17張圖看懂上海中心大廈的科技亮點(diǎn)

世界第二高樓——上海中心大廈的部分空間已進(jìn)入運(yùn)營階段，成為上海的一個新地標(biāo)。這座高達(dá)632米的大樓有哪些科技亮點(diǎn)？近日，記者走進(jìn)大樓，聽上海中心大廈建設(shè)發(fā)展有限公司總工程師葛清等專家做了介紹。上海新能源科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)促進(jìn)中心制作了17張科普圖，讓讀者對這些科技亮點(diǎn)一目了然。

BIM糾錯能力遠(yuǎn)超資深設(shè)計師

葛清介紹，在上海市科委支持下，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從2008年起開展了“BIM全生命周期”項(xiàng)目研發(fā)，將BIM技術(shù)應(yīng)用于大廈的設(shè)計、施工、運(yùn)維，貫穿“上海中心”建設(shè)的整個生命周期。BIM的意思是建筑信息模型，即通過數(shù)字化技術(shù)，用計算機(jī)軟件建立虛擬的三維建筑模型。上海中心大廈的三維虛擬模型問世后，給設(shè)計、施工乃至后期運(yùn)維帶來了很大便利。利用BIM技術(shù)，項(xiàng)目研發(fā)人員提前發(fā)現(xiàn)并解決的碰撞點(diǎn)超過10萬個，按單個碰撞點(diǎn)平均單價1000元左右計算，保守估計可節(jié)約費(fèi)用1億元以上。例如在設(shè)計大廈幕墻時，一名外國資深幕墻設(shè)計師看了圖紙后，指出有10多個錯誤點(diǎn)。把這張圖紙輸入BIM系統(tǒng)后，后者發(fā)現(xiàn)了100多個錯誤多。可見在設(shè)計糾錯方面，計算機(jī)比人厲害得多。

以往在世界范圍內(nèi)，BIM很少用于大樓運(yùn)維和災(zāi)害應(yīng)急。而在上海中心大廈，這種系統(tǒng)至今仍在發(fā)揮作用。在消防疏散方面，工作人員可利用BIM制訂應(yīng)急預(yù)案，三維虛擬模型讓疏散路線的設(shè)計更為直觀、準(zhǔn)確，從而更有效地引導(dǎo)人們進(jìn)入穿梭電梯?？蓜e以為高樓遇到火警時，不能進(jìn)電梯。葛清說，他們在大廈的各個區(qū)段都設(shè)計并安裝了穿梭電梯，可以把人們安全輸送到大廈避難層（共有8個）和地面。

電渦流阻尼器實(shí)現(xiàn)“世界首創(chuàng)”

126層的調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，也是上海中心大廈的一大亮點(diǎn)。這個重達(dá)1000噸的質(zhì)量塊，由12根長25米的鋼索吊住，是世界首創(chuàng)的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器。上海中心大廈建設(shè)發(fā)展有限公司結(jié)構(gòu)技術(shù)總監(jiān)宋偉寧介紹，超高層建筑的高層區(qū)域，風(fēng)速比地面大5—6級。風(fēng)速較大時，建筑會產(chǎn)生晃動，使人有眩暈的感覺。地震也會讓大樓產(chǎn)生晃動。為此，許多超高層建筑裝有調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，以控制風(fēng)致振動。在方案設(shè)計階段，他們研究了環(huán)球金融中心、臺北101等世界上多個超高層建筑的阻尼器技術(shù)，認(rèn)為主動式、半主動式阻尼器需要長期供電，能耗較高，因此選用被動式方案，并大膽選用上海材料研究所研發(fā)的電渦流阻尼系統(tǒng)，在國際上首次將電磁原理引入高樓阻尼器。

在市科委立項(xiàng)支持下，上海材料研究所完成了傳統(tǒng)阻尼系統(tǒng)與電渦流阻尼系統(tǒng)兩套方案的試驗(yàn)——制造比例模型，進(jìn)行包括小試、中試在內(nèi)的對比試驗(yàn)。經(jīng)過反復(fù)計算、討論和摸索，技術(shù)團(tuán)隊(duì)研制出在多個性能上優(yōu)于傳統(tǒng)阻尼系統(tǒng)的擺式電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器，并申請了發(fā)明專利。

如今，豎立著雕塑“上?；垩邸钡淖枘崞鳎蔀榱松虾５男戮坝^。質(zhì)量塊和吊索構(gòu)成一個巨型復(fù)擺，它與建筑主體結(jié)構(gòu)的共振，能消減大樓晃動。不久的將來，這一樓層將成為世界上最高的音樂廳。上海中心大廈建設(shè)發(fā)展有限公司按照頂級音樂廳標(biāo)準(zhǔn)，在距樓面1.7米、3.5米、4.5米處安裝了240個喇叭，計劃3個月后舉行試聽音樂會。

近5萬個信息點(diǎn)監(jiān)控用電情況

“上海中心”的智能能源網(wǎng)，在全球超高層建筑中也處于領(lǐng)先水平。上海中心大廈建設(shè)發(fā)展有限公司機(jī)電副總監(jiān)陳暉介紹，大樓內(nèi)有近5萬個能源信息點(diǎn)，每個信息點(diǎn)上都裝有電壓、電流傳感器，將采集到的數(shù)據(jù)上傳至統(tǒng)一管理平臺，每秒上傳數(shù)據(jù)有數(shù)千個之多。這樣一來，整幢大樓各個地方的用電質(zhì)量就處于實(shí)時監(jiān)控狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)了平臺化集中式管理。每天、每周和每月，平臺都可出具分析報告，讓管理人員掌握各個信息點(diǎn)的用電情況，對超標(biāo)的信息點(diǎn)進(jìn)行檢查、優(yōu)化。

在大樓用電中，有一小部分是“綠電”，它們來自屋頂外幕墻上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。站在121層觀光平臺上，記者抬頭朝上面的玻璃幕墻望去，依稀見到了這些風(fēng)機(jī)的身影。王振華高級工程師說，大廈裝有270臺風(fēng)機(jī)，每臺功率為500瓦，預(yù)計每年總共發(fā)電118.9萬度。這些電用于大樓的泛光照明，有顯著的節(jié)能效果。

題圖來源：網(wǎng)絡(luò) 圖片編輯：徐佳敏