數(shù)字技術(shù)鑄就“中國高度”

文｜本刊記者 孫璟璐

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”新時代。中國尊項(xiàng)目位于北京商務(wù)中心區(qū)核心區(qū)Z15地塊，東至金和東路，南鄰規(guī)劃中的綠地，西至金和路，北至光華路，是北京市未來的新地標(biāo)。該項(xiàng)目用地面積11478平方米，總建筑面積43.7萬平方米，建筑總高500多米，建筑層數(shù)地上108層、地下8層，可容納1.2萬人辦公，為中信集團(tuán)總部大樓。

中國尊項(xiàng)目由中信和業(yè)投資有限公司建設(shè)，設(shè)計(jì)單位是北京市建筑設(shè)計(jì)研究院，施工總承包是中建股份和中建三局的聯(lián)合體。整個大樓造型非常優(yōu)雅，取自中國古代禮器“尊”的造型，從側(cè)面看為雙曲線造型，沒有標(biāo)準(zhǔn)層，結(jié)構(gòu)體系采用巨型框架結(jié)構(gòu)，而連接巨柱的環(huán)桁架定位非常復(fù)雜。由于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更高要求，在具體設(shè)計(jì)過程中各種矛盾復(fù)雜地交織在一起。

BIM技術(shù)保證設(shè)計(jì)精度

北京市建筑設(shè)計(jì)研究院為了讓這個項(xiàng)目最終能夠合理地建在這個“彈丸之地”，需要考慮一系列問題，包括環(huán)境問題、結(jié)構(gòu)安全問題，人、車、物之間的交通組織問題和大樓后期運(yùn)維問題，以及人流影響、節(jié)能問題等等。對此，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院從項(xiàng)目設(shè)計(jì)之初就組建了專人團(tuán)隊(duì)集中辦公，實(shí)現(xiàn)二維設(shè)計(jì)和三維設(shè)計(jì)并舉，利用BIM技術(shù)使設(shè)計(jì)師對建筑設(shè)計(jì)過程中的所有幾何信息、數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的描述和表達(dá)，從而達(dá)到全過程精確控制工程設(shè)計(jì)、深化、加工、安裝的目的。

中國尊項(xiàng)目是國內(nèi)第一個真正意義上從設(shè)計(jì)階段就運(yùn)用BIM技術(shù)的項(xiàng)目，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司執(zhí)行總建筑師、中國尊項(xiàng)目設(shè)計(jì)總負(fù)責(zé)人邵韋平表示：“中國尊項(xiàng)目是一項(xiàng)各種工程矛盾匯集的超級工程，如果僅僅依靠傳統(tǒng)的技術(shù)手段不能保證項(xiàng)目順利完成。中國尊項(xiàng)目借助了BIM這一數(shù)字化技術(shù)手段，幫助項(xiàng)目相關(guān)團(tuán)隊(duì)從容地逐步推進(jìn)項(xiàng)目。在設(shè)計(jì)階段建立與施工圖深度相一致的BIM模型，并作為輔助出圖及提升設(shè)計(jì)表達(dá)的手段；通過BIM技術(shù)的運(yùn)用，在設(shè)計(jì)階段有了初步的專業(yè)協(xié)同，包括設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和施工總包的高效配合。而為了使項(xiàng)目建造得更為合理，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)利用BIM技術(shù)也進(jìn)行了很多優(yōu)化，比如將大大小小十幾個疏散樓梯都變成一個標(biāo)準(zhǔn)模塊，所有這些樓梯都是標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，這樣既提高了效率也增加了精致性。另外我們還基于BIM技術(shù)進(jìn)行了風(fēng)環(huán)境測試，可以清楚的知道在大樓哪個位置它的風(fēng)壓最大，并提前制定相關(guān)措施進(jìn)行防護(hù)?？梢哉f數(shù)字技術(shù)給中國尊項(xiàng)目帶來的改進(jìn)是全方位的，對整個項(xiàng)目的順利推進(jìn)也有多方面的幫助，同時BIM技術(shù)也給項(xiàng)目帶來很多新的機(jī)會。”

記者了解到，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司大概在五年前就已經(jīng)介入中國尊項(xiàng)目。在這五年當(dāng)中，恰逢數(shù)字技術(shù)高速發(fā)展時代，無論是BIM理論還是BIM軟件應(yīng)用都得到了極大普及。而在這之前，一些項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)還僅僅是一個雛形，并沒有很多人理解和支持BIM技術(shù)的應(yīng)用?？梢哉f，中國尊項(xiàng)目遇到了BIM發(fā)展的好時代，不僅有一些成熟的軟件機(jī)構(gòu)提供技術(shù)幫助，同時業(yè)主也從項(xiàng)目一開始就大力支持BIM應(yīng)用。中國尊項(xiàng)目也基于全生命周期理念，利用BIM技術(shù)獲得多方面的保障和支持。

邵韋平向記者介紹到：“在中國尊項(xiàng)目中，業(yè)主對于BIM應(yīng)用給予了很大支持，因此我們從一開始就構(gòu)建了相對完整、系統(tǒng)的BIM工作流程，并搭建了完整的協(xié)同工作平臺，在這個平臺上，項(xiàng)目相關(guān)的設(shè)計(jì)師以及幾十家設(shè)計(jì)顧問可以進(jìn)行協(xié)同工作，大大提高工作效率。同時，我們也基于系統(tǒng)化的概念構(gòu)建了完整的BIM工作模式，這種模式可以讓項(xiàng)目內(nèi)的每個人獲得清晰的工作流程，而這種模式也被項(xiàng)目業(yè)主推廣到后續(xù)的施工階段，包括未來的運(yùn)營管理也可以應(yīng)用這一模式。”

“中國尊項(xiàng)目的BIM應(yīng)用也是基于北京市建筑設(shè)計(jì)研究院在這一項(xiàng)目之前的一些工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，我們用更加科學(xué)化的概念構(gòu)建了一個完整的BIM工作體系。這種工作模式幫助我們?yōu)榇蛟煲粋€高水平、高質(zhì)量的城市重要建筑提供了強(qiáng)大的技術(shù)保障。“邵偉平總結(jié)到。

BIM技術(shù)支撐創(chuàng)新提效

中國尊項(xiàng)目有著多項(xiàng)世界級創(chuàng)新，它擁有全球最大的超高層建筑底座，首層平面超過6000平方米；擁有全球超高層建筑中最高、最大的室內(nèi)觀光平臺，凈高約18米，挑空3層的無柱空間，360度俯瞰北京城；同時擁有世界房建施工領(lǐng)域承載能力最高、面積最大、智能化程度最高的頂升鋼平臺。

這樣一座超大、超體量的建筑在建造過程中存在諸多難點(diǎn)，一是平面組織，中國尊項(xiàng)目體量雖然非常大，但是由于地處CBD核心區(qū)，占地面積有限，建筑邊界線距離用地紅線只有10cm，整個材料的運(yùn)輸和人員的組織是一大難題。二是工程進(jìn)度，中國尊項(xiàng)目的合約進(jìn)度只有62個月的施工工期，這樣的進(jìn)度計(jì)劃對比全球的一些超高層建筑都比較緊張。如果中國尊按照進(jìn)度目標(biāo)完成，每個月的施工進(jìn)度需要完成7400多平方米的工程量。三是垂直運(yùn)輸，整個項(xiàng)目的垂直運(yùn)輸在高峰階段超過了3000人同時施工，如何將這些人員、材料運(yùn)送上去也是項(xiàng)目的一大難點(diǎn)。四是施工安全，由于中國尊項(xiàng)目處于人群密集區(qū)域，如何保證施工的安全和質(zhì)量對于項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)而言也是一個很大的挑戰(zhàn)。

針對上述這些難題， 中國尊制定了項(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)。項(xiàng)目利用BIM技術(shù)將建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營全生命期內(nèi)的所需各類信息數(shù)據(jù)整合到一起，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，并在詮釋節(jié)能減排、綠色建造概念的同時，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)。

中建三局北方分局總工程師，大項(xiàng)目管理公司常務(wù)副總經(jīng)理兼總工程師彭明祥向記者介紹到：“在中國尊項(xiàng)目的建設(shè)過程中，應(yīng)用BIM技術(shù)是最基本的要求。項(xiàng)目從設(shè)計(jì)開始，施工總包在進(jìn)場投標(biāo)過程中就要求必須要使用BIM技術(shù)，相應(yīng)的專業(yè)分包中心對于BIM應(yīng)用也有相關(guān)要求。對于施工總包而言，設(shè)計(jì)單位和建設(shè)單位需要首先制定項(xiàng)目的BIM實(shí)施導(dǎo)圖和共同行動綱領(lǐng)，同時，我們也會選擇具有一定實(shí)力的專業(yè)分包，并對專業(yè)分包的BIM技術(shù)應(yīng)用能力有所要求。從而形成施工總包、機(jī)電總包、專業(yè)分包的BIM整體管理體系。從施工總包這個層面也配備了足夠的管理人員，負(fù)責(zé)施工方面的總體BIM管理，尤其是這個模式的綜合和銜接聯(lián)絡(luò)的一些工作，作為一個樞紐式的管理。在BIM具體應(yīng)用過程中，各個專業(yè)分包都在同一共享平臺上提取數(shù)據(jù)和模型，從而形成一個管理體系?！?/p>

在業(yè)主的大力支持下，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)決定采用更高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來開展BIM工作，用一句話概括就是“像做機(jī)器一樣來造房子”，因此整個項(xiàng)目的BIM體系都是基于全生命系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建。彭明祥具體介紹到：“我們?yōu)锽IM應(yīng)用構(gòu)建了整體的系統(tǒng)框架，框架包含了BIM技術(shù)在項(xiàng)目全生命周期中不同階段的需求，比如說在設(shè)計(jì)階段可能解決的是一些基本的構(gòu)件問題，在施工階段解決的是一些預(yù)留接口問題，包括考慮后期運(yùn)維階段要解決的不同問題。在施工階段，項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)減少了很多不必要的返工。對比同類項(xiàng)目，中國尊項(xiàng)目整體被動變更很少，大部分的變更是由于業(yè)主主動的工程技術(shù)要求進(jìn)行更正。此外，項(xiàng)目在應(yīng)用BIM之后，可以更加清晰的將方案進(jìn)行整理，施工工藝以及施工流程都非常順暢，在任何難點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)上都能夠順利攻克，施工團(tuán)隊(duì)也能夠按照自己所需要的圖紙進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，不會出現(xiàn)到了一些地方卡殼或者由于原有方案考慮不周需要重新修改的情況。由此使整個施工過程更為順暢，大大提高了工作效率?！?/p>

BIM技術(shù)護(hù)航綠色環(huán)保

隨著工程建設(shè)行業(yè)對綠色環(huán)保的要求日益提高，無論有沒有數(shù)字技術(shù)，綠色都是每一個項(xiàng)目必須執(zhí)行的方針。對于中國尊項(xiàng)目而言，業(yè)主在項(xiàng)目初始就對綠色節(jié)能提出了具體要求，因此中國尊項(xiàng)目在設(shè)計(jì)和施工階段都按照高度節(jié)能和環(huán)保進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。在具體實(shí)施過程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)一方面按照現(xiàn)有的綠色標(biāo)準(zhǔn)要求，利用技術(shù)手段進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，采用節(jié)能能源體系，例如低溫送風(fēng)系統(tǒng)、變頻式供暖體系來降低能耗，新能源、太陽能和雨水回收系統(tǒng)等也在中國尊項(xiàng)目中有所應(yīng)用。

中國尊項(xiàng)目BIM管理部經(jīng)理周千帆詳細(xì)介紹到：“中國尊的綠色建造還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模型輕量化等多個方面。此外，中國尊項(xiàng)目對大廈外表皮的開窗率也沒有追求表面的完全透明化，大部分區(qū)域是硬遮擋，并不會因?yàn)椴Ａб蛩囟斐蛇^多的能耗。諸如此類利用BIM技術(shù)所做的合理設(shè)計(jì)，使中國尊更具有節(jié)能的效果。在中國尊項(xiàng)目的實(shí)施過程中，我們體會到綠色建造并不僅僅是直觀的減少施工環(huán)境的污染、新型環(huán)保材料的運(yùn)用、節(jié)約能源等方面，BIM技術(shù)也潛移默化地體現(xiàn)在了綠色建造的諸多方面。”

一個真正成功的建筑不僅僅需要節(jié)能環(huán)保，同時也要保證良好的品質(zhì)和足夠長的使用壽命。對于中國尊項(xiàng)目而言，它不僅做到了綠色節(jié)能，同時也是一個高品質(zhì)、高標(biāo)準(zhǔn)的建筑，這也正是基于BIM技術(shù)的支撐，才可以更為精準(zhǔn)的完成這一項(xiàng)目，并讓建筑品質(zhì)得以保證。