數字技術鑄就“中國高度”

文｜本刊記者 孫璟璐

上世紀三十年代，紐約帝國大廈拉開了聞名于世的美國夢序幕，今天，在遙遠的東方——中國，一座象征著國家民族復興的建筑將開啟史無前例的“中國夢”新時代。中國尊項目位于北京商務中心區(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。該項目用地面積11478平方米，總建筑面積43.7萬平方米，建筑總高500多米，建筑層數地上108層、地下8層，可容納1.2萬人辦公，為中信集團總部大樓。

中國尊項目由中信和業(yè)投資有限公司建設，設計單位是北京市建筑設計研究院，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，從側面看為雙曲線造型，沒有標準層，結構體系采用巨型框架結構，而連接巨柱的環(huán)桁架定位非常復雜。由于其弧線造型的特殊性，對工程設計精度和工程控制精度有更高要求，在具體設計過程中各種矛盾復雜地交織在一起。

BIM技術保證設計精度

北京市建筑設計研究院為了讓這個項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、結構安全問題，人、車、物之間的交通組織問題和大樓后期運維問題，以及人流影響、節(jié)能問題等等。對此，北京市建筑設計研究院從項目設計之初就組建了專人團隊集中辦公，實現(xiàn)二維設計和三維設計并舉，利用BIM技術使設計師對建筑設計過程中的所有幾何信息、數據進行系統(tǒng)的描述和表達，從而達到全過程精確控制工程設計、深化、加工、安裝的目的。

中國尊項目是國內第一個真正意義上從設計階段就運用BIM技術的項目，北京市建筑設計研究院有限公司執(zhí)行總建筑師、中國尊項目設計總負責人邵韋平表示：“中國尊項目是一項各種工程矛盾匯集的超級工程，如果僅僅依靠傳統(tǒng)的技術手段不能保證項目順利完成。中國尊項目借助了BIM這一數字化技術手段，幫助項目相關團隊從容地逐步推進項目。在設計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計表達的手段；通過BIM技術的運用，在設計階段有了初步的專業(yè)協(xié)同，包括設計團隊和施工總包的高效配合。而為了使項目建造得更為合理，項目團隊利用BIM技術也進行了很多優(yōu)化，比如將大大小小十幾個疏散樓梯都變成一個標準模塊，所有這些樓梯都是標準化、工業(yè)化生產出來的產品，這樣既提高了效率也增加了精致性。另外我們還基于BIM技術進行了風環(huán)境測試，可以清楚的知道在大樓哪個位置它的風壓最大，并提前制定相關措施進行防護。可以說數字技術給中國尊項目帶來的改進是全方位的，對整個項目的順利推進也有多方面的幫助，同時BIM技術也給項目帶來很多新的機會。”

記者了解到，北京市建筑設計研究院有限公司大概在五年前就已經介入中國尊項目。在這五年當中，恰逢數字技術高速發(fā)展時代，無論是BIM理論還是BIM軟件應用都得到了極大普及。而在這之前，一些項目應用BIM技術還僅僅是一個雛形，并沒有很多人理解和支持BIM技術的應用。可以說，中國尊項目遇到了BIM發(fā)展的好時代，不僅有一些成熟的軟件機構提供技術幫助，同時業(yè)主也從項目一開始就大力支持BIM應用。中國尊項目也基于全生命周期理念，利用BIM技術獲得多方面的保障和支持。

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

“中國尊項目的BIM應用也是基于北京市建筑設計研究院在這一項目之前的一些工作經驗的總結，我們用更加科學化的概念構建了一個完整的BIM工作體系。這種工作模式幫助我們?yōu)榇蛟煲粋€高水平、高質量的城市重要建筑提供了強大的技術保障。“邵偉平總結到。

BIM技術支撐創(chuàng)新提效

中國尊項目有著多項世界級創(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，一是平面組織，中國尊項目體量雖然非常大，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，整個材料的運輸和人員的組織是一大難題。二是工程進度，中國尊項目的合約進度只有62個月的施工工期，這樣的進度計劃對比全球的一些超高層建筑都比較緊張。如果中國尊按照進度目標完成，每個月的施工進度需要完成7400多平方米的工程量。三是垂直運輸，整個項目的垂直運輸在高峰階段超過了3000人同時施工，如何將這些人員、材料運送上去也是項目的一大難點。四是施工安全，由于中國尊項目處于人群密集區(qū)域，如何保證施工的安全和質量對于項目團隊而言也是一個很大的挑戰(zhàn)。

針對上述這些難題， 中國尊制定了項目建設全生命周期BIM技術應用的基本目標，要求所有參建單位使用BIM技術。項目利用BIM技術將建筑規(guī)劃、設計、施工、運營全生命期內的所需各類信息數據整合到一起，以三維模型為載體的高效而全面的信息化數據傳遞方式，加快了項目進度、縮短了項目工期、降低了項目成本，并在詮釋節(jié)能減排、綠色建造概念的同時，也為未來運維階段的信息化、數字化建筑管理建立了良好的技術基礎。

中建三局北方分局總工程師，大項目管理公司常務副總經理兼總工程師彭明祥向記者介紹到：“在中國尊項目的建設過程中，應用BIM技術是最基本的要求。項目從設計開始，施工總包在進場投標過程中就要求必須要使用BIM技術，相應的專業(yè)分包中心對于BIM應用也有相關要求。對于施工總包而言，設計單位和建設單位需要首先制定項目的BIM實施導圖和共同行動綱領，同時，我們也會選擇具有一定實力的專業(yè)分包，并對專業(yè)分包的BIM技術應用能力有所要求。從而形成施工總包、機電總包、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，負責施工方面的總體BIM管理，尤其是這個模式的綜合和銜接聯(lián)絡的一些工作，作為一個樞紐式的管理。在BIM具體應用過程中，各個專業(yè)分包都在同一共享平臺上提取數據和模型，從而形成一個管理體系。”

在業(yè)主的大力支持下，項目團隊決定采用更高的技術標準來開展BIM工作，用一句話概括就是“像做機器一樣來造房子”，因此整個項目的BIM體系都是基于全生命系統(tǒng)進行構建。彭明祥具體介紹到：“我們?yōu)锽IM應用構建了整體的系統(tǒng)框架，框架包含了BIM技術在項目全生命周期中不同階段的需求，比如說在設計階段可能解決的是一些基本的構件問題，在施工階段解決的是一些預留接口問題，包括考慮后期運維階段要解決的不同問題。在施工階段，項目應用BIM技術減少了很多不必要的返工。對比同類項目，中國尊項目整體被動變更很少，大部分的變更是由于業(yè)主主動的工程技術要求進行更正。此外，項目在應用BIM之后，可以更加清晰的將方案進行整理，施工工藝以及施工流程都非常順暢，在任何難點、節(jié)點上都能夠順利攻克，施工團隊也能夠按照自己所需要的圖紙進行協(xié)調管理，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。”

BIM技術護航綠色環(huán)保

隨著工程建設行業(yè)對綠色環(huán)保的要求日益提高，無論有沒有數字技術，綠色都是每一個項目必須執(zhí)行的方針。對于中國尊項目而言，業(yè)主在項目初始就對綠色節(jié)能提出了具體要求，因此中國尊項目在設計和施工階段都按照高度節(jié)能和環(huán)保進行設計和施工。在具體實施過程中，項目團隊一方面按照現(xiàn)有的綠色標準要求，利用技術手段進行實現(xiàn)，采用節(jié)能能源體系，例如低溫送風系統(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)等也在中國尊項目中有所應用。

中國尊項目BIM管理部經理周千帆詳細介紹到：“中國尊的綠色建造還包括施工圖審核及優(yōu)化、施工圖深化設計、預制化加工、模型綜合協(xié)調及碰撞檢查、重點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，并不會因為玻璃因素而造成過多的能耗。諸如此類利用BIM技術所做的合理設計，使中國尊更具有節(jié)能的效果。在中國尊項目的實施過程中，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)保材料的運用、節(jié)約能源等方面，BIM技術也潛移默化地體現(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和足夠長的使用壽命。對于中國尊項目而言，它不僅做到了綠色節(jié)能，同時也是一個高品質、高標準的建筑，這也正是基于BIM技術的支撐，才可以更為精準的完成這一項目，并讓建筑品質得以保證。