中國尊大廈為首都增添新綠

文｜本刊記者 陳昕

上世紀(jì)三十年代，紐約帝國大廈拉開了聞名于世的美國夢序幕，今天，在遙遠(yuǎn)的東方——中國，一座象征著國家民族復(fù)興的建筑將開啟史無前例的“中國夢”新時(shí)代。中國尊大廈位于北京市朝陽區(qū)CBD核心區(qū)Z15地塊，總建筑面積43.7萬平方米，建筑高度528米，地下7層，地上108層。計(jì)劃2017年7月30日結(jié)構(gòu)封頂，2018年10月全面竣工投入使用，建成后將成為中信集團(tuán)總部辦公大樓，屆時(shí)將成為首都新地標(biāo)。

中國尊整體建筑形態(tài)是從中國傳統(tǒng)禮器“尊”汲取靈感，造型莊重大氣，是古代文化傳統(tǒng)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)思潮的一次完美碰撞。中國尊大廈高聳入云端，與“尊”的表現(xiàn)不謀而合。當(dāng)然，中國尊的意義不僅體現(xiàn)在建筑的形態(tài)上，由于其位于特殊地理位置，建筑本身也具有“尊”的內(nèi)涵。

聚技術(shù)之力 樹首都新標(biāo)

中國尊大廈是全球第一座在地震八度設(shè)防區(qū)超過500米的摩天大樓。中國尊大廈在國內(nèi)500米以上的超高層建筑中工期最短，僅為62個(gè)月。傳統(tǒng)施工方法很難滿足安全、質(zhì)量和工期要求，在集團(tuán)相關(guān)技術(shù)支撐下，項(xiàng)目使用了中建三局自主研發(fā)的超高層建筑智能化施工裝備集成平臺系統(tǒng)，并把BIM技術(shù)深入應(yīng)用到建設(shè)過程中，實(shí)現(xiàn)工程的全關(guān)聯(lián)單位共用、全專業(yè)協(xié)同、全過程模擬、全生命期應(yīng)用。

中國尊整體經(jīng)過抽象處理和比例優(yōu)化，既保持了突出獨(dú)特的弧形效果，也形成了比例上的協(xié)調(diào)和穩(wěn)定，而要將設(shè)計(jì)構(gòu)思最終實(shí)現(xiàn)并完成設(shè)計(jì)和建造，離不開BIM技術(shù)支撐。中國尊項(xiàng)目由業(yè)主主導(dǎo)實(shí)施全生命期的BIM應(yīng)用，真正能夠從設(shè)計(jì)階段開始由設(shè)計(jì)院建立BIM模型；在施工階段，設(shè)計(jì)院在提交藍(lán)圖的同時(shí)向施工單位移交設(shè)計(jì)模型；在運(yùn)維階段，借助BIM模型進(jìn)行深化設(shè)計(jì)模型。一直以來，施工階段的模型實(shí)質(zhì)上和設(shè)計(jì)階段的模型有著較大差異，但在中國尊項(xiàng)目中，這些差異可以通過深化設(shè)計(jì)模型進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，深化之后和現(xiàn)場達(dá)到高度一致形成竣工模型，移交給業(yè)主后作為運(yùn)維階段使用。這個(gè)過程看起來很簡單，但實(shí)現(xiàn)上述應(yīng)用路徑，離不開專業(yè)單位和相關(guān)人員。

中國尊項(xiàng)目業(yè)主在項(xiàng)目初始時(shí)邀請顧問做BIM導(dǎo)則，通過不斷的修訂導(dǎo)則，目前已經(jīng)是第五版。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)模型則由設(shè)計(jì)院總負(fù)責(zé)，建立建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)計(jì)BIM模型；施工模型由施工總承包總負(fù)責(zé)，建立鋼結(jié)構(gòu)BIM模型，深化建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)BIM模型，建立施工總承包管理相關(guān)BIM模型，深化機(jī)電設(shè)計(jì)BIM模型，建立幕墻BIM模型，建立精裝BIM模型以及其他專業(yè)模型，例如電梯、景觀等。

由于中國尊大廈造型獨(dú)特、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、系統(tǒng)繁瑣，各專業(yè)深化設(shè)計(jì)重難點(diǎn)多，專業(yè)間協(xié)調(diào)要求高。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以BIM為平臺將建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營全生命周期內(nèi)所需要的各類信息數(shù)據(jù)整合到一起，這種以三維模型為載體的高效而全面的信息化數(shù)據(jù)傳遞方式，加快了項(xiàng)目進(jìn)度，縮短了項(xiàng)目工期，降低了項(xiàng)目成本。在詮釋節(jié)能減排、綠色建造概念的同時(shí)，也為未來運(yùn)維階段的信息化、數(shù)字化建筑管理建立了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

中國尊取古代禮器“尊”的造型，其弧線造型的特殊性，對工程設(shè)計(jì)精度和工程控制精度有著更高的要求。對此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過軟件，利用幾何控制系統(tǒng)生成建筑形體；同時(shí)，設(shè)計(jì)師對建筑設(shè)計(jì)過程中所有與幾何定義相關(guān)的信息、數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的描述和表達(dá)，已達(dá)到全過程精確控制工程設(shè)計(jì)、深化、加工、安裝的目的。另外，對其他專業(yè)像風(fēng)環(huán)境、采光以及消防性能也利用了建筑信息模型進(jìn)行模擬分析，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了輔助出圖，對整個(gè)設(shè)計(jì)的表達(dá)更加直觀，也更容易讓施工單位理解。在專業(yè)協(xié)同方面，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)階段做了多專業(yè)的協(xié)同，為施工階段減少很多不必要的變更，減少很多專業(yè)上的矛盾。

科技創(chuàng)新 促進(jìn)綠色施工

在具體建造過程中，中國尊大廈制定了項(xiàng)目建設(shè)全生命周期BIM技術(shù)應(yīng)用的基本目標(biāo)，要求所有參建單位使用BIM技術(shù)。通過合同條款對參建各方的BIM工作范圍進(jìn)行規(guī)定，在實(shí)施過程中以《BIM實(shí)施導(dǎo)則》規(guī)范各單位BIM操作及應(yīng)用內(nèi)容。要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段向施工階段模型的轉(zhuǎn)換，需要所有的專業(yè)分包做支撐，中國尊大廈在項(xiàng)目開工之初，所有的分包單位就已全部選定，所有的專業(yè)分包單位幾乎同時(shí)進(jìn)場。此外，項(xiàng)目的BIM應(yīng)用也離不開相關(guān)軟件，中國尊項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對軟件做了統(tǒng)一的要求，所有的專業(yè)幾乎都要用到revit，機(jī)電、裝飾環(huán)節(jié)也會用到其他軟件，但最終在集成時(shí)都要向revit進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這樣才能在統(tǒng)一的平臺下達(dá)到實(shí)施效果。

工程使用了中建三局自主研發(fā)的超高層建筑智能化施工裝備集成平臺系統(tǒng)，平臺操作面積超過1800平方米，覆蓋四個(gè)半豎向作業(yè)層，最大頂推力達(dá)4800噸，創(chuàng)造性地運(yùn)用了兩臺M900D塔吊與鋼平臺同步頂升，實(shí)現(xiàn)了“在工廠里造摩天大樓”，核心筒實(shí)現(xiàn)了3-4天一層樓。

中國尊的綠色建造包括施工圖審核及優(yōu)化、施工圖深化設(shè)計(jì)、預(yù)制化加工、模型綜合協(xié)調(diào)及碰撞檢查、重點(diǎn)施工方案編制及工藝模擬、三維激光掃描、BIM模型輕量化等多個(gè)方面。關(guān)于施工圖的審核和優(yōu)化，設(shè)計(jì)院在提交藍(lán)圖和模型后還要進(jìn)行二維和三維的比對，通過比對將發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)院，這實(shí)際上也是圖紙會審的一種新形勢，從而使設(shè)計(jì)處理更及時(shí)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國尊項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)階段，共對設(shè)計(jì)院完成五輪設(shè)計(jì)成果報(bào)審，由業(yè)主單位、顧問單位、施工單位提出審核意見11981項(xiàng)，其中對施工圖的BIM復(fù)核24批次，解決了各種設(shè)計(jì)問題4959項(xiàng)，占比約41%，大幅減少施工過程中因碰撞、拆改及因設(shè)備未選定而造成的浪費(fèi)和工期延誤、造價(jià)增大等問題發(fā)生的概率。

深化設(shè)計(jì)方面，中國尊項(xiàng)目借助建筑信息模型討論多種方案的可行性，對項(xiàng)目部分區(qū)域的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化；壓縮管道空間，增加使用面積。通過BIM技術(shù)輔助開展深化設(shè)計(jì)，在全專業(yè)開展用建筑信息模型來輔助深化設(shè)計(jì)，例如建筑信息模型可以和數(shù)控機(jī)床相連接，然后直接加工生產(chǎn)。此外，中國尊項(xiàng)目也開展了一些細(xì)部節(jié)點(diǎn)深化，例如對每一根吊桿做了排布，同時(shí)也對相關(guān)專業(yè)的設(shè)備和前期涉及到的預(yù)埋件等進(jìn)行精準(zhǔn)的排位，從而確保設(shè)備進(jìn)場后能夠順利安裝。

為了改善大廈的舒適度，在項(xiàng)目臨邊位置安裝了風(fēng)機(jī)。在前期設(shè)計(jì)階段總體窗臺寬度是500mm，在經(jīng)過項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)和廠家確認(rèn)后，根據(jù)管線的排布逐漸進(jìn)行優(yōu)化，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提出了五個(gè)方案，最后選擇一個(gè)最優(yōu)的方案達(dá)到了288mm。如果按照原有方案進(jìn)行建造，一層樓建筑面積就要多增加40平方米，一百多層樓就要增加將近4000平方米，通過深化設(shè)計(jì)節(jié)省了成本，創(chuàng)造了價(jià)值。此外，在使用方面深化設(shè)計(jì)也帶來改變，以機(jī)房排位為例，在前期設(shè)計(jì)階段可能給出一個(gè)大概的設(shè)備排列，經(jīng)過優(yōu)化之后，能夠形成更有效的通道，對于設(shè)備而言，更重要的是檢修空間。預(yù)制化加工也是將大量的管線提前組合在一塊，然后通過固定的支架組合在一起，實(shí)現(xiàn)整體吊裝，從而減少現(xiàn)場人工的工作量。

綜合協(xié)調(diào)方面，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將多個(gè)專業(yè)綜合在一起之后進(jìn)行碰撞檢查，第一階段主要對結(jié)構(gòu)預(yù)留預(yù)埋進(jìn)行檢查，第二個(gè)階段主要對二級結(jié)構(gòu)進(jìn)行排定之后，進(jìn)一步對機(jī)電管線以及室內(nèi)裝修的預(yù)留進(jìn)行檢查，第三階段是對內(nèi)裝和機(jī)電進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)檢查。通過綜合協(xié)調(diào)，中國尊項(xiàng)目在第一階段發(fā)現(xiàn)的問題一層就多達(dá)兩三百個(gè)，到第二階段再檢查的時(shí)候則減少為幾十個(gè)，這一階段的問題減少達(dá)到60%左右，最后到第三階段進(jìn)一步減少。經(jīng)過幾個(gè)階段的綜合協(xié)調(diào)，可以逐漸降低出現(xiàn)問題的比例。

在中國尊項(xiàng)目中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過施工方案的模擬來解決問題，利用三維建模軟件創(chuàng)建參數(shù)化的建筑信息模型，在相關(guān)軟件中編制施工進(jìn)度計(jì)劃，并將建筑信息模型和施工進(jìn)度計(jì)劃集成到軟件中進(jìn)行模擬。通過施工進(jìn)度計(jì)劃和建筑信息模型的結(jié)合，可以精確地對整個(gè)施工現(xiàn)場場景和施工過程進(jìn)行三維展現(xiàn)和模擬。通過對工程可視化和施工過程的模擬進(jìn)行分析，從而提前找出施工中可能存在的問題，并采取有效的預(yù)防和解決手段，提高工程施工質(zhì)量和施工管理水平。

中國尊項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)從2016年開始在每層都進(jìn)行三維掃描，把現(xiàn)場的實(shí)體掃描下來和深化模型進(jìn)行比對。實(shí)際上，往往在深化模型階段還是一個(gè)假象，因?yàn)楝F(xiàn)場實(shí)施的實(shí)體都會有偏差，如果偏差兩公分，那么對機(jī)電就會造成影響，所以通過掃描的模型和虛擬的模型相結(jié)合來進(jìn)一步判斷出現(xiàn)的問題。

截至2016年年底，中國尊項(xiàng)目全專業(yè)深化設(shè)計(jì)BIM模型共652個(gè)，過程模型總?cè)萘砍?00GB，最新版大樓整體綜合模型達(dá)35.4GB。目前，項(xiàng)目REVIT專業(yè)族庫擁有為本項(xiàng)目專門建立的構(gòu)件族300余個(gè)，覆蓋機(jī)電、幕墻、精裝修、電梯等各個(gè)專業(yè)。項(xiàng)目目前已經(jīng)共開展分區(qū)模型綜合協(xié)調(diào)19輪，發(fā)現(xiàn)解決模型問題達(dá)5600余處，其中協(xié)調(diào)專業(yè)間矛盾超過900處，有效提升深化設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量。

中國尊大廈通過科技創(chuàng)新促進(jìn)綠色施工，重點(diǎn)實(shí)施了包括BIM應(yīng)用促進(jìn)綠色施工、永久排水和排污系統(tǒng)的提前使用等與綠色施工緊密結(jié)合的創(chuàng)新技術(shù)多達(dá)十三項(xiàng)。此外，中國尊項(xiàng)目還通過了第四批全國建筑業(yè)綠色示范工程過程檢查，達(dá)到全國觀摩工地水平，充分發(fā)揮了工程在建筑業(yè)節(jié)能減排中的示范引領(lǐng)作用。