图说：虚拟“上海中心”中的玻璃幕墙。上海中心 供图
图说：虚拟“上海中心”中的钢结构节点。上海中心 供图
图说：虚拟“上海中心”呈现的楼层疏散救援点。上海中心 供图
【新民网·独家报道】经过6年的建设，世界第四高楼上海中心大厦将于今年年中正式投入运营。从设计、施工、管理，这一“超级工程”无时无刻不在向业主方和施工方发出巨大挑战。新民晚报新民网记者今天（1月20日）前往这座即将竣工的超高层建筑，只为探寻另一栋虚拟的“上海中心”。
上海中心大厦体量庞大，工程信息海量复杂，仅图纸数量就超过15万张，面临的挑战和风险无疑将会史无前例。项目副总经理、总工程师葛清告诉新民晚报新民网记者，如果依靠传统的“角尺加图纸”建筑工程模式，设计公司出图纸，各建筑单位照图施工。但在现实情况中，设计师往往缺少现场经验，造成一些方案本身就有“硬伤”，造成频频返工。另一方面，一旦遇到问题，各建筑单位也会相互扯皮，找不到真正的解决方法。
2008年，经过多次论证，业主方决定将BIM（建筑信息模型）引入上海中心大厦设计、施工、运营的全过程，并首次在项目承发包过程中，在合同条款中加入BIM技术要求来约束承包商必须在项目中应用BIM技术。在当时，项目尚处在方案阶段，而国内建筑行业对BIM缺乏认识，更无超高层项目案例可循。
2010年5月，上海中心大厦与全球最大的BIM软件开发者美国欧特克公司签订了一份合同价格为零元的“双赢”协议，欧特克公司为“上海中心”提供BIM技术咨询和软件，“上海中心”提供示范性的使用经验，帮助欧特克进行市场推广。
传统的建筑工程行业与新兴的信息技术结合，一开始让很多参建单位很不适应，总有一些质疑甚至反对的声音。不过6年的实践证明，BIM技术已经从一个简单的电脑软件，演变为了“上海中心”业主方和施工方自下而上的思维方式和工作方法。
BIM技术实现了传统的二维设计建造方式向三维数字化设计的转变，是当前世界建筑业中最激动人心的前瞻性技术之一。简单来说，在上海中心大厦尚未被建造起来之前，人们看到的不再是一张张密密麻麻的图纸，而是电脑中一栋立体的虚拟大厦。
借助这座虚拟的“上海中心”，项目在设计源头就避免了复杂空间中大量错、漏、碰、缺等问题，提前发现并解决的碰撞点数超过10万个，按单个碰撞点平均单价1000元左右计，保守估计可节约费用至少超过1亿元。
上海中心大厦建筑外观呈螺旋式上升，建筑表面的开口由底部旋转贯穿至顶部，然而如此美观独特的设计，对外幕墙安装着实带来了巨大挑战。据葛清介绍，施工方曾建造了一座三层楼的1：1模型，试验中发现，当设计、加工、施工等各环节误差累积后，一些幕墙板块只能靠工人用脚硬踩进去。而在运用BIM技术后，这些复杂构建的制图制、数据转化和测量效率均获得了大幅提高，不仅2万多块玻璃幕墙板块没有一块需要返工，还实现了全场仅需16个工人即可开展的快速安装。
再以钢结构为例，上海中心大厦从上到下有8道巨型桁架层，其作用如同竹子的“竹节”，对结构稳定至关重要。每道桁架层由两层高的伸臂桁架、环带桁架和楼面桁架组成，单根构件重达100吨，钢板最厚14厘米，结构庞大，节点复杂，焊接量大，控制变形难度高，安装精度必须严格苛求。
利用BIM的数据化技术，将预拼构件的控制截面的实际测量坐标与提取的理论坐标进行比对，检验接口部位的实际间隙是否符合规范要求，若数据超出规范要求时，可对超差部位进行整改，从而达到实体预拼装的效果。统计下来，钢结构的无必要浪费量不超过2吨。
从2010年至今，参与上海中心大厦项目的BIM技术人员已超过70人，涵盖土建、钢结构、幕墙、机电、室内装饰等多个专业。
近年来，超高层建筑的安全问题日益成为各国关注的重点，新民晚报新民网记者获悉，在灾害应急方面，上海中心大厦也将利用BIM打造的“虚拟大楼”及相应灾害分析模拟软件，在灾害发生前，模拟灾害发生的过程，分析灾害发生的原因，制定避免灾害发生的措施，以及发生灾害后人员疏散、救援支持的应急预案。
当灾害发生后，“虚拟大楼”可以提供救援人员紧急状况点的完整信息，这将有效提高突发状况应对措施。此外楼宇自动化系统能及时获取建筑物及设备的状态信息，清晰地呈现出建筑物内部紧急状况的位置，甚至到紧急状况点最合适的路线，救援人员可以由此做出正确的现场处置，提高应急行动的成效。
此外，上海中心大厦正式运营后，“虚拟大楼”还将延伸应用于大厦的物业和运营管理。传统的建筑运营管理要依靠很多的设计图纸和竣工图纸来开展工作，一旦发生故障，查找图纸就变得非常复杂，耗时耗力。通过“虚拟大楼”，可以非常便捷地对建筑物空间信息和设备材料的参数信息进行查询，还可充分发挥空间定位和数据记录的优势，合理制定维护计划，以降低建筑在使用过程中出现突发状况的概率。
同时在空间管理方面，“虚拟大楼”也可以帮助物业管理团队记录空间的使用情况，处理最终用户要求空间变更的请求，分析现有空间的使用情况，合理分配建筑物空间，确保空间资源的最大利用率。
上海是全国最早应用BIM技术的城市之一，从2008年世博园区建设、上海中心，至上海迪斯尼和最新的地铁线路等项目，经过7年的发展，目前技术水平处于全国领先地位。
新民晚报新民网记者从市建设委获悉，从2012年开始，轨道交通9号线三期、11号线迪士尼段、12号线、13号线4条线路建设中试点引入BIM技术，将项目实时施工进度、隧道结构变形数据、地面沉降数据、建筑物沉降倾斜数据等实时变形监测信息等数据以三维可视化的形式展示。根据计划，BIM技术将在轨道交通5号线南延伸、8号线三期、10号线二期、14号线、15号线、17号线、18号线等7条线路实现深入应用。
与此同时，作为上海骨架性主干路网的重要组成部分，刚刚开工建设的北横通道也已引入了BIM技术，以应对项目建设中的难点。如通过创建市政管线模型，直观反映各类管线在不同阶段和明挖段之间的关系，分阶段模拟管线搬迁并进行碰撞检查，对施工可行性进行判定。同时通过道路翻交虚拟建造，模拟工程施工期间交通疏解过程，检查交通疏解方案的可行性。
为了进一步推动BIM技术在本市的应用，市政府近期已专门下发文件，指出该技术不仅能够减少返工浪费、缩短工期，同时将进一步增加建设工程信息的透明度和可追溯性，对规范市场秩序和预防建设领域腐败具有重要作用。
新民晚报新民网记者获悉，根据文件要求，自2015年起，本市将选择一定规模的医院、学校、保障性住房、轨道交通、桥梁（隧道）等政府投资工程和部分社会投资项目进行BIM技术应用试点。
2017年起，本市投资额1亿元以上或单体建筑2万平方米以上的政府投资工程、大型公共建筑、市重大工程，申报绿色建筑、市级和国际级优秀勘察设计、施工等奖项的工程，实现设计、施工阶段BIM技术应用；世博园区、虹桥商务区、国际旅游度假区、临港地区、前滩地区、黄浦江两岸等六大重点功能区域内的此类工程，全面应用BIM技术。（新民晚报新民网记者 沈文林）
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