建筑工業化在中國的未來

在中國，建筑工業化方面最驚人的設想來自遠大可建的天空之城，這是一座尚未問世就以飽受非議的未來建筑。

在2012 年6 月5 日，遠大可建與長沙市望城區人民政府簽訂戰略協議，規劃建設一棟220 層綜合大樓，規劃樓高838 米，比迪拜塔高10 米，建設周期僅7 個月。之前遠大科技集團總裁張躍只是計劃在湖南建一座150 層的大樓。2010 年年底，遠大可建的目標是建設200 層、高666 米的“空中城市1 號”。到2012 年4 月份，遠大董事長張躍已經把摩天大樓項目“拔高”至220層、838米，項目在今年4月份已經啟動。這個計劃受到了很多質疑。比如，有的媒體認為，在規劃湖南長沙838 米高樓之前，遠大可建幾乎沒有建設高樓經驗。而從國內類似摩天大樓的造價來看，40 億元的投資金額用于838 米世界第一高樓建設顯得捉襟見肘，遠大集團能否持續為遠大可建提供資金支持，還未可知。

不過，據相關媒體報道，該項目從技術上來說是可行的，現有的建筑技術、鋼材的強度都能達到這一要求。遠大集團對天空之城的相關規劃是建造一棟比迪拜塔高10 米的“J220—天空城市”，“雄踞世界第一的寶座，預計建設周期卻僅7 個月。”在工地的安裝周期是48 天(不含基建和內裝)，平均每層安裝約5小時，迪拜塔可是建了6年。”并且天空之城有的并不只是建筑體積的高度，還有著建筑科技的高度。天空城市”占地 1.7 萬平方米，地上建筑達到 100 萬平方米，配備 104 臺電梯，總計容納 3.14 萬人。其中，83%的面積將用于住宅，容納 17400人;其次是酒店，占 5%，容納 1000 人;其余學校、醫院、寫字樓、商店和餐廳將各占3%的面積。“天空城市”可實現 9 度抗震，有四個原因：梯形金字塔穩固結構;是名師設計；進行模型測試；工廠化制造，嚴格質量控制。大樓內部將沿用遠大可持續建筑的一整套環保節能措施，如外墻 15 厘米保溫、4 層玻璃窗、新風熱回收、非電空調及冷熱電聯產;大樓全部采用 LED 燈，電梯剎車發電。這些技術將使得“天空城市”比常規建筑節能 5 倍以上、節電約 6 倍。

遠大可建打算將天空城市當成世界建筑建造方式的一場變革----用模塊化設計替化離散化設計，用舒適的車間生產環境替代惡劣的室外施工環境，用固定的生產工人替代流動的建筑工人，用緊密合作的供應鏈替代臨時招投標的承包商，簡而言之；用制造替代建造。

天空城市的設想，可以說是一個美麗的夢想，夢想變成現實尚需努力，而從夢想回到現實，回到上海中心大廈，這一座即將完工的夢想，綠色的夢想。在建筑設計和運營階段以綠色建筑為目標，其未來將成為國內第一個在建筑全生命周期內滿足中國綠色建筑三星級和美國LEED 綠色建筑體系高級別認證要求的超高層建筑；它是現代的，上海中心大廈具有國際標準的24 小時甲級辦公環境，超五星級酒店和配套設施以及集觀光、購物、娛樂、餐飲、休閑功能于一體的商業文化城和特色會議設施；它是經典的，上海中心大廈將在優化城市規劃、完善城市空間、提升上海金融中心綜合配套功能、促進現代服務業集聚等方面發揮重要作用，并將成為上海標志性建筑和上海金融服務業的重要載體。

項目擁有龐大的體量和炫目的造型，如何能夠順利地得以設計和施工是設計師們面對的一個課題。上海中心大廈建設發展有限公司總經理、董事顧建平道出了其中奧妙，他說，“上海中心大廈是一個特大型項目，從設計到施工的整個過程都非常復雜，面臨著巨大的困難和挑戰。為了把項目做得更加完美，我們選擇了建筑信息模型這個現代化手段，把各個工種、各個階段不同的工作整合在一個信息平臺上來共同完成。Autodesk Revit、Autodesk Navisworks、Autodesk Ecotect、Autodesk Inventor 等一系列成熟的設計解決方案，既提高了整個團隊的工作效率，又減少了整個過程中可能產生的錯誤。”

632 米的總高度對于中國來講的確是一個非常巨大的挑戰。那么，在設計方面針對體量和形態應該從哪些方面入手，又該做怎樣的思考？這是設計單位所必須要考慮的問題。作為建筑設計和施工圖設計的指定單位——Gensler 和同濟建筑設計研究院（集團）有限公司，更多地從科技角度去詮釋其建筑理念，從而更好地把握經典建筑的核心。

上海中心大廈的設計靈感溯源于歷史和未來，旨在將歷史與未來有機結合在一起。旋轉的形式似中國的水墨畫，簡單、立體而一氣呵成，同時也表達出對未來的思考。旋轉是一個萬物形成的本源，這個形態連接了時空、超越了時空，體現為是未來感的一種形態。這樣一個既簡單又復雜的超高層建筑，最大挑戰是風阻問題，而這樣的旋轉又恰恰在借力打力，與規則化樓體相比，可減少大約32%的風阻，同自然形成和諧的關系。

不難看出，這樣的外形對于建筑功能與施工建造都會有一定的影響，“我們利用建筑信息模型進行了突破性的處理，采用了雙層表皮的概念：內層表皮為非常規律的幾何形態，外層表皮采取旋轉的方式。”Gensler 上海辦公室的資深設計師彭武說，“建筑信息模型平臺在這里起到了很大的作用，建筑的外形完全是基于數字化平臺實現的，傳統的二維平臺根本無法滿足異型建筑各個細部的銜接，而BIM 在設計階段的參數化運用，完美地解決了這個復雜的幾何問題。”

Gensler 副總裁、亞洲區設計總監夏軍作為上海中心大廈項目設計總負責人，在整個設計進程與協調的過程中也充分利用建筑信息模型解決了項目本身多個挑戰性的課題。從設計角度來看，幕墻就是其中之一。旋轉的形態決定了其結構與幕墻玻璃必須輕盈，懸掛在整個樓體的外側，不直接同樓板發生關聯，設計師用直面的玻璃做成雙曲面的空間形態，在視覺效果實現的同時，考慮可建造性。

陳繼良介紹到，上海中心大廈項目是以AutoCAD 為主進行出圖，以Autodesk Revit 軟件為建模基本手段，并使用Autodesk Navisworks 和Autodesk Ecotect進行碰撞檢測和CFT 模擬，使之互相銜接，從而高效出圖、降低返工率并節省了材料。

早在項目的籌建階段，上海中心大廈的建設理念就已經形成，即垂直城市和綠色建筑的理念。其中的綠色，不僅指向理念，更是從設計到施工再到未來運營的一個標準。據顧建平介紹，上海中心大廈以體現人文關懷、強化節資高效、保障職能便捷為綠色建筑技術特色，以室內環境達標率100%、非傳統水源利用最大化、可再循環材料利用率超過10%、綠色施工和智能化物業管理為建設目標，旨在建筑設計和運營階段成為國內第一個在建筑全生命周期內滿足中國綠色建筑三星級和美國LEED 綠色建筑體系高級別認證要求的超高層建筑。

業主在設計的最初階段就提出了關于可持續發展的高標準要求，然而這期間，項目內部還曾就是否采用建筑信息技術持有不同的觀點。幾年后，回顧總結建筑信息模型在建設管理過程中所立下的功勞，可見當初的堅持選擇不僅是正確的，而且從長遠來看，更是明智的，特別是在綠色施工和低碳工程上，為其提供了有力的保障。

針對超高層建筑體量大、系統設施復雜、運營能耗大、室內環境質量要求高、集中排放負荷大等先天約束條件所限，圍繞節地、節能、節水、節材、室內環境質量把控和運營管理等方面，因地制宜地利用BIM，合理采用綠色建筑技術，通過本地化材料、高強材料和可循環材料的使用，優化結構設計、可視化室內自然采光模擬、營造室內舒適熱環境等，實現了超高層建筑的綠色接力和可持續發展，并為今后超高層建筑的環保節能提供了范例，從而推動了中國綠色建筑評價體系的科技進步。

上海中心大廈項目存在挑戰規模巨大、項目參與方眾多、分支系統復雜、信息量大、有效傳遞困難、成本控制難度大等問題。從項目全生命周期角度出發，以建筑信息模型為手段，應用Autodesk Revit建立模型，針對項目的設計、施工以及運營的全過程，有效地控制了工程信息的采集、加工、存儲和交流，從而幫助項目的最高決策者對項目進行合理的協調、規劃和控制。