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1 工程概况

中关村论坛永久会址主会场选址在“三山五园”历史文化景区与中关村核心区交汇处，项目位于北京市海淀区新建宫门路1号，毗邻颐和园、圆明园、北京大学、清华大学等。项目占地面积59 000 m2，建筑面积64 998 m2，地下2层，地上1层，单层建筑面积约2万m2。其中地下2层为地下车库和人防，层高3.5 m；地下1层为会议室、机房区、办公后勤区、厨房、内部停车区等，层高6.5 m；首层为报告厅、宴会厅、多功能厅、前厅、后勤区，是满足大型国际论坛举办需要的综合性会议中心。

整个建筑低伏于大地之上，由北向南缓缓舒展，建筑最高点控制在12 m。项目整体绿化面积3万余m2，屋顶铺设1.6万m2草坪，从地面自然过渡到建筑屋面，使整个建筑与周边环境融为一体，完美诠释“森林中的会议中心”理念。

中关村论坛永久会址主会场项目作为论坛的核心标志性工程，以城市更新、绿色拆除、装配式建筑、智能建造、绿色建筑技术为核心，成为高端智能化会议中心的代表。为装配式超大空间复杂曲面会场类建筑的规模化发展提供支持，具有重要的示范意义。

2 科技创新

2.1　大跨度异形曲面轻薄屋盖变截面高强钢梁组合结构设计

主会场和宴会厅屋盖结构跨度分别为47.6 m和36 m。受规划条件限制，本项目覆土面最大标高不得高于12.000 m，为满足高端会议和宴会的使用功能和视觉效果需求，主会场和宴会厅使用净高需求大，吊顶内机电管线种类和数量多，且呈现错综复杂的立体排布特点，局部管线交叉导致机电层占用高度大。主会场和宴会厅屋盖上方均为覆土绿化区域，屋面建筑面层厚度和重量大。

通过对组合钢梁从受力行为、管线综合排布、经济性等多角度进行对比，在考虑跨中组合作用和梁端塑性调幅后选取变截面组合梁体系，且采用变截面组合梁方案最有利于管线排布和施工检修，创新解决限高地区大型会场结构跨度大、屋面荷载大与结构高度小之间的矛盾。工字形组合梁高度变化剖面如图1所示。

图1 工字形组合梁高度变化剖面示意

2.2 不规则双曲面蜂窝铝板装配式建造技术

本工程金属屋面覆盖20 %~60 %坡度的悬挑屋盖区域，面积约6 000 m2，由1 000余种不同规格尺寸的蜂窝铝板组成，呈现大面积曲面造型，曲率呈现出不规律的变化导致幕墙龙骨倾斜不规则、生根龙骨标高尺寸各不相同、龙骨繁多复杂。

为此创新性地运用由面到线的结构受力形式，研发了一套由单根主龙骨通过发散状次龙骨支撑一块或多块自由曲面板并集成泛光及检修装置的屋面金属板单元体系，其主龙骨在同一纬度布置，通过发散状次龙骨的长短布置连接到自由曲面板的背后支撑点，通过装配式自由曲面屋面单元板块、标准化加工、模块化安装解决了自由曲面对应曲线龙骨实现难度大、安装效率低的难题，大幅提高了安装工效，保证了施工精度，确保施工安全。

2.3 大坡度种植屋面固土技术

在异形曲面大坡度景观种植屋面，首次实现涂膜防水+保温一体化防水+卷材防水的多道防水体系，首次形成“防水为主，兼顾保温”的防水屋面正倒结合施工工艺，屋面经过一个雨季和种植草滴灌养护周期的考验，屋面不渗不漏。

研发一种适用大坡度新型种植屋面的固土成套技术，优化常规预留筋固土作法，创新应用基础墩和拉结卡环组合固土技术，保证屋面整体防水效果优异，利用模型将基础墩定位精准化和数量最少化，实现了大于50 %坡度坡面的固土。

2.4 墙顶一体化三维曲面异形装修施工技术

本工程室内设计造型新颖、独特，运用墙顶一体三维曲面异形造型方案，将室内11 656 m2不同标高曲面墙面和异形顶面相连一体，应用58条总长1 853 m异形曲面造型灯带，从地面延墙面至顶部核心区“未来飞行器”处，新颖、独特的设计造型为装饰装修材料加工和现场施工带来巨大挑战。

创新性地提出一种基于数字孪生、BIM+精装装配式理念，墙顶一体化三维曲面异形装饰装修施工技术，通过构建从表皮到矩阵式异形单元骨架的全三维数据模型，单元骨架模块、灯带模块采用数智化精准加工，施工现场应用BIM+精装装配式模块安装方法，饰面基层使用遇水可任意塑形的硅陶板材料，综合形成曲面异形构造体系，解决了墙顶一体化曲面异形模块龙骨加工、安装难度大，异形饰面施工质量问题，提升曲面异形造型一次性安装质量，大幅提高工效。

2.5 “未来飞行器”大型吊灯研发与施工技术

“未来飞行器”大型吊灯造型（图2）总长度11.2 m，总宽度11.2 m，距吊顶完成面高度3.5 m，距地面完成面高度7 m。在重要空间内实现“未来飞行器”大型吊灯造型和效果，从设计、效果验证、安装实施等阶段都具有极大的难度。

图2 “未来飞行器”整体构造模型

为此研发了一套定制大型吊灯复杂异形结构加工及快速安装施工技术，通过实模一致性验证，创建吊灯结构模型优化和验证基层骨架形态，创新性地应用3D打印、仿真模拟与实体结合技术，解决吊灯复杂异形钢架、饰面定制加工及现场快速安装难题，大幅提高工效；同时，首次使用新型改性树脂发光材料，解决了实现隐形钢架、整体饰面均匀发光效果的难题。

3 新技术应用

3.1 高强钢、高强钢筋及预应力技术应用

本工程地下结构为钢筋混凝土框架结构，所用钢筋等级有HPB 300、HRB 400E和HRB 500E共3种；地上结构为钢结构支持体系，所用钢构件类型为Q 335和Q 460。本项目通过大量使用HRB 500E级高强钢筋和Q 460高强钢，节约了钢材，对环境保护和可持续发展具有积极意义，有很好的示范性。

在地下1层顶板局部位置的大跨度梁采用缓粘结预应力技术，预应力筋为FS15.2高强1 860级国家标准低松弛预应力钢绞线。与普通钢绞线相比，低松弛钢绞线可减小预应力损失，提高有效应力，使预应力配筋数减少。

缓粘结预应力技术不需要提前预埋波纹管，张拉节点较简单，无须灌浆工序，张拉完成后即可拆除架体，缩短了土建工程的施工工期，同时也提高了材料的周转效率。

3.2 建筑深基坑位移监测设备应用

中关村论坛项目基坑长约205 m，宽约204 m，采用明挖法施工，基坑开挖深度约10.95 m（局部 8.55 m）。在基坑开挖期间TM 60基坑变形监测设备以及亚毫米级GNSS基坑位移监测技术对支护结构的变形进行监测，对基坑支护结构变形进行自动化采集。

通过1+1+N多终端物联网设备，三段合一人机协同的新工作模式，配合高精度基坑监测设备的主控系统，为基坑安全提供智能化解决方案。

3.3 测量放线打印机器人辅助曲面验线、定位

引入的测量放线打印机器人设备面临施工现场复杂工况，对机器提出3项提升需求，在原有CAD图纸转化中，增加多轴网识别，通过增加点位，测得最近中心线或已知线自动切换划线，实现更大范围的高精度作业；增加自动测量地面高度功能，测量的结果自动以数据化CSV格式输出，动态纠正打印点位的实际位置。

通过提升后的测量放线打印机器人解决设备末端在多曲面连续弧形中放线定位困难的问题，机器人结合红外线水平仪，不仅提高放线定位精度，提升工程质量，还实现弧形曲面施工自动化智能放线定位。

4 数字化应用

4.1 BIM三维协同设计应用

中关村论坛永久会址主会场基于BIM应用技术实现从设计到施工到数字化运维管理的全方位一体化模型信息标准。

项目从设计阶段即采用BIM技术进行正向设计，包含建筑、结构、机电、幕墙、小市政等专业，按照统一的建模标准进行建模。

利用BIM的三维可视化优势，面对复杂表皮、异形结构、多专业交叉作业的情况，中关村论坛主会场项目以三维模型作为信息传递的载体。各方更直观、高效地发现、研究、解决项目问题，实现降本增效。

4.2 BIM+MR的施工现场全景展示技术用

通过智能眼镜设备，将工程建筑直观全景展示，针对复杂屋面系统与主体结构细部空间位置关系使用分离爆炸图式呈现。

MR利用空间锚点技术在施工现场虚实配准，实现实时监测有限元仿真数据的原位可视化。实时阈值相较原位自动预警实现智能辅助，现场科学施工监测与评估。

4.3 BIM+MR/AR隐蔽工程原位可视化技术

通过轻量化技术对管综BIM模型进行二次处理，其次基于MR/AR开发引擎集成管综BIM模型并按专业进行模型分组，最后通过C#脚本技术、Mixed Reality Toolkit、Google AR框架实现分专业切换呈现、关键节点爆炸图式拆分等全息界面人机交互功能。对机电管综分专业穿透式全息呈现，关节节点爆炸图式拆分展示，管道关键点压力预制预警的特效呈现，对后期机电工程被遮挡覆盖后的运维困难提出解决路径。

4.4 BIM与3D打印在仿真模拟上的结合应用

“未来飞行器”大型吊灯作为会议中心首层大堂核心区的设计亮点，为实现大型吊灯结构安全、装饰和照明功能需求，通过BIM深化设计基层骨架形态，3D打印等仿真模拟验证，经过钢架验算和节点受力分析，在保证钢架受力整体稳定性的情况下减少钢材用量1.7 t；使焊接数量减少到138个；并研发出一种20 mm厚高分子改性树脂材料，最终实现隐形骨架、整体曲面均布发光的功能效果。

5 社会效益及经济效益

中关村论坛主会场项目作为北京市重点工程，也是海淀区首个大型科技会议中心，中关村论坛永久会址主会场项目因其工程特殊性、设计新颖性以及建造复杂性，在技术上全方面践行绿色建造理念，研发成套创新技术，应用了多项创新成果，在建设过程及竣工后引起社会各界高度关注，行业内外参观交流、国际友人参观交流及媒体报道等活动100余次，提高了“中关村论坛”的品牌形象。

中关村论坛主会场项目打造的“科技、文化、绿色”会议中心，具有极强的示范意义，其研究与实践进一步推动传统建筑建造方式向绿色化、工业化、精细化建造方式的转型。

通过对现场施工的多种技术措施进行分析，并与传统施工工艺相比大幅降低了施工成本，确保了工程顺序开展，产生经济效益约2 651.93万元，同时各项创新高效的技术管理手段，也实现了487 d完成建设任务的总目标，确保了项目履约，并为后续新建大型会议中心的精益、高效、快速建设提供了新思路。

6 结束语

中关村论坛主会场项目实施过程中，通过与设计院、高校、研究所、行业专家等联合开展科研攻关，各单位密切配合，解决了在复杂性和局促性地块形态建设大型国际会场建筑、大跨度异形曲面钢屋盖组合结构、大空间异形曲面室内装饰装修、大坡度种植屋面防水及固土、复杂机电管线综合排布等关键技术在建造中的各项难题。

现场利用创新的智能设备和监测手段，对结构的安全性、装饰的美观性、设备运行的稳定性、声学效果等进行全过程检测，有效地指导了现场施工，对工程质量和进度起到积极的作用。

BIM+智能建造技术已经成为建筑行业的新质生产力，通过BIM+智能建造技术在建筑业的应用，提高生产效率，推动产业升级，改善资源利用效率，促进建筑行业更加高效、可持续发展。BIM+智能建造技术必将引领建筑行业发展的时代潮流，应当坚定不移以智能建造产业为抓手，坚持科技创新、数字赋能，推动建筑行业转型升级高质量发展，打造更多的绿色低碳建筑。