华阳国际设计集团 ▎实现设计的价值

大疆天空之城，开挂的想象力如何落地

2022-09-27 作者：华阳国际编辑部

何为“大疆天空之城”

❶全球创新影像技术领导者DJI大疆的总部基地

❷建筑方案来源于高技派福斯特建筑事务所，被媒体评为“2022年最值得期待建成的十大新建筑”之一

❸国际首例200米以上非对称悬挂全钢结构超高层建筑，东塔高213米，西塔高195米，错落悬挂12个巨型悬翼

❹105米高空、76米大跨度（长度90米）单悬索桥横跨双塔，轻盈的连桥和刚劲的悬翼空中相映

❺悬翼大跨无柱空间，270度无遮挡景观视野，适配无人机试飞空间

❻结构构件充分外露，机电管线有序穿梁

❼装配率超85%，国家AA级装配式建筑

❽“以无人机的工业制造衡量建筑结构”，大疆业主对建造精益求精

“大疆天空之城”实现之路

2022年9月，大疆天空之城全面启用之际，来自全过程参与其中的华阳国际建筑师和工程师，聊聊这座超级项目背后的故事。

吴昱
华阳国际深圳公司执行总建筑师
大疆天空之城项目施工图总负责人

程华群
华阳国际集团副总工程师
大疆天空之城项目结构负责人

01.

不管“天空之城”多么“上天”

总得脚踏实地

Q：先回顾一下，华阳国际当年是如何在激烈的竞争中，签下大疆天空之城这个项目的？

吴：这个项目自方案公布就是一个世界级的作品。在我们看来，不管“天空之城”多么“上天”，总得脚踏实地的实施，许多技术问题需要多方配合，并结合中国国情来深化解决，这是我们工作朴素的出发点。我们与大疆在项目的初期接触过程中，也针对方案落地性都予以充分的论证，增强了他们对方案实施的信心。

程：这是大疆第一次亲身涉足建筑领域，他们非常具有创新和钻研精神，对合作方期待很高，最终选择华阳，与我们多年来超级项目的实践与口碑、合作的诚意分不开。事实证明，这个项目是各合作方创新基因的一次碰撞与升华。

▲项目坐落于深圳留仙洞总部基地

Q：这显然是一个复杂的合作项目，比如福斯特事务所，华阳是如何与他们展开工作的？

吴：福斯特事务所奠定了项目基本的创意和面貌，而我们和顾问的目标则是如何在合规的前提下高完成度地实施这些创意。华阳在项目中的角色是方案及扩初配合、施工图设计、装配式建筑设计这三个主项，也可以理解为项目落地的支撑者和陪伴者。

方案公司及项目近10家的各专项顾问如结构、机电、消防、交通、室内、景观、灯光等，华阳的立场是尊重每家的设计和配合每家的需求并整合最优方案，同时在我们自身合约限定的工作范围之外为业主提供最大弹性的工作延展，以及面向实施的协调工作。

▲从绿廊望向大疆天空之城

02.

我们希望和地心引力换一种方式相处

Q：最初拿到“天空之城”这个方案时，有何期待？

吴：这个项目，我们一直是按照一个作品来进行建构。突破地心引力和结构法则的束缚，呈现设计和建造的透明性和工业美，这是大疆、福斯特、华阳及各合作方的共同追求。

程：如果用传统技术体系去理解，“天空之城”的结构体系不一定是最优解，但我们和顾问团队，还是希望充分理解到建筑方案期望呈现的效果、业主的潜在需求，然后回到力学和工程角度解决问题，做出独一无二的建筑。

首要面对和解决的是悬挂带来的一系列工程问题，我们希望天空之城，也能像传统落地结构一样，和地心引力相处融洽。

▲建筑仅有核心筒落地，悬翼向上拔升

▲悬翼释放更多公共空间

Q：从整体来看，“天空之城”可以“悬浮”关键是什么？技术实施难度主要在哪些方面？

吴：在我们的理解中，对“悬浮”效果贡献最大的两大要素就是“悬挑”和“立面、空间结构化”，结构不再仅仅作为建筑表现的从属，而是支撑、实现建筑美学方案的有力因素。当以往的“配角”成为“主角”的一部分，对所有参与其中的建筑、结构、机电工程设计师，除了在专业层面，更在美学层面提出了更高的要求。

“立面、空间结构化”的难点在于，如何从技术层面实现结构和机电的美感。建筑、结构、消防专业充分配合，论证薄涂型防火涂料应用在外露钢结构的可行性，展现最纯粹的构件形式及尺度。而在设计施工周期穿插的情况下，华阳建筑专业承担了室内管综协调工作，以展示室内钢梁外露情况下，机电管线穿梁设计的逻辑美。

“悬挑”带来的不仅仅是结构上的挑战，还带来消防等安全问题，如何判定消防救援场地、救援长度，如何对体块内的疏散采用合适的疏散策略等，都需要我们在现行的建筑规范之内，寻求方案充分落地的可能。

▲消防救援场地与广场的结合

▲立面结构化，呈现设计和建造的透明性和工业美

03.天空之城的结构挑战在系统性难度中讨论更有意义

Q：“天空之城”最引人关注的是结构，您认为其中最大的挑战是什么？

程：已建成的悬挂结构超高层总部主要采用对称悬挂手法，比如香港汇丰银行、慕尼黑宝马总部。天空之城最大的特点是非对称错层悬挂，设计和建造难度呈指数级增长。

12个巨型悬翼在空间上非对称错位悬挂，在重力作用下给建筑物落地结构和悬翼带来了复杂的空间变形，同时又受施工次序、附加荷载、温度效应和侧向作用的影响，在实际施工进程中，各悬翼彼此之间也存在复杂的关联影响，这些变形又影响着幕墙立面及楼面的平整度。因此，天空之城“结构挑战”需要在一个系统性难度中来预设，华阳的价值就是要把项目设计和建造过程可能出现的问题提前预警、提前解决。

我们和钢结构施工方中建钢构团队进行了多轮实际施工次序的仿真分析，分离出需要控制的变形量，通过悬翼的竖向预抬安装，落地结构的水平反向预变形安装，保证最终悬翼楼面的水平度和落地结构的垂直度。对项目在重力荷载作用下的变形预判和建造控制，是天空之城品质的关键所在。

▲错位悬挂

Q：百米高空的连桥如此轻盈，怎样保证安全性？

程：空中连桥连接双塔，连桥支座承担悬索拉力，同时释放塔楼和连桥的自由变形，所以支座的竖向刚度、水平刚度以及受拉能力都进行了特殊设计。还需要重点关注风振和人行振动的控制，业主委托西南交大风洞实验室进行了多轮桥形风洞对比实验，优化出最终桥形，减少颤振和驰振；另外，在桥体中埋设了TMD减振系统，保证人行舒适性。

▲百米高空连桥

04.

我们预留了近万个洞

“成活率”非常高

Q：在复杂的受力体系里，除了结构本身带来的挑战，是否也给幕墙、室内等其它部分带来困难？

吴：幕墙、机电、室内等所有与主体结构相关联的部分，设计分析、施工都非常复杂。比如：在结构变形下如何保证幕墙的安装及立面平整度、机电管线穿梁时的保护措施、屋面景观防水的可靠性等。各顾问方、参建方和业主都做了很多研究和实验，华阳也作为设计监理在现场巡查，去控制品质。

项目整体历时六年的时间，出于对建造精细度的打磨，对结构安全性的验证与实施，对细节产品级的品控，在快速建造的今天，我们是“慢工出细活”的建造过程。

▲带悬挂层的支撑框架结构体系

▲悬翼外露的桁架

程：天空之城的众多钢柱、钢梁、钢桁架及节点需要外露表现，结构工程师要思考这些构件的建筑表现形式，做到构件布置、节点设计、施工工艺的和谐统一。

由于悬翼室内空间机电管线穿越钢梁，充分展现，这些钢梁及洞口都需要在工厂提前加工，这就要求所有机电管线经过极高精准度的计算和定位，反映在钢梁的开洞位置上。通过加强构造、仿真分析及试验验证，使“大梁极限开洞”达到与未开洞几乎等效的状态。由于加速工期需要，钢板都是在设计未最终完成时提前采购和加工，我们预留了近万个洞，最后“成活率”非常高。

▲4层高的试飞空间

▲极简质感的大堂

▲3.3米无柱空间

▲吊柱与螺栓之美

▲干净纯粹的悬翼底部

05.

科技感需要很多方面去验证装配率达到85%

Q：可否介绍一下这个项目在建筑装配式技术上应用？

吴：我们在接受委托的时候，就和业主有个共识，大疆总部的“科技感”是需要很多方面去验证的，装配式设计肯定是其中一个重要因素。项目主体结构系统、外围护系统、内隔墙系统均采用工业化技术建造，从行业标准上看，这座建筑的装配率达85%，达到国家AA级装配式建筑技术要求。

从装配式构件对施工效率的积极影响上看，两座塔楼带悬挂层的支撑框架结构体系，应用了矩形钢管混凝土柱、钢柱、钢梁、钢楼梯、金属楼承板、预制装配式墙体、单元式幕墙等装配式预制构件，大幅减少了现场工人数量，提升了施工效率，实现了装配式建筑“提高质量、提高效率、减少人工、节能减排”的基本目标。

▲裙房花园

▲屋顶花园

▲全钢结构装配式建筑

06.

对每个参与者来说这都是终身难忘的经历

Q：感谢二位接受采访，最后可否分享一下项目中您最难忘的事情？

程：印象最深的应该是悬翼的第一次卸载，前期虽然做了数值仿真模拟，卸载完到底跟预期偏差有多大，多少还是有点忐忑的，等得到卸载完的实测数据后，大家终于都轻松了起来。当时大疆汪滔先生也亲临现场，很多时候重视度就意味着完成度。

超高层建筑结构发展到今天，结构设计所做的探索，都是在用科学和创新对抗不可抗拒的自然力量。作为结构工程师，我们要从大局、方案整体去考虑技术层面的各种策略，不断通过研究，去实现新的空间状态，与建筑师共同探索建筑的意义。

吴：天空之城如果从建造难度、造价等方面出发，可能在概念方案阶段就会被很多建设单位放弃了，正因为有大疆这样有追求的业主，才将不可能实现的项目落地。印象最深的是大疆为项目成立了各式各样的研发小组，小组成员来自大疆的研发部门，有的研究玻璃平整度的提高，有的研究防火涂料的特性，有的研究建筑材料，目的就是为了更好地呈现建筑及空间效果，他们钻研程度、细致度及成果让我们觉得汗颜。也正是业主对美学、品质的极致追求，让我们各设计方更加齐心努力去做好项目。

可以说，这一项目每个阶段都难，但是每个阶段由于攻破不同的以前未遇见过的难题而获得了不同维度的惊喜。我经常跟团队里同事说，对于每个人而言，项目很难得，所以难以实现的努力去实现，能实现的努力实现到最好，因为这个项目将会是大家职业生涯的代表作。我们很自豪能为实现大疆人的精神家园作出贡献，同时也希望天空之城项目过程中宝贵的设计、施工、管理经验，对中国建筑行业的提升尽一份绵力。

“我们用六年时间精心打造了这座天空之城，它是大疆和所有合作伙伴智慧与心血的结晶。很高兴随着新总部的正式启用，能为同事们提供更酷、更人性化、更高品质的工作环境。比起工作场所的升级，更为重要的是，我们的追求和梦想正在升级。天空之城的故事才刚刚开始，未来将由每一个心怀热爱的大疆人共同书写：我们坚守什么、追寻什么、创造什么，我们要成为怎样的一群人，以怎样的精神和面貌去面对未来的人生。希望天空之城能够成为大疆人的精神家园，见证每个人的成长。”

——汪滔

大疆创始人及首席执行官