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海口塔BIM应用——从立面到结构

来源: BIM中国网

受访者 / 马蒂亚斯·拉森(Matthias Lassen),海口塔项目负责人
采访 / 孙思瑶

"HENNARCHITEKTEN"自1979年起在慕尼黑设立了总部并在柏林、北京和上海成立了分部。其业务集中在总体规划、研究及创新基地、办公大楼、大学院校和工商业建筑,以及企业建筑和主题公园方面的项目。目前有170名规划与建筑师、工程师、技师,还有其他行政管理员工,共计约330人为HENN ARCHITEKTEN工作,整体规模在德国同行业当中位居第二。


顶部莲花造型

造型概念:莲花和佛手

从平面上看,每一个塔都与开放的莲花暗合。每一栋楼越低,莲花越紧闭,最高的一栋楼的顶层是一个完全开放的莲花。这个项目获胜的另一个原因是设计者从佛手的概念发展了城市规划方案,十个高楼像两只佛手一样张开,形成城市中间的标志性建筑。尝试发现当地的因素,和传统的文化建立联系,创造出一个强烈的意向,成为海口当地象征性的地标。

立面参数

建筑高达428m,需要表皮充满智能又能灵活运用。主要要求立面系统能具体回应建筑朝向面临的各种日照条件。设计者提出的立面方案,通过一套镶板单元体系实现了这一点。这种体系由两部分组成:不透光的窗间墙板位于上部,遮挡阳光;透明的玻璃则在下部。不透光的窗间镶板同时为降低制冷负荷和南立面光电覆层能源采集提供了外遮阳。低处的透明玻璃则最大程度地做到了利用日光。立面每个单元的分划均便于折叠收放。从北面到南面,从底部到顶部,折叠的角度随不同的遮阳要求而变化。随着角度的递增,北立面上处于平直状态的单元,可以平滑过渡到南立面上最大的30°角。持续嬗变的立面与塔楼的巨型结构和谐一体。

海口塔详细介绍

海口("海之门户")是一座中国南方的城市,位于海南岛北侧海滨,南渡河口之上。建城史最早溯至唐朝(618—907年)。海口是海南最大的城市。海口塔所在的D15号地块,位于海口CBD新区的英山新城中心。

2011年,就开发中央商务区,举办了国际竞赛。HENN建筑师事务所与IPPR国际工程集团联手折桂,另由奥雅纳公司(ARUP)担任结构工程方面的顾问,负责塔楼的基核与外壳式超结构。方案主要由一座高塔与分立其东西两侧的两座裙房组成。塔楼地上部分总计94层,地上高度428m。酒店的"天空之廊"在69层,与底下楼层附带的酒店功能一起成为项目最耀眼的特色。这一位于67层到72层之间的多层区域不止是酒店客人和社会参观者的集散和娱乐前区,也是一个结构性的过渡空间,从外部的壳体到内核结构经其过渡到内部的斜交网格系统。这一变化更因斜交的巨柱而充满了戏剧性的舞台气氛:巨柱凌驾过多层的空间吹拔,直贯内部的斜交网格,再一路上行,围出20层高的酒店内部中庭,直至视角的巅峰——举头见碧空。多样的酒店功能,如休息厅、饭店、酒吧,连同泳池、温泉浴均布置在"天空之廊"的近傍,为酒店住客提供了更广泛的服务。

酒店电梯:尽职尽责的酒店专线电梯会将客人从底层大堂直接送达"天空之廊"的酒店柱接待区,然后区间电梯服务于酒店客房层和66层上的泳池/温泉浴区。两部酒店货梯可将货物(从负一层的卸货区)在员工区域与BOH中转层(64层)之间往返。64层往上,有四部区间BOH电梯可用,但这些电梯也同样支持建筑顶部观光层的使用。另外,两部货梯/消防梯服务于整个楼层,在地下和地上的每层可停,可用物业管理协作,最终同样服务于酒店。

功能策划

办公区:国际A级标准,可长期经营,是经济环保的办公建筑。9~31层(终版7~31层);SOHO区:高水准SOHO办公区,形象优秀,造价实惠,利于销售,便于物业管理。3~58层;酒店:五星级暨国际品牌酒店,59~91层(另有功能区分布在地下层和地面层),裙房:符合塔楼及酒店裙房的标准,潜在功能包含舞厅、高档专卖店及其他支持性的商贸设施,地下部分:发车与卸货区、机电用房,和1900个车位左右的停车区及自行车停放区。

自下而上变化的结构
设计者希望将结构的戏剧性变化完全展示给人们,使人们体验到一种活力,巨大的荷载从天而降,在头顶上转换下来,结构、建筑等都结合到了一起。BIM模型是能用简单纯粹的方式处理这样一个复杂结构的唯一方法。

结构变化:在顶层是一个菱形状交织的结构,结构负荷从顶层下来;然后在100m处转换,转换到只有8个柱子;到达下层,结构位于建筑的外皮附近。结构经过一个从外向内,然后又向外转换的过程。正因如此,结构核心在建筑的底层必须处于中心,而到达顶部,结构得以由核心分开两部分。整体结构为复合结构,主要是钢结构由混凝土填充,利用了两种材料的优势。

在功能上,结构在中庭上形成了新的框景,从上至下是酒店、SOHO办公、普通办公,每隔几层会有一个结构构造带连接上下层。在建筑的底层并不需要很开敞的空间,在上部会需要开阔的视野。结构从上到下、从内到外的变化,带来了功能上的灵活性,而中庭的顶部就是天空,顶部大堂是一个公共平台,人们在这里享受香槟美酒以及海南特有的岛屿大海风光,也可以供婚礼租用。

BIM模型的应用

每16层的中间为技术转换层,设计者用BIM模型做出了MVP设备、结构的模型,提供上下层的设备管道、电、水等信息,这样的设计也在结构上为整个建筑加固。在结构上为整个建筑加固。为使建筑、结构、设备系统彼此协调,互不冲突,BIM模型发挥了巨大的作用。这在高层建筑中是一个很重要的部分。在局部应用Revit是很有效的,Revit不善于将所有信息都整合在一个模型中,我们会将水、电、设备等分别建立模型,再整合到一起,制作一个动画,使得甲方能真正体会建筑的情况。

设计者先采用programme配置建筑的形体和功能,然后采用了catia软件进行立面设计,加上之后的Revit、Rhino、Grasshopper的模型,最后会合成一个3D的Rhino模型。然后设计者会把这个3D模型切割成不同部分的模型,将其转化成Autocad二维模型及图纸。传统做建筑的方式是将2D模型转化成3D模型,然后转化成Catia模型。由于立面的变化,每一层都会变化,设计者做海口塔的方式首先是形体,然后是切割平面。

BIM与立面设计

一年中能量的交换是设计者设计立面的主要参数,在模型中设计者计算出哪一个面会有更多的能量,比如南面会比北面有更多的能量负荷。海南位于北半球的南部,夏天太阳甚至会从北面照射,有时它的北面会比南面获得更多的阳光。最终的结果是,建筑的立面模型根据多少能量进入建筑而确定,每一个立面元素都有不同的形式。投射的阳光越多,遮阳板越长,遮阳量越大,遮阳角度越大。另外,在立面上竖向的薄片也是一个遮阳构件,它们也会起到作用。这些遮阳构件减小了室内的制冷,节省能源。这些遮阳构件构成特别的、复杂的立面,没有参数化模型是无法做到的,这个模型也会在每个设计阶段发挥作用,对于立面承包商、设备承包商以及结构承包商都是如此。

 


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