数字化精密打造北京新高度Z15"中国尊"项目中的BIM技术应用

Z15建筑是集超高超大于一体的超级工程。基于此状况，设计师已无法用常规的概念来实现建筑方案，设计上必须针对Z15工程特点建立一个科学合理、逻辑清晰、组织有序的总体设计框架。

总体设计框架构想以建筑的巨框结构和十个功能分区为前提条件。考虑到规模、交通、消防、安防、气象等因素，Z15建筑划分五个单元模块，其中ZB区与Z0区为模块一，Z1区与Z2区为模块二，Z3区与Z4区为模块三，Z5区与Z6区为模块四，Z7区与Z8区为模块五。

基于模块划分，在条件允许的情况下，所有系统应按照以上模块划分的原则进行设置。在设计中首先基于模块概念构建关于建筑整体运行的基础性系统，通过基础性系统的建立保证每个模块具有相对独立的运行和安全保障条件，每个模块之间具有可靠的安全分隔，局部的突发事件的处理优先被控制在模块内部解决。

基于BIM的欧特克软件为"中国尊"项目解决了来自空间、结构、专业等方面的各项难题。

项目难点

空间——"中国尊"地处北京CBD核心区，其在城市层面的空间衔接需要精细地刻画，尤其是与城市大型地下公共功能设施的接驳，建筑须具备与未来城市发展需求的可持续适应性。"中国尊"在塔冠和塔基部分，为城市提供着宝贵的公共活动空间，在这些空间处理上，都采取了特殊的造型与材质。同时，其自身超高容积率也给设计带来了诸多挑战。

结构——"中国尊"作为第一座在八度抗震区建造的高度超过500米的建筑，其对结构安全提出了严峻的要求。而结构作为建筑造型实现的根本支撑，需要在其所在空间层面发挥应有的表现作用。建筑师如何从空间层面实现对结构体系及构件的精细控制是本项目设计的一大难点。

专业——对于这样一个高精尖的建筑设计，特聘请了美国的KohnPedersenFoxAssociatesPC(KPF)作为建筑设计顾问；英国的OveArup&PartnersHongKongLtd.(ARUP)作为结构顾问；香港的ParsonsBrinckerhoff(Asia)Ltd.(PB)作为机电顾问；以及中信建筑设计研究总院有限公司作为专项顾问。此外，还聘请了国际一流的幕墙、照明、交通、景观等相关专业设计顾问公司，共同保证该项目的高端品质。北京院作为总体设计单位，负责BIM模型的整体制作与维护。

BIM在建筑设计中的典型应用

城市尺度的建筑造型研究。北京院借助自身的BIM资料库提取出场地周边的单体信息和场地信息，建立一个完整的周边城市区域模型；并将CBD核心区地下公共空间的BIM模型进行共同整合。详实完整的数据资料，使中国尊能够从空间衔接、市政衔接、造型影响评价等各方面进行深度控制。

在设计过程中，项目通过先进的计算流体动力学技术进行模拟分析，对塔楼造型进行优化，同时也对场地的环境设计提供了一定的技术支持。

塔基和塔冠空间造型研究。塔楼在入口处，作为"中国尊"在街道尺度的标志性表达，特意采用了复杂曲面的挑檐处理手法。既创造了丰富的空间效果，又为城市公民提供了一份宝贵的公共空间，建筑处理与场地景观的精妙设计，可以让公众产生独特的场所体验。而塔冠处更是为市民提供了360度的北京全景观景平台，建成后将成为世界上最高的公众观光平台，简洁大气的空间氛围营造，可以让普通市民一睹北京作为世界知名的历史文化古都的独特风采。

BIM在结构设计中的典型应用

整个塔楼呈中部明显收腰的造型处理，而这种处理方式也对塔楼的结构体系产生了重要影响，为了能够对结构体系和结构构件进行精确的建筑描述，特为"中国尊"量身定制了几何控制系统。几何控制系统控制了塔楼的整个结构体系造型需求，同时也对建筑幕墙及其它维护体系进行了精确描述。几何控制系统是以最初的建筑造型原型抽离出典型控制截面，以这些截面为放样路径，将经过精确描述的几何空间弧线进行放样，由此产生基础控制面。以基础控制面为基准，分别控制产生巨柱、斜撑、腰桁架、组合楼面等结构构件，进而产生整个结构体系。以这种方式产生的结构体系，是在建筑师和结构工程师密切配合下进行的，充分满足了建筑的造型需求，同时也实现了结构安全所需要的全部条件，为"中国尊"的项目设计与建设提供了最重要的技术保障。