--北京城建集团北投大厦工程创优纪实
□ 刘京城
紧邻市政府，历经17个月匠心建造，一座集办公、商业功能为一体的办公大厦终于完美呈现。这座拥有阳光中庭和“空中花园”的大厦，不仅是首个入驻副中心的市属国企的总部办公楼，也是周边市民休闲购物的好去处。
北投大厦于2021年8月正式开工，2024年2月6日竣工。总建筑面积111870平方米，其中地上10层、53150平方米，地下4层、58720平方米，使用8500吨钢结构。地下1层至地上3层将用于商业经营。该项目建筑外观端正稳重，形如中国传统礼器“四方鼎”，取意于团结、互助、昌盛的“钟鸣鼎食”，寓意于“国之重器、行稳致远、鼎立四方”。
建设过程中，项目团队对标国际一流，对标城市副中心未来，高标准高质量推进工程建设，让“鼎立四方”设计理念得到完美的诠释。
北投大厦东南视角
一、精工细筑，以绿色建筑为目标，打造“绿色大厦”
项目全面落实“绿色建造”理念。为解决单元式外幕墙的光污染以及办公楼空间内舒适度的问题，外幕墙采用316L不锈钢，实现与主体结构同寿命，提升了结构的耐久性；在不锈钢表面进行乱纹、喷砂以及抗指纹处理，降低了对周边建筑的光污染，保护了城市副中心地区的建筑风貌。标准单元利用250mm出挑进深，形成外幕墙的通风器，成为气流缓冲腔体，出挑的构件形成固定外遮阳，结合活动内遮阳，提高办公的舒适度。大厦的开启扇藏于空腔内，平时可获得足量的自然通风，紧急情况下可实现办公区域的自然排烟。单元的内侧全部装饰到位，单元吊挂就位后，室内空间的界面即完成，优化了精装修和幕墙的交接界面。千余个标准单元全部在工厂预制后现场直接吊装插接，加快了整体工期。
316L不锈钢单元体幕墙
为了实现阳光中庭的效果，项目采用了正交起拱的采光顶结构形式，钢梁截面由四周至中心从900mm降低至600mm，钢梁交叉的方格由中间向四周渐变缩小。通过控制最大采光顶板块的尺寸，实现了所有采光顶单元均能由一整块玻璃封闭，而不需要再增加竖挺，增加了采光顶的通透性。同时，项目将铝合金格栅嵌入玻璃采光顶腔体内，起到遮阳装饰一体化的作用，避免太阳直接透过玻璃进入到四层大厅，保证整个大厦内空间的舒适感。
铝合金格栅玻璃采光顶
除了外幕墙以及采光顶的独特创新，项目还大规模使用了清洁能源，实现了绿色低碳。采用“地源热泵+市政热力+冷水机组+冰蓄冷”的复合式能源系统，比传统供热系统运行效率提高了60%以上。地源热泵系统本着“因地制宜、能用尽用”的原则，在无室外空地的情况下，克服了占地面积小且高层建筑主体基础下布孔的超高技术难题，成为副中心首家利用自有场地进行能源供给的项目。同时还采用了“自发自用、余电上网”的运行模式，屋面安装3104块光伏板，总铺装面积约为3700平方米，全年发电量约为45万千瓦时。
屋面光伏板
二、匠心建造，以创新工艺为导向，建设“科技大厦”
北投大厦以中国传统的礼器“鼎”为象征意向，主体居中升起并出挑，方正挺拔，裙房呼应道路的曲线，开放流畅。针对现代化高标准办公楼建设，项目团队积极探索技术创新，用城建智慧解决技术难题。
为提升在倾斜状态下斜柱精准定位的精度，项目研发了三点吊装施工技术：在柱顶设置两个吊点，柱底设置一个吊点，并在柱底吊点间设置1只手拉葫芦，通过初调、精调、焊缝打底、卡板临时固定，实现对内倾钢结构斜柱的快速位置调节和精确安装。
斜柱三点吊装
针对空间弯扭变截面倒梯型拱梁板件厚度较薄、变形控制难的问题，采用数控等离子切割配合大型七辊矫平机，根据不同空间弯扭钢梁尺寸加工成1:1的样箱，再用样箱和大型液压设备对构件进行检测矫正，保证了倒梯型拱梁的加工精度。创新性利用原结构钢柱设计提升架，对钢拱壳屋盖进行提升安装，解决了在工期紧、场地有限的情况下进行屋面施工的难题。利用计算机对钢结构施工进行全过程仿真模拟分析，根据计算结果选择变形较大结构处作为监测点，监测点的实测变形均处于仿真计算变形范围内。
空间弯扭变截面倒梯型屋盖
三、精益求精，以数字赋能为基础，创建“智慧大厦”
项目通过楼宇自控、智能照明和能源管理3个子系统，满足对大厦内机电、照明等设备的集中管控、个性化使用及能耗数据采集的管理需求。通过大厦综合管理运营平台中的智能运维场景，实现对能耗数据的动态监控、统计和报表分析，为管理决策节能优化提供数据支撑。对地下停车场区域、地上每层公共区域和7-9层办公室进行智能化管控，实现人来灯亮、人走灯灭，达到绿色节能的目的。大堂内采用等效生理照明方案，灯光随着天气变化自动调节照度和色温，在最大程度利用自然光、注重绿色节能的同时，保证大堂内视觉舒适度。
智慧楼宇平台
本项目从初步设计阶段至交付全部成果均由BIM三维模型完成，几何图形不涉及任何的DWG格式的文件。实现了设计信息参数化、方案优化、协同作业、计算与模型相结合。
项目内、外幕墙均为单元式装配幕墙，单元幕墙、裙房幕墙及肌理、玻璃采光顶、共享大堂、精装修地面等，均采用全参数化设计，完全通过Grasshopper进行参数化建模，形成高效、精确 的幕墙模型，并达到实时可描述、可计算、可统计、可修改。
基于BIM的全专业正向设计
项目通过BIM+MR良好的可视化、信息化、精细化管理及多专业协调能力，帮助技术人员更好地展现设计意图，并对设计及合理性问题提前发现、提前解决40处偏差问题，为施工质量提供了优质的保障。
基于BIM的参数化设计
自开工建设伊始，项目团队弘扬“大国工匠”精神，以打造“精品工程、样板工程、平安工程、廉洁工程”为工作标准，结合争创“鲁班奖”的质量目标，有针对性的编制了质量管理、创优策划、红黄牌管理、封样管理等多项制度，全局把控、紧盯细节。采取视觉样板与施工样板相结合、首段首件管理与多样化交底相结合等多种方式，实现质量管理事前定标准、事中控工序、事后严验收，使工程质量始终处于受控状态。积极推广应用建筑业10项新技术并进行创新，开展了“以无牛腿梁柱节点高强螺栓一次穿孔率”以及“提高屋盖钢结构焊缝表观质量一次验收合格率”等多课题的QC活动，取得了良好效果。
截至2024年6月，该项目已发表论文4篇，省部级BIM奖项6项，省部级QC成果7项，荣获国家实用新型专利33项、受理国家发明专利7项；《北投大厦双曲斜交单层网壳屋盖施工技术》课题成果达到国际先进水平，其中倒梯形弯扭渐变构件制造技术达到国际领先水平；《现代化办公楼成套建造技术研究与应用》课题成果达到国际先进水平，其中双向弯扭穹顶建造技术达到国际领先水平。这些新技术的开发应用，对解决施工难题、提高工程质量，起到了至关重要的作用。
在集团和项目全体人员的共同努力下，项目先后通过北京市新技术示范工程验收、北京市BIM应用示范工程验收，住建部绿色低碳科技示范工程中期验收；获得了北京市结构长城杯金奖，建筑（长城）精品工程、中国钢结构金奖，北京市建设工程智慧工地以及北京市绿色安全样板工地等多项荣誉。
