打造世博會能量魔盒BIM引領(lǐng)綜合項目交付時代

◎ 中建國際設(shè)計顧問有限公司

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

這座場館的設(shè)計團隊是曾設(shè)計過國家游泳中心（水立方）的中建國際設(shè)計（下簡稱CCDI）團隊，建筑師們延續(xù)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(chuàng)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(xiàn)智能電網(wǎng)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(shè)計上看，國家電網(wǎng)館是由覆滿網(wǎng)格的兩側(cè)建筑，支撐起一個流光溢彩的透明晶體“魔盒”。其中，展館兩側(cè)網(wǎng)格狀的肌理粗細(xì)交錯、虛實相間，是城市網(wǎng)絡(luò)肌理和供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的藝術(shù)融合。

BIM：“魔盒”的制造秘方

領(lǐng)銜國家電網(wǎng)館建筑設(shè)計的是包攬了水立方等6個奧運場館的著名設(shè)計師趙小鈞先生，在他看來，“環(huán)保、節(jié)能、親民”是CCDI傾注在此次展館設(shè)計中的全新建筑氣質(zhì)。

例如，在參觀舒適度方面，CCDI設(shè)計團隊特地查閱了上海市的歷史氣候數(shù)據(jù)，結(jié)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(shù)的20%。

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

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

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(shè)行業(yè)引發(fā)了史無前例的徹底變革。BIM利用數(shù)字建模軟件，把真實的建筑信息參數(shù)化、數(shù)字化以后形成一個模型，以此為平臺，從設(shè)計師、工程師一直到施工單位和物業(yè)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(jié)能與安全的“魔盒”才呈現(xiàn)在世人面前。按照世博會的應(yīng)急安全要求，國家電網(wǎng)館必須能夠在較短的時間內(nèi)將館內(nèi)約1300人及時疏散出去。“借助BIM技術(shù)，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(shù)量等多個方面實現(xiàn)有針對性的設(shè)計。”CCDI結(jié)構(gòu)事業(yè)部上海區(qū)域總經(jīng)理薛萬里表示，“要是沒有BIM，這些是很難實現(xiàn)的。”

世博會國家電網(wǎng)企業(yè)館項目建筑設(shè)計師陳宇表示，針對展館的設(shè)計，CCDI做了多輪的設(shè)計方案，基本上都可以依靠Autodesk Revit軟件來實現(xiàn)，“還沒有碰到BIM實現(xiàn)不了的設(shè)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(gòu)建的豪華艦隊中，有設(shè)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(shè)業(yè)傳統(tǒng)的分段項目管理模式，實現(xiàn)了各方在切實成效、風(fēng)險共擔(dān)和回報分享方面的新探索。

“國內(nèi)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(qū)域副總經(jīng)理、BIM產(chǎn)品經(jīng)理弋洪濤表示，在項目設(shè)計之初就把后期的運營商引進過來，設(shè)計布局就可以不需要做太多的返工，國家電網(wǎng)館的設(shè)計及建設(shè)縮短了1/3到1/4，并大量減低了能耗。據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)，美國的商用和住宅建筑業(yè)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(chǎn)生1.3億噸量的施工和拆毀施料。而中國建筑業(yè)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(shè)計、施工、運營等項目全生命周期的有效平臺和工具，應(yīng)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(shè)過程以三維方式呈現(xiàn)出來，使得各方獲得直觀的項目信息，并可以圍繞同一個數(shù)據(jù)模型進行調(diào)整和改進。

“在設(shè)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(xiàn)。”世博會國家電網(wǎng)企業(yè)館機電專業(yè)負(fù)責(zé)人董禮汀表示，世博工程工期較為緊張，牽扯到眾多的供應(yīng)商和施工單位，一旦設(shè)計有所調(diào)整，BIM可以在三維模型中實現(xiàn)及時的調(diào)整，而這個接近于實際施工情況的數(shù)字模型，可以為各方提供明確的調(diào)整信息。

CCDI上海區(qū)域建筑數(shù)字化業(yè)務(wù)部BIM主管趙斌也表示，在數(shù)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(lián)動的，任何一個平面或者其他視圖當(dāng)中的簡單修改，關(guān)聯(lián)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(lǐng)建筑業(yè)新變革

作為CCDI的BIM整體推進的負(fù)責(zé)人，弋洪濤將國家電網(wǎng)館的項目視為CCDI推動產(chǎn)業(yè)鏈變革的新契機。BIM首先解決了展館高難度的設(shè)計難題——展館與“水立方”一樣同是鋼結(jié)構(gòu)形式，但多種復(fù)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(xiàn)了BIM在整個項目全生命周期管理的覆蓋，實現(xiàn)了全過程的項目交付，而這將是中國建筑業(yè)未來的走向。

CCDI最早是以建筑設(shè)計為主營業(yè)務(wù)，但隨著公司的發(fā)展，立足于提供從咨詢策劃、方案、初設(shè)、施工圖到項目管理綜合解決方案的全面服務(wù)，已經(jīng)成為CCDI的新目標(biāo)。而要實現(xiàn)這一目標(biāo)，必須有一個基礎(chǔ)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(nèi)完成了復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)的空間定位；在天津郵輪港碼頭項目中，BIM的多專業(yè)協(xié)同、三維管件的綜合與碰撞檢查等功能得以展現(xiàn)；在南昌機場項目中，CCDI開始第一次提供純粹的BIM咨詢服務(wù)……

實際上，CCDI的戰(zhàn)略定位已經(jīng)不僅僅在于建筑設(shè)計這一傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，而是在整個建設(shè)行業(yè)的前后范疇內(nèi)進行深度的延伸，這將是新業(yè)務(wù)的強力增長點。“未來BIM會帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，業(yè)主、設(shè)計公司、施工單位、材料供應(yīng)商、物業(yè)管理公司將由BIM連接起來，這將是建筑行業(yè)的新變革。”弋洪濤表示。