莊葵/ZHUANG Kui

面向多元協(xié)作的設(shè)計管理

在一座歷史不到30年的城市建設(shè)巨型高層建筑意味著一個“世界性”的工程。對于平安金融中心而言，不僅建筑的高度是世界級的（593m），參與設(shè)計顧問的30多家專業(yè)機構(gòu)也是世界級的，包括建筑、結(jié)構(gòu)、機電、BIM、室內(nèi)、景觀、幕墻、照明、標識、防雷設(shè)計，以及在商業(yè)策劃、地下交通、電梯、消防、聲學、物業(yè)管理、發(fā)電機排煙、地下室防水、 擦窗機、抗震阻尼、風洞試驗、可持續(xù)設(shè)計、LEED認證以及更多的專項顧問公司，不同的團隊來自多個國家和地區(qū)，可謂一次真正意義的“世界合作”。

在這樣一個復雜工程的協(xié)作進程中，CCDI作為承擔落地最大責任的建筑綜合設(shè)計機構(gòu)，協(xié)同業(yè)主一起對項目建造的全程各節(jié)點進行著管控和工程技術(shù)服務(wù)。在2008年10月- 2010年12月的主要設(shè)計和出圖階段，主體建筑各專業(yè)施工圖出圖總量多達4000張，而在當時，CCDI的服務(wù)周期其實僅僅完成了1/4。在2011年之后的全面施工配合階段，設(shè)計管理涉及的服務(wù)內(nèi)容包括技術(shù)交底、圖紙答疑、現(xiàn)場技術(shù)協(xié)調(diào)、各種專項設(shè)計深化技術(shù)確認（鋼結(jié)構(gòu)、幕墻、電梯等）、設(shè)計變更以及變更設(shè)計的修改配合、施工組織方案協(xié)調(diào)配合、后期運營管理預案評估協(xié)調(diào)配合，以及每周的現(xiàn)場例會和專題論證會，直到2016年整座建筑竣工落成，至今已運營近兩年，取得了良好的社會反饋。

這座巨型高塔，驗證著深圳這座富于進取精神的南方城市正在面臨著非常重要的身份轉(zhuǎn)型：從中國改革開放的試驗地，到世界一線城市的設(shè)計之都和科技之都。它既是一家大型保險金融集團自身發(fā)展對辦公空間的需求，也反映著深圳與世界的鏡像關(guān)系。

1 總平面

建筑形態(tài)和幕墻材料的深化

深圳平安金融中心項目位于深圳市福田區(qū)01號地塊，益田路與福華路交匯處西南角。項目地塊西側(cè)與低密度購物公園Coco Park相鄰，其間以中心二路相隔。項目東南相望是深圳市最大型的會議展覽設(shè)施——深圳會展中心。場地南北長約175m，東西方向進深約88～133m，項目總用地面積為18,929m2。根據(jù)規(guī)劃要求，建筑容積率控制在20左右，建筑覆蓋率不大于60%，建筑高度可突破500m以上。

平安金融中心的建筑意象可以呼喚著對早期經(jīng)典摩天大樓的記憶：古典的輪廓、對稱的造型、高聳的比例、豎向石材肌理以及長長的塔尖象征著為城市未來的無限期望。建筑在底部較為舒展，塔樓隨著細長的塔尖慢慢升高，最終達到海拔593m的高度。一氣呵成的氣勢在高塔尖端達到極致并繼續(xù)沖向云宵，代表了深圳這個城市積極向上的意志。塔樓底部被“鎖定”于城市肌理規(guī)則的街道網(wǎng)格內(nèi)。當塔樓升高并且超出街道網(wǎng)格的限定范圍時，塔樓特別打開4個角部與城市網(wǎng)格呈45°的視野。這種從城市網(wǎng)格軸線到視野軸線的轉(zhuǎn)換形成了強烈的對比，給人帶來耳目一新的躍升感。

2 平安金融中心在深圳CBD天際線中的位置

建筑立面由玻璃、金屬與石材組成。立面力圖實現(xiàn)優(yōu)雅而又實用。立面的整體性確保大部分建筑元素都可在當?shù)孬@得并進行加工制作，并可在現(xiàn)場快速而安全地安裝，以減少建造立面所需要的時間與能源。非石材的透明部分與窗檻墻部分使用相匹配的低輻射鍍膜夾層玻璃，以最大程度減少反射與眩光，同時提供足夠的遮蔭系數(shù)與保溫夾層。利用最密實的幕墻系統(tǒng)可大幅降低塔樓的能耗。窗檻墻部分在背后附加夾層以提高幕墻整體的保溫性能。按照地方與國家規(guī)范要求，所有的玻璃都需進行夾膠或鋼化處理以確保安全。

外部和內(nèi)部交通關(guān)系深化

在城市交通的深化設(shè)計上，連通大堂的首層入口匯集基地周邊各種交通模式產(chǎn)生的人流：車行、人行與軌道交通。在基地西北隅，人流主要來自鄰近地塊及地鐵出口，并經(jīng)過巨大的雨棚與巨柱間寬敞通透的玻璃入口進入3層通高的大堂。在基地東隅，落客人流將通過兩層高的入口雨棚沿塔樓雙層電梯廳的中心軸線進入辦公大堂。其他通往辦公大堂和商業(yè)中庭的入口位于地下一層，并于此處設(shè)置開敞地下廣場，實現(xiàn)項目的地下商業(yè)與鄰近地塊Coco Park商業(yè)庭院及地鐵商業(yè)廣場的鏈接。項目于地下一層亦提供一處出租車上下客，以優(yōu)化配合大量的人流到達與離開。

在建筑內(nèi)部豎向交通的深化設(shè)計上，高效高容的電梯系統(tǒng)，經(jīng)過效率極佳的正方形“九宮格”核心筒清晰地組織，服務(wù)塔樓地上8個分區(qū)與地下2個分區(qū)的客流運送。垂直交通在雙首層大堂內(nèi)被劃分，始發(fā)層設(shè)置于此區(qū)內(nèi)電梯且都是雙層轎廂電梯將分別服務(wù)奇數(shù)層與偶數(shù)層。 服務(wù)1～3區(qū)的區(qū)內(nèi)電梯的始發(fā)層位于首層辦公大堂，而4～7區(qū)的區(qū)內(nèi)電梯可經(jīng)由直達51/52層與83/84 層兩個空中大堂的穿梭電梯搭乘。更有始發(fā)于首層辦公大堂服務(wù)8區(qū)與觀光層的專用直達高速電梯。通過上述設(shè)計的高效塔樓電梯系統(tǒng)，客戶僅需一次轉(zhuǎn)換即可從首層大堂到達塔樓的任一樓層。

3 平安金融中心重新定義了深圳核心區(qū)的都市景觀

4 平安金融中心成為深圳福田CBD的制高點

巨型結(jié)構(gòu)體系的專項優(yōu)化

作為巨型高層建筑，平安大廈的結(jié)構(gòu)體系必須清晰、高效。主體工程由5層地下庫，10層裙房及115層塔樓（含裙房10層）組成。塔樓結(jié)構(gòu)采用巨型斜撐框架、型鋼混凝土筒體、鋼伸臂桁架結(jié)構(gòu)，以抵抗地震和臺風荷載。其中，巨型斜撐框架由8個巨型柱（底部巨柱截面達到6.5m×3.2m）、鋼巨型斜撐、8道空間鋼帶狀桁架組成；型鋼混凝土筒體12層以下為鋼板混凝土剪力墻筒體，12層以上為型鋼混凝土剪力墻筒體；鋼伸臂桁架由4道位于設(shè)備層的鋼桁架組成。次結(jié)構(gòu)由位于帶狀桁架與巨柱間的H型鋼柱、梁組成，主要承受重力荷載。

在完成抗震審查及初步設(shè)計出圖后， 結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定，對結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性又有了要求。經(jīng)結(jié)構(gòu)工程師的精細分析和設(shè)計， 從結(jié)構(gòu)類型、連接形式到每根構(gòu)件的驗算，大大優(yōu)化了鋼材用量，統(tǒng)計施工圖設(shè)計的理論用鋼量約86,040t， 與初步設(shè)計相比， 節(jié)省用鋼量34,258t，占初步設(shè)計用鋼量的28%，主要措施有： 栓接改為焊接， 節(jié)約了連接板、螺栓； 商業(yè)附屬樓由鋼結(jié)構(gòu)改為混凝土結(jié)構(gòu)； 主塔樓鋼結(jié)構(gòu)截面優(yōu)化等等。

為了確保這座巨型高塔的絕對安全，平安北塔的結(jié)構(gòu)工程技術(shù)進一步體現(xiàn)在“超高層的風致響應(yīng)研究”“罕遇地震彈塑性時程分析”“結(jié)構(gòu)抗連續(xù)性倒塌分析”3個方面。

（1）結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)深圳氣象臺35年逐時近地風記錄、近地面層及高層處的臺風模擬，采用剛性模型高頻測力天平技術(shù)及氣動彈性模型進行風洞試驗。風洞試驗研究表明，平安北塔所采用的沿高度向上逐漸縮小及在建筑物四角不斷變化體形與截面，能夠有效地減小由漩渦脫落所引起的橫風向風振，減小了作用在建筑物上的風荷載。

（2）結(jié)構(gòu)工程師采用動力彈塑性分析方法進行地震工程的時程分析。本工程在7組罕遇地震波作用下結(jié)構(gòu)最大層間位移角1/177，小于規(guī)范1/100的層間位移角限值，滿足“大震不倒”的基本要求。巨型框架作為主要受力構(gòu)件能夠提供足夠的抗震承載力。

5 一層平面

6 建筑結(jié)構(gòu)豎向設(shè)計圖

7 第九十九層平面

8 核心筒結(jié)構(gòu)軸測

9 巨型桁架結(jié)構(gòu)軸測

（3）針對結(jié)構(gòu)非常規(guī)性破壞引起的連續(xù)性倒塌（Progressive Collapse），本工程分析了第50層的一根重力柱失效、48～50層之間的周邊桁架的斜桿失效、48～50層之間的周邊桁架整體失效等情況，分析結(jié)果表明結(jié)構(gòu)不會因為局部構(gòu)件破壞、失效而引起大范圍連續(xù)倒塌。整體結(jié)構(gòu)具有較高的抵抗連續(xù)倒塌的能力。

充分考慮施工和運營的可行性

項目的設(shè)計和施工期間，正是國內(nèi)超高層建筑快速發(fā)展的幾年，也趕上國內(nèi)設(shè)計技術(shù)規(guī)范的補充和完善。例如，結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范和消防設(shè)計規(guī)范均在過去5年中有過不斷的調(diào)整，在確保工程進度、施工和未來運營的可行性的前提下，CCDI的設(shè)計管理團隊在現(xiàn)場大量增加了施工方、供應(yīng)方的技術(shù)確認環(huán)節(jié)。

10 2015年年底的塔尖施工狀況

在與主體設(shè)計相關(guān)專業(yè)互相提條件并確認的過程中，在滿足現(xiàn)場施工進度、設(shè)備采購排產(chǎn)加工進度的要求下，在需要熟悉工藝流程、產(chǎn)品特性，多項工作并行下的輕重緩急排序以及認真嚴謹?shù)确矫娑继岢隽艘?。專項設(shè)計和二次深化在平安金融中心的全程設(shè)計管理中是非常重要的內(nèi)容，盡管在技術(shù)責任與合約界面上也不完全對應(yīng)，但業(yè)主還是要求CCDI項目團隊對現(xiàn)場所有出現(xiàn)的深化設(shè)計提供技術(shù)審核和確認， 從鋼結(jié)構(gòu)深化加工圖、電扶梯排產(chǎn)加工圖、機房設(shè)備設(shè)施安裝圖、機電管線深化設(shè)計圖，以及所有室內(nèi)設(shè)計、景觀設(shè)計圖等等數(shù)10項深化設(shè)計圖紙的審核及確認。面對大量的深化設(shè)計審核與確認，明確主體設(shè)計與專項設(shè)計、深化設(shè)計的責任界面工作要求尤為重要。在深化設(shè)計確認前， 項目團隊有針對性的提前整理出對提交深化設(shè)計成果要求及審核重點。比如鋼結(jié)構(gòu)深化審核工作量大，審核過程中為節(jié)省審核時間、保證工期， 結(jié)構(gòu)工程師先獨立三維建模，與深化設(shè)計單位的模型重疊，審核構(gòu)件截面尺寸是否與設(shè)計相符，大大增加了效率，最后再核對細部的構(gòu)造做法， 確保加工圖紙正確性。

在主體結(jié)構(gòu)施工的1年后，機電總承包方才進場，對當時已施工的且是機房設(shè)備管線最多的地下室、塔樓核心筒內(nèi)的設(shè)備管線預留、預埋帶來難題。雖然現(xiàn)場管理要求地下室每往下一樓層施工前，項目團隊必須先完成該樓層管線綜合的復核， 但畢竟設(shè)計方不了解未來施工方的施工組織和工序安排。現(xiàn)場施工作業(yè)管線與土建結(jié)構(gòu)之間也是一個高難度的協(xié)同協(xié)調(diào)問題。同樣還有塔樓出地面后與外幕墻安裝方進場前的銜接， 無法準確對樓板預埋件位置的確認時，皆增加了項目團隊對應(yīng)現(xiàn)場施工進度和技術(shù)支持的難度。機電管線中最容易起沖突的空調(diào)風管、水管與消防水管、強電橋架分屬兩個總承包方，各自因工程進度的壓力經(jīng)常出現(xiàn)現(xiàn)場需要協(xié)調(diào)的問題。

11 建筑幕墻細節(jié)

而在大型設(shè)備安裝、分部分項工程上，業(yè)主多采用了多標段承包商、多供應(yīng)商的模式。比如鋼結(jié)構(gòu)加工3家供應(yīng)商和1個吊裝單位，電扶梯系統(tǒng)4家供應(yīng)安裝商， 弱電報警系統(tǒng)也分高低區(qū)兩個標段兩家供應(yīng)安裝商， 室內(nèi)裝修工程更是隨著業(yè)主不同的功能定位同時進行了7個標段的分拆。每一家供應(yīng)安裝商都有其技術(shù)標準和操作流程，技術(shù)人員配備不盡一致，提交的深化設(shè)計成果，在表達方式、工作方法、成果質(zhì)量等都有很大不同，出現(xiàn)的現(xiàn)場問題沒有同一性規(guī)律。項目團隊在審核確認過程中要不斷地適應(yīng)和調(diào)整審核的重點和要求，同時當深化設(shè)計單位變化時，會總結(jié)上一家圖紙的經(jīng)驗教訓，提前溝通給下一家深化設(shè)計單位以落實以往審核成果，避免下一家深化設(shè)計單位重復錯誤，確保加工圖紙的質(zhì)量，加快深化圖紙進度確認?！?/p>

12 建筑幕墻細節(jié)

13 平安金融中心辦公區(qū)主入口

14 一層電梯大堂

項目信息

項目名稱：深圳平安金融中心

客戶名稱：中國平安保險（集團）有限公司

項目地點：深圳市福田區(qū)益田路

設(shè)計時間：2009年

竣工時間：2016年

場地面積：18,900m2

建筑面積：460,700m2（其中計容建筑面積為388,700m2）容積率：20.5

建筑高度：593m

建筑層數(shù)：118層（自然層）

結(jié)構(gòu)形式：外伸臂混合結(jié)構(gòu)（Hybrid System with Soft Outriggers）

建筑方案設(shè)計：KPF（美國）

建筑/結(jié)構(gòu)/機電設(shè)計：CCDI 悉地國際

CCDI 設(shè)計總負責：莊葵、謝芳

室內(nèi)設(shè)計： KPF（辦公）、Benoy（商業(yè)）

結(jié)構(gòu)工程：Thornton Tomasetti

機電工程：JRP

垂直通道：JRP + Fortune Consultants

景觀設(shè)計：AECOM

可持續(xù)設(shè)計：ARUP

風力設(shè)計：RWDI

交通設(shè)計：MVA

照明設(shè)計：Lighting Planners Associates

幕墻設(shè)計：ALT

標識設(shè)計：Duttonbray Design

聲學：Westwood Hong Associates

15 通過藝術(shù)品來激發(fā)建筑的過渡空間

16 辦公區(qū)與商業(yè)區(qū)的連接空間（1-16圖片來源：悉地國際/CCDI）