世界第二高樓——上海中心大廈的部分空間已進入運營階段，成為上海的一個新地標。這座高達632米的大樓有哪些科技亮點？近日，記者走進大樓，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)促進中心制作了17張科普圖，讓讀者對這些科技亮點一目了然。
BIM糾錯能力遠超資深設(shè)計師
葛清介紹，在上海市科委支持下，他帶領(lǐng)團隊從2008年起開展了“BIM全生命周期”項目研發(fā)，將BIM技術(shù)應(yīng)用于大廈的設(shè)計、施工、運維，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、施工乃至后期運維帶來了很大便利。利用BIM技術(shù)，項目研發(fā)人員提前發(fā)現(xiàn)并解決的碰撞點超過10萬個，按單個碰撞點平均單價1000元左右計算，保守估計可節(jié)約費用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。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?？梢娫谠O(shè)計糾錯方面，計算機比人厲害得多。
以往在世界范圍內(nèi)，BIM很少用于大樓運維和災害應(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)急預案，三維虛擬模型讓疏散路線的設(shè)計更為直觀、準確，從而更有效地引導人們進入穿梭電梯?？蓜e以為高樓遇到火警時，不能進電梯。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。這個重達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，風速比地面大5—6級。風速較大時，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——制造比例模型，進行包括小試、中試在內(nèi)的對比試驗。經(jīng)過反復計算、討論和摸索，技術(shù)團隊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?，成為了上海的新景觀。質(zhì)量塊和吊索構(gòu)成一個巨型復擺，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準，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)展有限公司機電副總監(jiān)陳暉介紹，大樓內(nèi)有近5萬個能源信息點，每個信息點上都裝有電壓、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)量就處于實時監(jiān)控狀態(tài)，并實現(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的用電情況，對超標的信息點進行檢查、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力發(fā)電機。站在121層觀光平臺上，記者抬頭朝上面的玻璃幕墻望去，依稀見到了這些風機的身影。王振華高級工程師說，大廈裝有270臺風機，每臺功率為500瓦，預計每年總共發(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
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