葛清：上海中心大廈運(yùn)用BIM信息技術(shù)進(jìn)行精益化管理的研究

【成都/長沙，15天】8月4日柏慕聯(lián)創(chuàng)BIM實(shí)戰(zhàn)暑期集訓(xùn)營（第三期）開始報(bào)名！

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　一座偉大的建筑已經(jīng)拔地而起，它吸引著世人的眼球，它是中國人的驕傲，它就是位于中國上海小陸家嘴核心區(qū)的上海中心大廈。它是宏偉的，其主體建筑結(jié)構(gòu)高度580米，總高度632米，總建筑面積57.4萬平方米(包括地上建筑面積38萬平方米)，建成后的上海中心大廈與金茂大廈、環(huán)球金融中心等組成和諧的超高層建筑群;它是綠色的，在建筑設(shè)計(jì)和運(yùn)營階段以綠色建筑為目標(biāo)，已成為國內(nèi)第一個(gè)在建筑全生命周期內(nèi)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(rèn)證要求的超高層建筑;它是現(xiàn)代的，上海中心大廈具有國際標(biāo)準(zhǔn)的24小時(shí)甲級辦公環(huán)境，超五星級酒店和配套設(shè)施以及集觀光、購物、娛樂、餐飲、休閑功能于一體的商業(yè)文化城和特色的會(huì)議設(shè)施;它是經(jīng)典的，上海中心大廈將在優(yōu)化城市規(guī)劃、完善城市空間、提升上海金融中心綜合配套功能、促進(jìn)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)集聚等方面發(fā)揮重要作用，并成為上海標(biāo)志性建筑和上海金融服務(wù)業(yè)的重要載體。

　　借BIM智慧，突破經(jīng)典

　　632米的總高度對于中國來講的確是一個(gè)非常巨大的挑戰(zhàn)。那么，在設(shè)計(jì)方面針對于體量和形態(tài)應(yīng)該從哪些方面入手，又該作怎樣的思考?這是設(shè)計(jì)單位所必須要考慮的問題。作為建筑設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)的指定單位——Gensler和同濟(jì)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司，更多的想從科技角度去詮釋其建筑理念，從而更好地把握經(jīng)典建筑的核心。在這里，BIM的智慧優(yōu)勢得以充分體現(xiàn)。

　　上海中心大廈的設(shè)計(jì)靈感溯源于歷史和未來，旨在將歷史與未來有機(jī)結(jié)合在一起。旋轉(zhuǎn)的形式，似中國的水墨畫，簡單立體而一氣呵成，同時(shí)也表達(dá)出對未來的思考。旋轉(zhuǎn)是一個(gè)萬物形成的本源，這個(gè)形態(tài)連接了時(shí)空、超越了時(shí)空，它是未來的一種形態(tài)。這樣一個(gè)既簡單又復(fù)雜的超高層建筑，最大挑戰(zhàn)就是風(fēng)阻問題，而這樣的旋轉(zhuǎn)又恰恰在借力打力，與比較規(guī)則的樓體相比，可減少大約32%的風(fēng)阻，同自然形成了和諧的關(guān)系。

　　不難看出，這樣的外形對于建筑功能與施工建造都是有一定的影響的，“我們利用BIM進(jìn)行了突破性的處理，采用了雙層表皮的概念：內(nèi)層表皮是非常規(guī)律的幾何形狀，外層表皮采取旋轉(zhuǎn)的方式。” Gensler上海辦公室的資深設(shè)計(jì)師彭武說，“BIM平臺在這里起到了很大的作用，建筑的外形完全是基于數(shù)字化平臺來實(shí)現(xiàn)的，傳統(tǒng)的二維平臺根本無法滿足異型建筑各個(gè)細(xì)部的銜接，尤其是對于這種超級體量的建筑來說，更是難上加難，而BIM在設(shè)計(jì)階段的參數(shù)化運(yùn)用，完美地解決了這個(gè)復(fù)雜的幾何問題。”

　　Gensler副總裁、亞洲區(qū)設(shè)計(jì)總監(jiān)夏軍作為上海中心大廈項(xiàng)目設(shè)計(jì)總負(fù)責(zé)人，在整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)程與協(xié)調(diào)的過程中也充分利用BIM解決了項(xiàng)目本身很多挑戰(zhàn)性的課題。從設(shè)計(jì)角度來看，幕墻就是其中之一。旋轉(zhuǎn)的形態(tài)決定其結(jié)構(gòu)與幕墻玻璃必須輕盈，懸掛在整個(gè)樓體的外側(cè)，不直接同樓板發(fā)生關(guān)聯(lián)，用直面的玻璃做成雙曲面的空間形態(tài)，在視覺效果實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，考慮可建造性。BIM在這里幫助設(shè)計(jì)師完成了精確的定位，并把這種定位放到BIM平臺上，讓所有專業(yè)來共享這個(gè)計(jì)算和設(shè)計(jì)帶來的成果，幫助其選擇一個(gè)比較好的幕墻設(shè)計(jì)方案。

　　BIM在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中扮演了一個(gè)非常重要的角色，除建筑設(shè)計(jì)外，還為施工圖設(shè)計(jì)提供了很多的益處。同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院項(xiàng)目經(jīng)營部副主任陳繼良說：“BIM是施工圖設(shè)計(jì)很好的幫助者。”

　　對于異型建筑來說，用通常的設(shè)計(jì)手段是無法準(zhǔn)確定位這些異型的點(diǎn)的。而且，上海中心大廈這個(gè)建筑又非常復(fù)雜，尤其是設(shè)備層和避難層，由于結(jié)構(gòu)的原因，有很多桿件穿插在設(shè)備層中間，通過二維設(shè)計(jì)基本上是沒有辦法解決這個(gè)設(shè)計(jì)難題的，所以就運(yùn)用BIM通過三維設(shè)計(jì)完成了整個(gè)設(shè)備層的設(shè)計(jì)工作，有效地避免了桿件之間的相互碰撞。陳繼良介紹到，上海中心大廈項(xiàng)目是以AutoCAD為主進(jìn)行出圖，以Autodesk Revit軟件為建模基本手段，并使用Autodesk Navisworks和Autodesk Ecotect進(jìn)行碰撞檢測和CFT模擬，使之互相銜接，從而實(shí)現(xiàn)了高效率出圖、減少返工、節(jié)省材料。

　　BIM所帶來的無處不在的高精確度運(yùn)算和高靈活度適應(yīng)的能力，在設(shè)計(jì)階段，通過數(shù)字化設(shè)計(jì)的新語境完成了建筑的新范式。

　　駕馭BIM，重籌在握

　　從方案到施工需要一個(gè)深化設(shè)計(jì)的過程，以支撐施工的順利進(jìn)行。如果說在設(shè)計(jì)階段，BIM把想象中的概念變?yōu)榱丝梢暬男螒B(tài)，那么在施工方面，則看到了BIM更加實(shí)際的作用，它將可視化的理念變成了現(xiàn)實(shí)，可見，BIM是整個(gè)施工階段的重要籌碼。

　　上海中心大廈項(xiàng)目的BIM應(yīng)用是集建模、檢測、計(jì)算、模擬、數(shù)據(jù)集成等工作為一體的三維建筑信息管理工程，這項(xiàng)工作覆蓋了工程的設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)、制造、施工管理乃至后期運(yùn)營管理的建筑全生命周期。

　　從整個(gè)項(xiàng)目來看，碰撞檢測是必不可少的，也是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。最初，施工技術(shù)人員采用傳統(tǒng)方法，利用二維圖紙將建筑結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行疊加，而BIM技術(shù)則通過軟件對綜合管線進(jìn)行碰撞檢測，利用Autodesk Revit系列軟件進(jìn)行三維管線建模，快速查找模型中的所有撞點(diǎn)，并出具碰撞檢測報(bào)告。在深化設(shè)計(jì)過程中選用Autodesk Navisworks系列軟件，實(shí)現(xiàn)管線碰撞檢測，從而較好地解決傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)下無法避免的錯(cuò)、漏、碰、撞等現(xiàn)象。根據(jù)結(jié)果，對管線進(jìn)行調(diào)整，從而滿足設(shè)計(jì)施工規(guī)范、體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖、符合業(yè)主要求、維護(hù)檢修空間的要求，使得最終模型顯示為零碰撞。同時(shí)，借由BIM技術(shù)的三維可視化功能，可以直接展現(xiàn)各專業(yè)的安裝順序、施工方案以及完成后的最終效果。

　　“有了一個(gè)完整的、正確的模型以后，我們就可以把它展開運(yùn)用到很多施工的管理方面，比如施工的物流配送。”于曉明說。在上海中心大廈項(xiàng)目中，通過BIM實(shí)現(xiàn)的預(yù)制加工設(shè)計(jì)，是以深化設(shè)計(jì)階段所擁有的BIM模型為基礎(chǔ)，導(dǎo)入Autodesk Inventor軟件，通過必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、機(jī)械設(shè)計(jì)以及歸類標(biāo)注、材料統(tǒng)計(jì)等工作，將BIM模型轉(zhuǎn)換為預(yù)制加工設(shè)計(jì)圖紙，指導(dǎo)工廠生產(chǎn)加工，在保證高品質(zhì)管道制作的前提下，減少現(xiàn)場加工的工作量。然后利用BIM模型進(jìn)行工作面劃分，再通過BIM的材料統(tǒng)計(jì)功能，對單個(gè)工作區(qū)域的材料進(jìn)行歸類統(tǒng)計(jì)，要求材料供應(yīng)商按統(tǒng)計(jì)結(jié)果將管道、配件分裝后送到材料配送中心。BIM模型的精確歸類統(tǒng)計(jì)大幅減少了材料發(fā)放審核的管理工作，有效控制了領(lǐng)用的誤差，減少了不必要的人員與材料的運(yùn)輸成本。

　　BIM協(xié)同 綠色接力

　　早在項(xiàng)目的籌建階段，上海中心大廈的建設(shè)理念就已經(jīng)形成，即垂直城市的理念和綠色建筑的理念。其中的綠色，不僅是理念，更是從設(shè)計(jì)到施工再到未來運(yùn)營的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)顧建平介紹，上海中心大廈以體現(xiàn)人文關(guān)懷、強(qiáng)化節(jié)資高效、保障職能便捷為綠色建筑技術(shù)特色，以室內(nèi)環(huán)境達(dá)標(biāo)率100%、非傳統(tǒng)水源利用最大化、可再循環(huán)材料利用率超過10%、綠色施工和智能化物業(yè)管理為建設(shè)目標(biāo)，旨在建筑設(shè)計(jì)和運(yùn)營階段成為國內(nèi)第一個(gè)在建筑全生命周期內(nèi)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(rèn)證要求的超高層建筑。

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