世博会城市最佳实践区高科技园区的施工管理

上海建工集团股份有限公司 上海 200080

1 工程概况

城市最佳实践区位于2010年上海世博会E片区，包括南北2 个街坊，占地面积约为150 800 m2。其中，北部模拟街区共计包括14 个来自世界各地的不同案例。

城市最佳实践区在可持续清洁能源利用、新型保温墙体、智能节能控制系统以及新型建筑材料作了多方面的尝试。各国城市参展案例都将自己对清洁能源的利用做了深入而积极地探讨。

2 工程特点与难点[1-5]

2.1 技术要求高

由于各参展案例所采用的建筑节能环保技术基本上带有实验性和前瞻性，因此以实践区北部模拟街区各实物参展案例为依托，通过对主要案例中采用的关键施工技术进行研究、分析和总结，结合国际最前沿的建筑节能环保技术，形成具有自主知识产权的新型施工工艺和产品。

由于所有的案例都不同程度地采用了先进的工艺和设备，有些工艺要求和设备在国内根本没有采用过，如汉堡案例的整体气密性实验，伦敦案例的太阳能风帽系统，阿尔萨斯案例的水幕墙系统等等，所以前期的技术研究就显得尤为重要。也由于这些新技术在中国没有实施过，更需要设计和施工紧密配合。如果这些技术问题不解决，这些案例就失去了本身的特点，也就失去了存在的意义，城市最佳实践区也就是一个失败之作。因此在所有项目体成员面前的只有“自古华山一条路”，去克服一个个技术难关，才能取得项目的最后成功。

2.2 协调难度大

北部模拟街区包括来自世界各地共计14 个案例，每个案例其实都是一个单独的项目，都必须经历技术方案的确认、设备选型、报价以及合同谈判等一系列过程。所涉及单体达19 个，涉及到的案例建设方有12 个，设计方有8 个，施工参与单位、设备供应单位数不胜数。所有这些参展方和设计师都来自五湖四海、世界各地，要在短短一年的时间内必须完成所有单体的设计、合同谈判、设备选型及建设等工作。此外各个参展方的管理要求和管理模式又各不相同，例如马德里案例由马德里独自出资，外方独自管理，罗阿案例、阿尔萨斯案例由中外分摊出资、由外方管理，伦敦案例、罗阿灯管秀等案例由中外分摊出资、中方管理，但主要设备由外方提供。不同的案例、不同的管理模式需要总承包面向不同的业主，但所有案例的能源系统、空调系统、消防、弱电控制以及室外总体控制体统均需要统一协调，因此，总承包的管理需要统筹安排，内外兼顾，“国事外事”同步处理。

2.3 不确定系数高，需要探索精神

城市最佳实践区的各个案例的概念设计均由外方完成，由总包方配合完成施工图，建造过程需要施工总承包进行大量的深化设计工作，每一项深化设计工作均包含了大量的内容，如阿尔萨斯水幕太阳能幕墙体系，外方仅仅设计了建筑概念图，仅仅提供了类似“太空舱”的设计理念，即幕墙体系为双层结构体系，内侧一层幕墙为水幕系统，幕墙的外层体系由形状各异的单元组成独特的造型，整个系统包括了玻璃幕墙系统、水系统、太阳能发电系统、风系统以及控制系统，所有的这些系统均需要总包进行完成。而这仅仅是深化设计工作的一项，上述深化设计正是各个参展案例的特点和魅力所在。如罗阿竹子外幕墙油画系统、汉堡“被动节能屋”、伦敦“零耗能”系统、马德里“竹子幕墙”体系、澳门“历史建筑原味复制” ，上述许多理念在国外的原型建筑物上也没有采用过。“实践区”建造过程实际上也是一个创作过程，没有陈规可循，没有现成的图纸施工，具有极其强烈的探索和实验区的性质。正如外国展示方所言，即使失败也是一种成功，重要的是展示一种探索精神。

2.4 步序多、牵制广，案例散，系统强，所有案例施工需要统筹协调

城市最佳实践区项目的自世博会遴选委员会遴选案例后，许多案例的方案还没有落地，包括施工图设计、系统深化设计以及建造过程仅仅剩余18个月的时间。为能顺利交付布展，室外总体施工面临着结构施工必须同步进行，由于施工场地狭小，永久道路下布满了各种管线设施，所有的案例均采用了江水源空调系统，所有的冷热供水系统必须与案例基本同步实施，方能保证后续的调试和功能启用。总承包管理必须利用狭小的空间，协调数十家实施单位，场地、道路、管线、系统调试、后续的布展都必须后续合理安排，分段实施，确保所有的节点目标。

3 主要案例创新性实施

3.1 阿尔萨斯案例：水幕太阳能设计施工

阿尔萨斯案例（图1）水幕太阳能按照双层幕墙的节能理念进行设计，由内外2 道幕墙组成，内外幕墙间形成一个相对封闭的空间，空气可以从下部进风口进入，从上部排风口离开。春秋两季自然通风，冬夏两季通过调整风口的开启与关闭，使新风经过幕墙的空间夹层产生通道效应，减少太阳辐射，节约能源。光伏幕墙系统用光伏组件替代传统的建筑幕墙，将光伏发电与建筑围护融为一体，兼顾建筑立面的围护功能、室内环境的舒适、建筑外观效果和光伏发电等要素。运用光伏太阳能技术，为水幕和开启系统提供部分能源。

图1 阿尔萨斯案例

阿尔萨斯案例在双层幕墙中独创性的加入水幕设计，为建筑的外立面提供动态效果和独特的建筑感受，同时水循环体系需要解决水体的洁净和重复利用的问题。通过计算对比，明确水系统的均衡水箱、水幕循环水泵、高位配水箱以及水膜厚度。

该项技术国内外没有类似工程可以借鉴，总承包通过详细分析，幕墙开启和闭合控制的原理，结合机械精密加工工艺和自动化控制技术，发明创造了具有自主知识产权的开启和关闭系统，以同轴开启同步控制系统。

阿尔萨斯的水幕太阳能舱是整体安装，单块玻璃面积国内最大，太阳能电板及玻璃均需定制加工。其次由于内层玻璃长期直接与水流接触，对防水要求极高的整体调试需要各专业协调配合，工程施工时难度极大。

通过科技攻关，总承包发挥总集成总协调的作用，带领幕墙深化、弱电控制、机械精加工、信号控制、水系统、空调系统等各参与单位，最终实现了水幕太阳能水循环系统、太阳能发电系统、呼吸系统、机械开启与关闭系统、通风系统的设计与施工，得到了国外展览方的高度评价。

3.2 汉堡案例：Passive House被动节能屋施工

本工程作为国内首座被动节能建筑，无先例可循，且案例必须通过一系列测试，并得到被动节能屋协会的相关证明。总承包在实施之前，必须吸收并消化相关规范和指南，使之在工程建设过程中有章可循，有法可依（图2）。

图2 被动节能屋示意

首先，工程建设完成之后必须通过在建筑内中制造一个 50 Pa的恒低压，根据气压变化探测建筑物的缺陷部位，并对建筑物的缺陷部位进行填补和修整，以减少建筑物的室内外能量交换。

其次，工程采用了基于地热交换的地源热泵系统，为确保系统的可靠性，总承包通过现场场地深度30 m土体的热交换进行了实测实验，明确软土热工参数。

再次，为确保案例中室内气温的恒定，减少室内外能量的损失，本案例将空调热水通过混凝土楼板的芯层温控管道再回流至热交换机组，使得能量得到充分的利用，但芯层温控管道必须精确地控制在混凝土楼板中间位置，同时未来楼板后置或者打孔等都不能对管道作任何的破坏，施工的难度极高。

混凝土芯部温度控制系统在本建筑物内每层分别设置混凝土芯层温度控制系统的流量子分配器。案例所有的办公区域、会议室、展厅以及起居空间都要设置混凝土芯部温度控制系统。

为保证达到被动节能的效果，该案例提供了一种系统性的解决方案，建筑物外墙采用采用德国进口的Halfen件支撑连接。

通过一系列措施，总承包成功地首次在国内建造了符合Passive House节能标准的被动节能屋，汉堡案例所有的概念和设想均得到了成功的实施。

3.3 伦敦案例：风动储能保温除湿太阳能风帽系统及现浇钢筋混凝土空心楼盖施工

风动储能保温除湿太阳能风帽系统，利用风力和太阳能系统联动将室外空气进行温度和湿度的调节后，与室内空气进行交换，达到空调和新风系统的双重作用。由于该系统在国内为首次应用，通过风力跟踪旋转装置的风力跟踪性能系统安装和调试、溶液除湿系统的安装和调试，以及系统多种运行模式下的调试，保证了工程的顺利进行。

现浇钢筋混凝土空心楼盖（GBF板）技术是建筑结构领域的一项重大创新，本课题通过分析GBF板的特点，重点解决预制构件与混凝土和受力钢筋绑扎以及定位等技术难点，确保在节能和节省材料的同时保证结构的安全性（图3）。

图3 伦敦案例风帽系统

3.4 案例与室外总体管线同步或者管线先行的实施的管理

由于各个案例高度智能化，且街区面积比较狭小，其主要展馆和案例紧密结合，因此，园区管线纵横，管线十分密集。工程共计包括14 种各专业主要管线，此外园区还包括照明、灯光秀、场地临时电话等各种浅埋管线。

现场的管线较多且错综复杂，室外管线施工意味着施工现场的道路将全部破坏，施工的车辆无法通行，各施工面的材料和设备无法进入现场。因此管线的施工必须要分段进行，确保施工道路的畅通。施工道路按管线的施工进度分阶段保留和设置，此外，施工堆场需要根据管线施工动态布置，以工程进度、质量为主线，在确保进度、质量的同时，最大限度地降低成本，提高工效。

管线施工原则为：

首先，在各案例施工前完成江水源及雨污水施工，便于各案例外墙施工完毕后配套单位及时进场，先施工江水源，然后施工总体雨污水管。

其次，总体先行施工后，有利于在整个主体结构施工期间现场文明标准化管理，不会出现为赶工期现场到处开挖，不会造成整个现场的道路瘫痪，以保证整个项目的进度。

再次，按照先深后浅，压力管先于重力管的施工原则，北部管线施工主要分3 个阶段。

最后，部分案例和管线同步施工，消除了部分案例由于前期方案不确定对总工期的影响，确保了后续开展的节点，为外国设计方留有了时间。

根据现场实际情况，最终选择了世博城市最佳实践区模拟街区与室外管线总体项目同步、施工局部管线室外总体管线先行施工，有力地保障了工程的如期开展，创造性地发挥了总承包、总集成、总协调和总管理的责任。

4 结语

作为实践区北部模拟街区的管理和施工总承包，充分发挥了以往各大型工程中积累的丰富施工经验，利用了各种技术资源，优势互补，集成创新，顺利实现了建筑的节能理念。

在北部模拟街区施工的过程中，总承包克服了种种困难和挑战，先后承担了超过60 项深化设计的内容，高标准、高质量地完成了14 个城市参展案例。在施工过程中始终以技术创新为指导原则，积极配合组织方、各国外参展方以及国外建筑设计方和国内各设计院，结合工程实际情况，及时解决和攻克了工程施工过程中出现的一系列技术难题，为工程建设提供了优质的服务，保证了重大工程的质量、进度与安全。城市最佳实践区作为世博会标志性工程，最终实现了既定节点和目标，树立了一个管理样本。