上海国资记者 王铮
在5年的建设期内，参与上海中心建设的企业达到数百家，上海中心实际上成为了外资、民资、国资的融合平台
投资额148亿元,高度632米,建筑面积57.5万平米,可同时容纳3-4万人的经营活动，这就是未来的中国地标,世界超高层建筑史上新的里程碑——上海中心。
地处浦东陆家嘴金融贸易区的上海中心,其主体结构将于一个月后封顶。自2008年11月打下第一根桩后,5年时间,这座超级摩天大楼经历了什么？它究竟如何缔造了传奇？
重新定义超高层建筑
相当于1.5个环球金融中心,2个金茂大厦,这是上海中心2015年全面竣工后的体量。
但体量和高度远不是上海中心令人瞩目的地方。其在设计规划与建筑施工过程中的科技含量,足以在建筑领域带来多场革命性的变革。比如,上海中心是在中国软土地基基础上建造的第一个85万吨的单体,也是中国超高层第一次运用14万平方米的柔性幕墙,亦是国内首个成功运用BIM（建筑信息模型）技术的超级工程。
“上海中心并不是简单地复制一座更高的高楼,我们要真正实现的，是一个伟大城市需要的一幢伟大的建筑。”上海中心大厦建设发展有限公司董事长孔庆伟表示。
据了解,上海中心由4个概念组成,集垂直社区、绿色社区、智慧社区和文化社区为一体。
所谓垂直社区,即指上海中心从水平方向看,相当于一个成熟的城市。其大楼内拥有9个街区,21个空中大堂,每个街区集办公、餐饮、购物、酒店、会议、展示、娱乐等各种功能。
不仅如此,上海中心目前已同时获得国家住房和城乡建设部的“三星级绿色建筑设计标识证书”和美国绿色建筑委员会颁发的LEED金级预认证。这是国内超高层首获双认证的摩天大楼。
“创建绿色建筑,我们的投资要增加3%—5%,但运营的能耗将降低20%左右。上海中心从一开始追求的就不是高度。”上海中心大厦建设发展公司总经理顾建平对《上海国资》介绍。
智慧社区则指上海中心将充分应用互联网、物联网和云计算技术,综合网络、光纤、ICT和RFID技术的基础设施,形成处理海量信息和智能过滤的综合能力。此外,上海中心还计划提升自身品质,打造文化社区,未来将引进大型文化设施,如观复博物馆合台湾诚品生活已与上海中心签订意向书。
上海中心正在重新定义超高层建筑的内涵。
超级工程
20年前,上海就已规划要建设上海中心。
1993年12月,时逢浦东大开发。上海市政府批复《上海陆家嘴中心区规划设计方案》,明确上海中心将与金茂大厦、环球金融中心等组成超高层建筑群,形成小陆家嘴中心区的制高点区域。
经过10多年发展,金茂大厦、环球金融中心两座摩天高楼相继建成。于是，2006年4月,上海市政府专题会议明确,由上海市城投总公司负责上海中心项目建筑概念方案征集和深化研究工作。
当年6月,上海城投向全球发出上海中心项目方案征集书。很快,上海城投收到了来自全球10家建筑设计事务所设计的19个方案。2007年8月,正式启动上海中心建设。当年年底,项目公司——注册资本54亿元的上海中心大厦建设发展有限公司正式成立,由上海城投、陆家嘴股份公司、上海建工共同出资组建。其中,上海城投以现金出资,占股51%。陆家嘴公司则以土地出资,占股45%,上海建工占股4%。组建后的“上海中心”公司全面负责上海中心的建设、运营及管理工作。
2008年4月,设计方案最终确定。当年11月,这项超级工程正式开工建设。
上海中心最终采纳的设计方案堪称世界一流,几乎集中了超高层建筑所有的智慧和创新,高标准的设计、复杂的结构、完善的功能和绿色的创意倡导让业内为之瞠目。事实上,在软土地基上建造一座普通的重达85万吨的单体建筑已经极为不易,何况要达到如此复杂的目标？
“我们不得不面对挑战,而且是世界上没有先例的挑战。比如如何安装建造柔性玻璃幕墙？如何在周围高楼林立限制繁多的成熟商务区打桩施工？基坑和大底板浇注如何进行？”上海建工集团副总裁、上海中心工程总指挥房庆强表示。
问题最终被一个一个地解决,尽管其技术难度、耗费的时间和精力常人难以想象。事实上,类似的国内乃至全球首次尝试某项技术的创新,已充盈于上海中心建设的每个角落。
上海中心的幕墙工程，或可让外界一窥全豹。此项工程是其代表作之一,难度之大、标准之高为业界公认,被谓为世界顶级幕墙工程。“技术含量最高、绿色效应最强,难度系数最高。”葛清如是评价。
上海中心采用的是双层玻璃幕墙。就象玻璃热水瓶胆一样,双层玻璃幕墙之间的空腔成为一个温度缓冲区,阻隔室内直接和外界进行热交换,起到冬暖夏凉的作用,采暖和制冷的能耗比单层幕墙降低50%左右。
不过,这样的幕墙结构还从未出现在350米以上的超高层建筑中。
上海中心的建设者们决心一试。
一开始,外幕墙采用的是平滑式设计,即将玻璃装入有角的窗框中,并用旋转套管连接。
“用这种方法,由于上海中心旋转的外形,每块玻璃的4个点都不在一个平面上,很难控制变形,也很容易自爆。设计、加工、制作和安装的难度也很大。”“上海中心”公司总工程师葛清表示。
经过长时间优化设计,外幕墙采用了“层层退台式设计。”即其外型类似于台阶。特点是面积由底层向上逐渐减少,下层减少的建筑面积成为上层的一个大平台,可做空中花园使用。它便于制作和维护,且满足最小化玻璃反射对周围区域的影响,大大减少光污染。
不过,控制结构变形是上海中心幕墙最大的关键点。设计方案中玻璃幕墙需采用柔性玻璃,分区吊挂。
所谓柔性玻璃幕墙,通俗地说,玻璃幕墙可以在一定范围内轻微滑动。这样可以应对强风、温差、地震所引起的对主体结构的冲击。
但分区吊挂柔性幕墙系统要求滑移结构设计相当精巧。一开始,尽管经过反复论证和精确计算分析,设计的滑移支座还是容易卡壳,即发生障碍性滑移和自锁现象。国外专业公司对此亦束手无策。
围绕难题,上海中心联合结构、机械、材料、幕墙、加工安装等多个专业板块成立联合课题攻关小组,上海市建科院、同济大学联合世界减震工业巨头公司对支座的构造形式和整体功能、摩擦系数和耐久性等各项指标开展反复试验和优化方案,上海建工集团旗下上海机施公司具体负责幕墙支撑结构,他们对此进行了国产化技术研发,设计了可上下滑动、左右可轻微摆动的弹簧约束支座,并对支座群改造,设计出全新的垂直滑移支座,从根本上避免自锁。最终确保幕墙工程顺利施工。
玻璃幕墙工程尚且如此奇巧,遑论其基础工程打桩基和超级大底板浇注。
“世界上尚无软土地基上建造600米以上高度超高层建筑的先例,上海中心能够创造第一,最先要解决的关键性难题是桩基。而事实上,上海中心所处的地理位置,并不具备打桩条件。”上海建工集团总工程师龚剑表示。其具体原因是,金茂大厦和环球金融中心采用的钢管桩,质量可靠,确保承载力。但如上海中心按例采用,则大量超长钢管桩将对土地挤压,对邻近超高层建筑带来结构性破坏。另外,打桩产生的巨大震动和污染物排放,将严重影响周边运营和生活,亦将破坏周边地下管线和道路。
于是,上海中心首次采用“钻孔灌注桩”。这种方法是,通过机械在地基上钻孔,放入钢筋笼,最后灌注混凝土形成基桩,和打桩相比,这些工作几乎悄无声息。钻孔灌注桩目前是一种成熟的绿色桩基施工技术,相对于钢管桩,上海中心的桩基建设成本至少节约2亿元,施工周期也缩短了一半。
然而,上海中心仍碰到问题。其不能采用常规的钻孔灌注桩。“单桩的设计承载力在600吨左右,极限承载力不过800吨,经过计算,上海中心能布下的桩最多1000余根,每根桩的承载力至少要达到1000吨才能扛起近百万吨的楼体。”龚剑说。
上海中心工程师联合国内最顶尖的桩基研究和施工专家,经过多次实地试验,终于找到解决方法——后注浆。通俗地说,在常规的混凝土桩基半干后,进行高压注浆,浆液从侧面挤出,填充桩基的缝隙,压实桩侧的泥皮,提高单桩承载力2—3倍,极限承载力从800吨提升到3100吨。
事实上,在这个超级工程中，所蕴含的超级技术比比皆是。其超级大底板,是经过63小时连续作业,将直径121米,厚度6米,相当于两层楼高的底板一次性浇筑成功。
大胆与小心
尽管上海中心惯于大胆采用顶尖新技术,但其亦非常小心。这在采用BIM信息系统时尤为明显。
所谓BIM信息系统,即通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。目前是全球最先进的整合建筑信息的三维数字化新技术,是支持工程信息管理的工具。
越复杂的工程，越需要BIM系统。比如,通常情况下,建筑物钢结构要求加工企业预先拼装再现场安装。“如果在工厂内单个构件加工不能非常精密的话,在现场就没办法无缝结合。但我们的钢结构一个构件就几十吨,一个行架的钢结构就是1万多吨,加工厂很难预拼装,因为场地和起吊设备都很难满足要求。”顾建平介绍。
而运用BIM系统，就能解决这个难题。简单地说,BIM系统可以将预拼构件控制截面的实际测量坐标与提取的理论坐标进行比对,检验接口部位的实际间隙是否符合规范要求,若数据超出规范要求,可对超差部位进行整改,达到实体预拼装的效果。
当然,BIM系统的功能尚不限于此。它可以打破设计、建造、施工和运营之间的传统隔阂,实现项目各参与方之间的信息交流和共享。
但是否采用这个系统,“上海中心”公司上下足足讨论了一年。率先提出建议的是“上海中心”公司总工程师葛清。其于2007年接触BIM系统,当时上海中心尚处在方案设计当中。“上海中心的特点是超高、超大规模、超复杂,从工程技术管理上，用什么方式让它不会产生很多错误来保证这个大厦顺利进行？BIM会对我们有非常大的帮助。”葛清在一次论坛中表示。
这个建议得到了公司董事长孔庆伟等高层的支持。但为慎重起见,公司高层要求征询员工的意见。
“第一次介绍会，几乎都是质疑的。大家认为,从没见到这种系统的实际效果如何。更重要的是国内有现实的失败案例。”顾建平表示。
公司高层决定从失败案例入手,总结经验,论证该系统是否符合上海中心的实际。
他们发现,此前应用的失败,是因为输入数据的人并不直接接触实际的建筑施工环节,他们不知道每个输入数据的意义,那么极有可能输错,一旦输错,整个系统就毫无价值。
他们决定吸取教训,比如对于钢结构,其步骤是，前期的建筑设计人员先做一个模型,在施工阶段,设计模型与施工模型匹配,施工模型再与各个工种去匹配,于是,建筑模型一步接一步做,保证每个阶段的人都清楚每个数字的意义。直至最后,输入数据。
尽管如此,推广仍具相当难度。BIM系统的咨询费和软件费相当昂贵。在效果尚未有定论之时,深重的疑虑仍笼罩着“上海中心”公司的管理层。
此时,“上海中心”公司与美国欧特克公司达成一项颇为意外的协议,“双方签订一份零元合同,欧特克公司为上海中心提供BIM系统咨询和软件,上海中心使用该公司提供的BIM系统,帮助其在市场进行宣传推广。”顾建平介绍。
无论如何,BIM系统终于逐渐被理解接受。
2008年年底,在上海中心开工之初,公司即全面规划和实施BIM技术。“在项目策划阶段,从BIM项目管理、BIM技术应用两个方面着手做了大量准备工作。比如在项目管理上,建立了一整套BIM工作流程,BIM技术标准,以及BIM的制度和相关规范,并通过在正式的招投标合同内增加BIM技术要求环节,确保该系统贯彻于各个环节各个阶段。在技术应用方面,制定了BIM技术框架,在设计、施工、运营等不同阶段,应用不同的软件技术手段达到项目的不同要求,并要求应用系统管理平台,实现各部门数据的同步性。”葛清表示。
传统的建筑工程行业与新兴的信息技术结合,一开始让很多参建单位很不适应。上海中心在提供培训的同时，要求所有参建单位采用BIM系统，否则取消参建资格。
采用BIM系统的结果是,上海中心标准化的钢结构和精度在2毫米的玻璃幕墙安装工程一次性完成。“钢结构有近几万吨的钢材,没有一吨需要返工。”上海建工集团负责上海中心钢结构和幕墙工程总监杨志强表示。
未来，上海中心准备将BIM模型应用于上海中心的物业管理。即便过了20年,这个系统依然会保留设备的原始数据和档案,比如最早由谁生产,谁安装,用的是什么材料,更换的次数等。
显然,兼具大胆与谨慎,成为上海中心建设者的一大性格特征。这是必不可少的品质。因为上海中心的建设者还必须强势积聚全球优质资源方能成功。
整合全球资源
在5年的建设期内,参与上海中心建设的企业达到数百家,不仅有上海国企参与其中,还有大量的民营企业和外资公司，上海中心实际上成为了外资、民资、国资的融合平台。
比如工程采用的设计方案由美国的Gensler公司设计；工程总承包是上海建工集团；监理单位是上海市建科院；幕墙分包工程由沈阳远大、北京江河、武汉凌云共同完成；照明LED提供方为上海亚明灯泡厂；钢结构加工由宝钢、江苏沪宁钢机和江南重工共同完成；电梯由日本三菱电机提供；信息化基础设施由华为和中国电信提供,物业管理顾问聘请的是美国世邦魏理仕集团；提供玻璃幕墙超白玻璃的是山东金晶集团,原片玻璃的处理则是上海耀皮玻璃，等等。
对所有参建企业而言，如此大规模高水准的建设项目,给他们提供了极大的展示平台,上海中心犹如一座航母,有力地整合了全球不同领域的优秀资源和先进技术。
一开始就让业界大跌眼镜的是,上海中心采购的建筑材料包括玻璃外幕墙绝大部分是国产。
“建设金茂大厦的时候,玻璃外幕墙没有人敢让中国企业承建,到了建设环球金融中心的时候,中国公司可以部分参与,我们建设上海中心,则希望创造一个平台让中国公司与国外公司同台竞争。”顾建平表示。
事实证明,中国企业已快速成长。超级层的幕墙，过去被少数国外顶级幕墙公司垄断,但现今,中国已经成为幕墙最大使用国和生产国,部分中国幕墙企业已成功走出国门。
“上海中心”公司综合多方面因素,选择了3家中国幕墙龙头企业。“承接外幕墙的是沈阳远大铝业公司,在世界幕墙行业排名第一；承接内幕墙的是北京江河幕墙公司,世界排名第五；承接裙楼幕墙的武汉凌云建筑公司。”上海中心的一份内部资料显示。
不过不要认为,订单能够理所当然地获得,这些龙头公司依然要经过招投标,“上海中心”公司对此有着严谨的选择态度。
“我们招投标管理非常严格,当场开标签字,不会刻意偏袒。”事实如此。从钢结构的原材料采购可见其态度。“按道理,通常认为我们会选择上海的产品,但最后我们采用的是湖南湘潭钢铁集团的原材料。”上海中心副总经理高超介绍。
还有一家被看好的生产企业,仅仅因为参加投标迟到10分钟即被取消资格。
同台公平竞技，让中外企业各展所长,这亦是“上海中心”公司所希望看到的。
事实上,一旦加入上海中心的建设过程,每一家企业都会概叹,惯有的思维被层层突破,而技术的更新换代每天都在发生。
“上海中心大量采用新技术和新工艺,可以说大幅度地提高了国内制造商、设备商、建筑商的管理水准和技术水平。”上海中心副总经理陈晓波介绍。
参建单位每天遇到的问题都是崭新的。众多技术难题的攻克当然是司空见惯,比如解决基桩和玻璃幕墙的等重大技术难题。
除此以外,他们还要面对诸多痛苦的管理体验。比如参建单位必须适应BIM系统管理,比如“上海中心”公司对地下每一根桩基都设立有独立档案。“谁钻的孔,谁检测,谁监理,什么材料制成,有照片和文字。这样一旦出现问题,可以很快清楚责任。”顾建平表示,“大工程小管理,越是大的工程越需要精细化管理。”
事实上,强势整合全球资源亦体现“上海中心”公司堪称卓越的投资管理能力。
专业投资管理
“上海中心”公司的投资管理的专业度在国内罕见,招投标可谓细致入微,用锱铢必较形容并不为过。
最为痛苦的可能是合同管理,每一个合同文本都是很厚的几大本,细到总价、分项和单价。他们会把单个招标项目进行拆分,让招投标企业报出每个组成部分的单价,再报总价。
比如对电梯的报价,他们会将电梯报价清单罗列,拆分成门套、铝合金、玻璃、五金件、墙面和门套衔接部位、按钮、按钮后的控制系统等。一个电梯可以拆分成100多个界面报价,这让供应商很难从中掺水分。
“上海中心”公司对招投标管理极为用心。其公司体制是,招标过程设有3位负责人。一位把关设计文件，掌握技术标准和设计标准,一位根据设计文件去市场了解行情。主要是调查确定的技术标准和设计标准会不会超过概算？是不是只有一家或两家企业具备能力,如果如此,无法有效招投标,必须修改设计文件。第三位主要负责招投标的程序管理。
仍以电梯举例。上海中心需要3台观光电梯。设计院的技术文件要求达到运营速度为每秒18米,当技术规范出来后,紧接着,“上海中心”公司会派人去市场调查,有几家企业达标生产？可能的价格是多少？“最后出来的结果是,每秒18米的电梯全球最多只有2—3家企业生产,且价格非常昂贵,3台总价达到1亿余元。”顾建平介绍。
他要求再去市场了解每秒15米速度的电梯行情,结果是价格下降约1/3,市场充分竞争。于是,设计部门重新测算,每秒15米速度的电梯是否能满足运营。最终,招投标技术文件改成了每秒15米。
此外,“制定好游戏规则”是其团队认为至关重要的。
每月月底,“上海中心”公司会召开会议,审核资金款项。“越是复杂的工程,漏洞越多,因为工程在施工过程中往往会做更改,这样,无缘无故会多出很多预算,我们尽量防备。”高超表示。
他们所制定的游戏规则有一项是,如有工程需更改,必须根据工程指令按照程序签字才能生效。结算时,开出支票一定要有工程指令,负责人签字,直至总经理。
“上海中心”公司的团队专业能力可见一斑。不过,其团队仅为40人,为何有这么大的能量？事实上,围绕在其身边的专业咨询顾问团队大概是其公司人数的30倍。“我们的管理理念是,作为业主的团队尽量精干,但大量的工作必须实现社会化专业化。”顾建平表示。
不过,“上海中心”公司本身人员亦非常精明。“他们对变化异常的情况,比如价格过高或过低,都会过问。
5年过去,上海中心建设将告一段落。未来,留给“上海中心”公司的最大考验当是运营。顾建平亦不讳言,这么大体量的超高层运营,对所有业主来说都是挑战。
“我们计划还是运用我们的长处,立足于自己,整合好全球资源。”顾建平表示。
目前,“上海中心”公司已启动全球招商，更大的挑战还在后面。
