使設(shè)計(jì)具有綠色的環(huán)保概念。歐特克工程建設(shè)行業(yè)中國(guó)區(qū)總監(jiān)李邵建說(shuō)道：“首先要有綠色目標(biāo)，設(shè)定目標(biāo)后，不能只是一個(gè)口號(hào)，要考慮用什么手段實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)。在當(dāng)今環(huán)境下，手段就是技術(shù)的流程。”BIM就為設(shè)計(jì)者創(chuàng)造了一個(gè)技術(shù)平臺(tái)，BIM平臺(tái)并不只是一個(gè)可視化的平臺(tái)，其中還包括了建筑行業(yè)中精確化的建筑信息，當(dāng)設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)行節(jié)能分析的時(shí)候，就可以用想用的節(jié)能系統(tǒng)軟件將BIM模型創(chuàng)建的模型導(dǎo)入進(jìn)行分析，計(jì)算這個(gè)設(shè)計(jì)是不是綠色設(shè)計(jì)，有了綠色設(shè)計(jì)才會(huì)有綠色項(xiàng)目，才會(huì)有綠色施工以及建成之后的綠色維護(hù)。BIM是一個(gè)過(guò)程，通過(guò)精細(xì)化的設(shè)計(jì)和施工，可以減少材料的浪費(fèi)。

趨勢(shì)：BIM應(yīng)用于城市建設(shè)是未來(lái)

在我國(guó)2006年到2020年中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃中，首次將城鎮(zhèn)化與城市發(fā)展提到國(guó)家層面上。這就顛覆了傳統(tǒng)對(duì)城市建設(shè)以及建筑業(yè)中鋼筋水泥低技術(shù)含量的認(rèn)識(shí)，科技應(yīng)用于建筑業(yè)是不可阻擋的趨勢(shì)。

中國(guó)建筑科學(xué)院建筑工程軟件研究所副所長(zhǎng)李云貴提到：中國(guó)城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，在過(guò)去的20年當(dāng)中，我國(guó)城市化率從17.92%到45.68%，以接近每年一個(gè)百分點(diǎn)的速度在提高。到2008年，全國(guó)城鎮(zhèn)人口已經(jīng)達(dá)到了六億多，每年有近1800萬(wàn)的人口從農(nóng)村轉(zhuǎn)移到城市。在未來(lái)的十年，城鎮(zhèn)化水平要達(dá)到57%左右，城鎮(zhèn)總?cè)丝趯⑦_(dá)到八億以上，城市需要不斷擴(kuò)大，需要持續(xù)建設(shè)。

我國(guó)正處于城市化進(jìn)程中，這就意味著要建造更多的建筑，然而我國(guó)的土地資源是有限的，因此超高層建筑是具有市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)意義的。

BIM管理專家何關(guān)培在談及BIM對(duì)建筑業(yè)的意義時(shí)談到，目前建筑業(yè)存在57%的浪費(fèi)，而在同樣的發(fā)展階段制造業(yè)的數(shù)據(jù)是26%，二者相差31%，是極大的浪費(fèi)。美國(guó)一直在做BIM標(biāo)準(zhǔn)，并以BIM為核心的建筑業(yè)信息化工作作為目標(biāo)，截至2020年，美國(guó)的建筑業(yè)將每年節(jié)約2000億美元。中國(guó)還沒(méi)有類似的數(shù)據(jù)，但是有一點(diǎn)是肯定的，我們的建筑只有30年，而英國(guó)的是132年，美國(guó)的是74年，如果我國(guó)的建筑業(yè)效率能達(dá)到美國(guó)，我國(guó)的浪費(fèi)將是發(fā)達(dá)國(guó)家的3-4倍。

CAD技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用了二十多年，雖然取得了很好的效果，但是還有很多工作需要做。過(guò)去設(shè)計(jì)人員主要在計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算、輔助繪圖、施工圖設(shè)計(jì)等階段，而真正的設(shè)計(jì)應(yīng)該是在方案階段。

上海中心在設(shè)計(jì)建造過(guò)程中，主要使用的是BIM的3D概念，主要應(yīng)用BIM的三維建筑設(shè)計(jì)軟件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件以及結(jié)構(gòu)分析軟件和機(jī)電分析軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。通過(guò)三維設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師紛紛表示BIM技術(shù)可以使整體設(shè)計(jì)修改變得更加容易，在BIM模型中，只要對(duì)模型進(jìn)行修改，由此產(chǎn)生的結(jié)果使得設(shè)計(jì)修改更加容易。“我只需要在BIM模型中進(jìn)行修改，以此產(chǎn)生的所有結(jié)果都在整個(gè)項(xiàng)目中自動(dòng)協(xié)調(diào)。”上海中心的設(shè)計(jì)者之一王健興奮的說(shuō)道。BIM的魅力不僅僅在此，BIM可以任意生成上海中心設(shè)計(jì)中需要的平面圖、剖面圖，并使得圖檔管理變得異常簡(jiǎn)單，同時(shí)模型提供碰撞檢測(cè)功能，使設(shè)計(jì)者感到非常實(shí)惠，避免施工期間的返工現(xiàn)象。通過(guò)平面房間的色彩填充、透視渲染以及漫游動(dòng)畫多種表達(dá)，讓設(shè)計(jì)變得真實(shí)立體。

“我們與上海中心是一次非常大的項(xiàng)目合作，我們也抱著學(xué)習(xí)的態(tài)度投入這個(gè)項(xiàng)目，充實(shí)我們的產(chǎn)品，使我們產(chǎn)品不斷地進(jìn)步，達(dá)到更好。” 歐特克全球高級(jí)副總裁、亞太區(qū)總裁魏栢德對(duì)此次“聯(lián)姻”總結(jié)說(shuō)道。

設(shè)計(jì)者和業(yè)主之間達(dá)成和解，各個(gè)設(shè)計(jì)專業(yè)之間的相互溝通，設(shè)計(jì)和施工之間的協(xié)同，實(shí)現(xiàn)這些協(xié)同和妥協(xié)，最需要的就是BIM技術(shù)。今天在建筑業(yè)中成熟使用的技術(shù)是CAD，而BIM則是未來(lái)將在建筑業(yè)必用的技術(shù)。