垂直巨构：平安金融中心设计完成度解析

庄葵/ZHUANG Kui

面向多元协作的设计管理

在一座历史不到30年的城市建设巨型高层建筑意味着一个“世界性”的工程。对于平安金融中心而言，不仅建筑的高度是世界级的（593m），参与设计顾问的30多家专业机构也是世界级的，包括建筑、结构、机电、BIM、室内、景观、幕墙、照明、标识、防雷设计，以及在商业策划、地下交通、电梯、消防、声学、物业管理、发电机排烟、地下室防水、 擦窗机、抗震阻尼、风洞试验、可持续设计、LEED认证以及更多的专项顾问公司，不同的团队来自多个国家和地区，可谓一次真正意义的“世界合作”。

在这样一个复杂工程的协作进程中，CCDI作为承担落地最大责任的建筑综合设计机构，协同业主一起对项目建造的全程各节点进行着管控和工程技术服务。在2008年10月- 2010年12月的主要设计和出图阶段，主体建筑各专业施工图出图总量多达4000张，而在当时，CCDI的服务周期其实仅仅完成了1/4。在2011年之后的全面施工配合阶段，设计管理涉及的服务内容包括技术交底、图纸答疑、现场技术协调、各种专项设计深化技术确认（钢结构、幕墙、电梯等）、设计变更以及变更设计的修改配合、施工组织方案协调配合、后期运营管理预案评估协调配合，以及每周的现场例会和专题论证会，直到2016年整座建筑竣工落成，至今已运营近两年，取得了良好的社会反馈。

这座巨型高塔，验证着深圳这座富于进取精神的南方城市正在面临着非常重要的身份转型：从中国改革开放的试验地，到世界一线城市的设计之都和科技之都。它既是一家大型保险金融集团自身发展对办公空间的需求，也反映着深圳与世界的镜像关系。

1 总平面

建筑形态和幕墙材料的深化

深圳平安金融中心项目位于深圳市福田区01号地块，益田路与福华路交汇处西南角。项目地块西侧与低密度购物公园Coco Park相邻，其间以中心二路相隔。项目东南相望是深圳市最大型的会议展览设施——深圳会展中心。场地南北长约175m，东西方向进深约88～133m，项目总用地面积为18,929m2。根据规划要求，建筑容积率控制在20左右，建筑覆盖率不大于60%，建筑高度可突破500m以上。

平安金融中心的建筑意象可以呼唤着对早期经典摩天大楼的记忆：古典的轮廓、对称的造型、高耸的比例、竖向石材肌理以及长长的塔尖象征着为城市未来的无限期望。建筑在底部较为舒展，塔楼随着细长的塔尖慢慢升高，最终达到海拔593m的高度。一气呵成的气势在高塔尖端达到极致并继续冲向云宵，代表了深圳这个城市积极向上的意志。塔楼底部被“锁定”于城市肌理规则的街道网格内。当塔楼升高并且超出街道网格的限定范围时，塔楼特别打开4个角部与城市网格呈45°的视野。这种从城市网格轴线到视野轴线的转换形成了强烈的对比，给人带来耳目一新的跃升感。

2 平安金融中心在深圳CBD天际线中的位置

建筑立面由玻璃、金属与石材组成。立面力图实现优雅而又实用。立面的整体性确保大部分建筑元素都可在当地获得并进行加工制作，并可在现场快速而安全地安装，以减少建造立面所需要的时间与能源。非石材的透明部分与窗槛墙部分使用相匹配的低辐射镀膜夹层玻璃，以最大程度减少反射与眩光，同时提供足够的遮荫系数与保温夹层。利用最密实的幕墙系统可大幅降低塔楼的能耗。窗槛墙部分在背后附加夹层以提高幕墙整体的保温性能。按照地方与国家规范要求，所有的玻璃都需进行夹胶或钢化处理以确保安全。

外部和内部交通关系深化

在城市交通的深化设计上，连通大堂的首层入口汇集基地周边各种交通模式产生的人流：车行、人行与轨道交通。在基地西北隅，人流主要来自邻近地块及地铁出口，并经过巨大的雨棚与巨柱间宽敞通透的玻璃入口进入3层通高的大堂。在基地东隅，落客人流将通过两层高的入口雨棚沿塔楼双层电梯厅的中心轴线进入办公大堂。其他通往办公大堂和商业中庭的入口位于地下一层，并于此处设置开敞地下广场，实现项目的地下商业与邻近地块Coco Park商业庭院及地铁商业广场的链接。项目于地下一层亦提供一处出租车上下客，以优化配合大量的人流到达与离开。

在建筑内部竖向交通的深化设计上，高效高容的电梯系统，经过效率极佳的正方形“九宫格”核心筒清晰地组织，服务塔楼地上8个分区与地下2个分区的客流运送。垂直交通在双首层大堂内被划分，始发层设置于此区内电梯且都是双层轿厢电梯将分别服务奇数层与偶数层。 服务1～3区的区内电梯的始发层位于首层办公大堂，而4～7区的区内电梯可经由直达51/52层与83/84 层两个空中大堂的穿梭电梯搭乘。更有始发于首层办公大堂服务8区与观光层的专用直达高速电梯。通过上述设计的高效塔楼电梯系统，客户仅需一次转换即可从首层大堂到达塔楼的任一楼层。

3 平安金融中心重新定义了深圳核心区的都市景观

4 平安金融中心成为深圳福田CBD的制高点

巨型结构体系的专项优化

作为巨型高层建筑，平安大厦的结构体系必须清晰、高效。主体工程由5层地下库，10层裙房及115层塔楼（含裙房10层）组成。塔楼结构采用巨型斜撑框架、型钢混凝土筒体、钢伸臂桁架结构，以抵抗地震和台风荷载。其中，巨型斜撑框架由8个巨型柱（底部巨柱截面达到6.5m×3.2m）、钢巨型斜撑、8道空间钢带状桁架组成；型钢混凝土筒体12层以下为钢板混凝土剪力墙筒体，12层以上为型钢混凝土剪力墙筒体；钢伸臂桁架由4道位于设备层的钢桁架组成。次结构由位于带状桁架与巨柱间的H型钢柱、梁组成，主要承受重力荷载。

在完成抗震审查及初步设计出图后， 结构体系稳定，对结构的经济性又有了要求。经结构工程师的精细分析和设计， 从结构类型、连接形式到每根构件的验算，大大优化了钢材用量，统计施工图设计的理论用钢量约86,040t， 与初步设计相比， 节省用钢量34,258t，占初步设计用钢量的28%，主要措施有： 栓接改为焊接， 节约了连接板、螺栓； 商业附属楼由钢结构改为混凝土结构； 主塔楼钢结构截面优化等等。

为了确保这座巨型高塔的绝对安全，平安北塔的结构工程技术进一步体现在“超高层的风致响应研究”“罕遇地震弹塑性时程分析”“结构抗连续性倒塌分析”3个方面。

（1）结构工程师根据深圳气象台35年逐时近地风记录、近地面层及高层处的台风模拟，采用刚性模型高频测力天平技术及气动弹性模型进行风洞试验。风洞试验研究表明，平安北塔所采用的沿高度向上逐渐缩小及在建筑物四角不断变化体形与截面，能够有效地减小由漩涡脱落所引起的横风向风振，减小了作用在建筑物上的风荷载。

（2）结构工程师采用动力弹塑性分析方法进行地震工程的时程分析。本工程在7组罕遇地震波作用下结构最大层间位移角1/177，小于规范1/100的层间位移角限值，满足“大震不倒”的基本要求。巨型框架作为主要受力构件能够提供足够的抗震承载力。

5 一层平面

6 建筑结构竖向设计图

7 第九十九层平面

8 核心筒结构轴测

9 巨型桁架结构轴测

（3）针对结构非常规性破坏引起的连续性倒塌（Progressive Collapse），本工程分析了第50层的一根重力柱失效、48～50层之间的周边桁架的斜杆失效、48～50层之间的周边桁架整体失效等情况，分析结果表明结构不会因为局部构件破坏、失效而引起大范围连续倒塌。整体结构具有较高的抵抗连续倒塌的能力。

充分考虑施工和运营的可行性

项目的设计和施工期间，正是国内超高层建筑快速发展的几年，也赶上国内设计技术规范的补充和完善。例如，结构抗震规范和消防设计规范均在过去5年中有过不断的调整，在确保工程进度、施工和未来运营的可行性的前提下，CCDI的设计管理团队在现场大量增加了施工方、供应方的技术确认环节。

10 2015年年底的塔尖施工状况

在与主体设计相关专业互相提条件并确认的过程中，在满足现场施工进度、设备采购排产加工进度的要求下，在需要熟悉工艺流程、产品特性，多项工作并行下的轻重缓急排序以及认真严谨等方面都提出了要求。专项设计和二次深化在平安金融中心的全程设计管理中是非常重要的内容，尽管在技术责任与合约界面上也不完全对应，但业主还是要求CCDI项目团队对现场所有出现的深化设计提供技术审核和确认， 从钢结构深化加工图、电扶梯排产加工图、机房设备设施安装图、机电管线深化设计图，以及所有室内设计、景观设计图等等数10项深化设计图纸的审核及确认。面对大量的深化设计审核与确认，明确主体设计与专项设计、深化设计的责任界面工作要求尤为重要。在深化设计确认前， 项目团队有针对性的提前整理出对提交深化设计成果要求及审核重点。比如钢结构深化审核工作量大，审核过程中为节省审核时间、保证工期， 结构工程师先独立三维建模，与深化设计单位的模型重叠，审核构件截面尺寸是否与设计相符，大大增加了效率，最后再核对细部的构造做法， 确保加工图纸正确性。

在主体结构施工的1年后，机电总承包方才进场，对当时已施工的且是机房设备管线最多的地下室、塔楼核心筒内的设备管线预留、预埋带来难题。虽然现场管理要求地下室每往下一楼层施工前，项目团队必须先完成该楼层管线综合的复核， 但毕竟设计方不了解未来施工方的施工组织和工序安排。现场施工作业管线与土建结构之间也是一个高难度的协同协调问题。同样还有塔楼出地面后与外幕墙安装方进场前的衔接， 无法准确对楼板预埋件位置的确认时，皆增加了项目团队对应现场施工进度和技术支持的难度。机电管线中最容易起冲突的空调风管、水管与消防水管、强电桥架分属两个总承包方，各自因工程进度的压力经常出现现场需要协调的问题。

11 建筑幕墙细节

而在大型设备安装、分部分项工程上，业主多采用了多标段承包商、多供应商的模式。比如钢结构加工3家供应商和1个吊装单位，电扶梯系统4家供应安装商， 弱电报警系统也分高低区两个标段两家供应安装商， 室内装修工程更是随着业主不同的功能定位同时进行了7个标段的分拆。每一家供应安装商都有其技术标准和操作流程，技术人员配备不尽一致，提交的深化设计成果，在表达方式、工作方法、成果质量等都有很大不同，出现的现场问题没有同一性规律。项目团队在审核确认过程中要不断地适应和调整审核的重点和要求，同时当深化设计单位变化时，会总结上一家图纸的经验教训，提前沟通给下一家深化设计单位以落实以往审核成果，避免下一家深化设计单位重复错误，确保加工图纸的质量，加快深化图纸进度确认。□

12 建筑幕墙细节

13 平安金融中心办公区主入口

14 一层电梯大堂

项目信息

项目名称：深圳平安金融中心

客户名称：中国平安保险（集团）有限公司

项目地点：深圳市福田区益田路

设计时间：2009年

竣工时间：2016年

场地面积：18,900m2

建筑面积：460,700m2（其中计容建筑面积为388,700m2）容积率：20.5

建筑高度：593m

建筑层数：118层（自然层）

结构形式：外伸臂混合结构（Hybrid System with Soft Outriggers）

建筑方案设计：KPF（美国）

建筑/结构/机电设计：CCDI 悉地国际

CCDI 设计总负责：庄葵、谢芳

室内设计： KPF（办公）、Benoy（商业）

结构工程：Thornton Tomasetti

机电工程：JRP

垂直通道：JRP + Fortune Consultants

景观设计：AECOM

可持续设计：ARUP

风力设计：RWDI

交通设计：MVA

照明设计：Lighting Planners Associates

幕墙设计：ALT

标识设计：Duttonbray Design

声学：Westwood Hong Associates

15 通过艺术品来激发建筑的过渡空间

16 办公区与商业区的连接空间（1-16图片来源：悉地国际/CCDI）