这是设计联的第2429期分享
相信很多设计师朋友们都已了解，耗资约人民币85亿元打造的高颜值新加坡机场“星耀樟宜”Changi Jewel 2019年4月17日正式向公众开放投入运营！这个集机场运营设施、室内花园、零售与餐饮、娱乐休闲及酒店于一体的大型公共设施令人流连忘返，新加坡樟宜机场成为一个很多人都希望“晚点”的机场！
今天设计联有幸邀请来“星耀樟宜”Changi Jewel 建筑总承包建筑部技术主管蔡耀忠先生，为大家揭秘这个疯狂“凹造型”的建筑背后所不为人知的施工故事。
蔡耀忠先生
1988年毕业于上海同济大学建筑系，主修城市规划专业，毕业后加入中国船舶总公司第九设计研究院，期间多次赢得招投标和设计竞赛奖，并于1992年凭借上海闵行区沧源小区规划及论文“创造有特色的居住环境”获上海第一届青年科技博览会金奖，也赢得了上海市科技精英的称号。
蔡耀忠先生1994年移民新加坡，先在新加坡建屋局和巴马丹拿设计公司继续从事设计工作，1996年末开始从设计转向施工，先后就职于多间国际建筑承包公司，参与大型工程的施工，包括日本丹下健三事务所设计的“线型公寓”（The Linear）。在技术不断成熟的情况下，他除了主管技术部门之外，也积极参与施工现场的施工计划和质量控制，多项工程获得新加坡建设局颁发的“卓越工程奖”（Construction Excellence Award），相当于中国的建筑“鲁班奖”。
“星耀樟宜”背后的故事
一个施工技术管理人的感悟
建筑是一种态度的体现
设计，不是一个职业，而是一种态度，施工亦然
所有的要素达到和谐均衡。这不只是一个外观的问题，而是产品和制度的实质，设计要敏锐深入，又要全面综合，它是一种复杂精细的工作；它是对技术、社会及经济需求、生物规律以及材料、形状、色彩、体积和空间心理影响的全面整合——用关系思考。
一个好作品的实现，除了建筑师具有超凡的想象力和独特的设计风格，还涉及到政府主管部门、业主、施工方、监理等各方的精诚合作。
成就“星耀樟宜”的家族谱
“星耀樟宜”Changi Jewel 位于花园城市——新加坡樟宜机场 1 号楼、2 号楼和 3 号楼 之间的大型综合体，是一个集机场运营设施、室内花园（热带雨林，大型瀑布，空中桥梁， 神奇迷宫）、零售与餐饮、娱乐休闲以及酒店为一体的大型公共设施。该项目占地约 13.4 万平方米，为访客提供一站式的便捷设施，一跃成为新加坡樟宜机场的地标性建筑，乃至全世界旅人的注目和驻足点。
工程由新加坡樟宜机场集团与凯德集团合资约 17 亿新元约 85 亿人民币， 耗时接近 5 年，世界著名建筑师摩西 • 萨夫迪（Moshe Safdie）领导的萨夫迪建筑师事务所（同时也是负责新加坡滨海湾金沙大酒店的设计团队）、贝诺 （Benoy）及新加坡雅思柏设计事务所（RSP）组成的顾问团所共同设计，以戏剧性的穹形玻璃屋顶和充满现代感的钢材外观设计为亮点，开放的绿色空间， 世界最大的室内瀑布的设置而闻名，是新加坡第一个把清新绿植和旅游景点融入周边设施的一座建筑。施工方面由新加坡本地老字号建筑公司和合（Woh Hup）和日本大林组新加坡子公司（Obayashi Singapore）合资企业联合建造。
建筑特色亮点
1.“甜甜圈”穹窿玻璃屋顶
看下图所示，这个圈的中间就是整个星耀樟宜的最大亮点–“森林谷和雨旋涡” 。
2.森林谷
新加坡素有“花园城市”的美誉，这也是“星耀樟宜”设计灵感的泉源，它是新加坡规模最大的室内植物展示地之一。各种植物错落有致地分布在面积为 22,000 平米的区域，营造一种自然之美。
森林谷（Forest Valley）是建筑中心布置之一，它是一座五层楼高的花园，布满包括蕨类植物和灌木的各种绿植与树木。无论是到此转机的各国游客还是自然爱好者都将被此场景所吸引，沉浸在如田园诗歌般的森林谷中，享受翠绿的景色、纯净的瀑布，还可以登上森林谷感受其带来的清凉舒适感。
3.雨旋涡
这座让人惊叹的 40 米高的雨漩涡（Rain Vortex）是目前世界上最高的室内瀑布。雨漩涡在建筑中的核心地段，壮观的水流景象吸引来往游客的目光。瀑布和仙气（干冰）轮流出来，让整个森林谷烟雾缭绕，真的有置身大自然的感觉。随着夜幕降临，瀑布还将上演特殊光效的魅力声光秀，而在顶端之处将会呈现出天篷走道（Canopy Park）的一片仙境。在这里，游客可以享受到缤纷的花园、独特小径和户外用餐的体验。
4.水幕墙
当旋涡瀑布流下来时在 B1 和 B2 形成玻璃水幕
除了建筑外观景物的亮点，作为一个专业技术人员，在这里蔡耀忠先生着重介绍一下这个工程在施工过程中一些不为人知的操作以及背后的故事。
施工技术先进点
1.建筑信息模型（BIM） 贯穿整个设计施工过程
由于这个工程造型奇特，功能复杂，建筑、结构以及机电方面的技术协调变得格外棘手。常规的二维(CAD)的图纸协调无法准确地反应相互之间的关系。 而建筑信息模型（BIM）就具备这一强大功能，它不仅能生成三维建筑模型，而且能模拟真实施工先后顺序进行模拟施工，帮助有效快速地发现各个工种之间的冲突。
因此，作为总承包，我们充分利用这个强大的软件优势，不断进行施工程序模拟，从中预测施工过程中可能出现的问题，并作出修改调整，以确保最终交付现场施工的图纸完善和协调，最大限度地避免因为考虑不周而引起的返工和错误。这不仅大大提高施工效率，也有利于成本的控制。 从设计到施工，每个部门、每个环节都用 BIM 来控制。功夫不负有心人，真正的成品建筑与建筑师的设计图纸和模型基本上达到一致。
2. 二维码扫描追踪系统使得订货，生产和安装的精准成为可能
这个超级“甜甜圈”——透明穹形玻璃屋顶，是由 9000 多片玻 璃、近 18000 个钢梁、6000 多个铸钢节点构成的。由于它独特的造型，每一片玻璃、钢梁和钢节点都是量身定制，有特定的尺寸，因此订制安装过程中均黏贴二维码（QR code）。二维码储存了应有的全套技术数据，包括材料性能、尺寸、安装位置等等，通过扫描，现场安装人员能正确地定位每个构件；管理人员能通过电脑网络获悉材料的生产和安装的状态。 除此以外，大型机电设备同样采用二维码系统加以控制，确保生产和安装的及时性和准确性。 二维码扫描追踪系统也为今后维护提供了详细而准确的资料。
3. 垂直绿化的施工
该项目的室内绿化是设计亮点之一。各种植物错落有致地分布在面积为 22,000 平米的区域，中央的“森林谷”（Forest Valley）由众多曲线花槽错落有致，层层叠起组成，高度达五层楼。现场施工难度大，很难保证施工的精准性。 为了解决这个问题，施工方采用了工厂预制，现场装配的方案。如同搭积木，高强度、高性能的预制混凝土花槽在预制场生产，连同花槽外贴面石材一并完成，现场整体定位安装。这样不仅大大减轻了建筑的负荷，也缩短了施工周期，施工质量和精准度得以大大提高。
4. 瀑布水资源的来源和重复利用
新加坡是个缺水的国家，唯一的天然水资源只有雨水。 “星耀樟宜”中心位置的气派“雨漩涡”设计充分考虑了雨水的利用。雨天收集雨水，作为瀑布的供水，多余的雨水自动落到位于地下三层楼的蓄水箱，以供晴天瀑布的水循环资源。这不仅减少了运行成本，同时减轻了雨季雨水排放的压力，既环保又经济，一举多得。
施工建设难度
1.“星耀樟宜”位于樟宜机场中心, 三个航站楼之间，建造过程不能干扰机场正常运营。
尽管工程位于 1 号、2 号和 3 号航站楼之间，但在过去的四年里，工程团队一直在整个机场运营的中间发挥着神奇的作用。这对团队来说是一个重大的壮举，它在不影响机场运营、影响进出机场的交通流量的情况下，顺利准时地完成整个工程的施工。
2.拥有五层地下室——该地区最深的挖掘，自上而下的施工方法 。
“星耀樟宜”是一座 10 层高的建筑，地上 5 层，地下 5 层。由于该项目在整个樟宜机场拥有最深的地下室，项目团队必须进行多项研究, 包括岩土，以评估土壤状况和对周围建筑物的影响。 通常情况下，地下室是由自下而上建造的，但考虑到周边建筑群的结构稳定性，包括机场的重中之重的空中交通管制塔，常规方法有很大风险。因此，施工采取了逆向的自上而下的方法，挖掘和土建工程层层向下移动，同时对所有相邻结构进行 24 小时监测，以确保在整个开挖过程中周边建筑群的安全。
3.“星耀樟宜”是围绕着现有的轻轨轨道建造的
行驶在 2 号和 3 号航站楼之间的轻轨乘客可以近距离欣赏壮观的雨涡旋特写镜头。
“星耀樟宜”的一个主要特征是“雨漩涡”, 这是世界上最高的室内瀑布，绵延 7 层。最初的意图是在建筑正中心建造“雨漩涡”。然而，由于工程是围绕现有的轻轨轨道建造的，连接 2 号和 3 号航站楼的轨道部分现在正好穿过中间。为了绕着轻轨的固定结构工作，团队不得不建造 “雨漩涡” 略显偏离中心，同时保持与轻轨的安全距离。调整后的雨漩涡除非有人具有鸟瞰的洞察力，否则这几乎是不可能注意到的。
4.巨大的穹形玻璃屋顶看起来不受重力的影响
“星耀樟宜”的“树冠公园”和“森林谷”充满了郁郁葱葱的绿地, 并与一系列娱乐消遣设施融为一体，如游戏景点、花园 、步行道和餐饮场所。为了让游客在没有视觉阻碍的情况下充分享受这些独特的设施，硕大的空间必须没有柱子。但考虑到这一点—“星耀樟宜“的屋顶重达 3500 吨，相当于 6架 A380 飞机，横跨 200 米长、150 米宽的区域。
要使这种尺寸的屋顶无柱，屋顶需要一个支撑系统。 为此，团队设计了一个支撑系统，由一个环形梁和 14 根树状柱围绕屋顶边缘，每根柱子的高度一直延伸到 12 米。 这个支撑着周围整个网状结构的屋顶，这个超大悬臂屋顶现在实际上是悬在距离地面 37 米的空中。
5. 必须围绕重要的机场运营服务建造地下车辆通道
道路工程和车辆通道是施工中最具挑战性的阶段之一。在修建通往“星耀樟宜”的道路时，必须进行大量的道路工程及改道。这包括通往新综合体地下室的坡道。对后者来说， 很大一部分工作是在地下完成的。然而，有大量的重要服务管线贯穿这些坡道的位置， 这些支持着樟宜机场的日常运作，包括水管、电信线路和连接航站楼与控制塔的关键管线。如果这些管线受任何影响都将不利于整个机场的运营。 因此， 项目团队在这些地点工作时必须非常谨慎，利用 BIM 作了许多不同的尝试，分析不同方案的利弊，如时间、成本、机场服务受影响程度等等，因此这些坡道的建设成了整个开发项目中最具挑战性的任务之一。
6.防火设计
为了确保这么大型公共交通枢纽兼购物娱乐消遣设施的安全，同时不让美好景观受影响，我们在防火设计上也作了大量研究，采用了先进的垂直加水平的卷帘系统，保证了机场最大限度的宽敞视觉效果，也满足了新加坡的防火规范及防恐防爆的功能，“星耀樟宜“连接一号航空楼处最长的水平卷帘长达 94 米。
7.建筑日后维护设计
除了以上施工建设难点，作为设计兼施工的总承包商，必须周密策划考虑建成后的建筑清理和维护，确保无论室内室外每个死角都能用不同的手段进行清洁、维修或替换构件。
Facade Access
幕墙外立面的维护
因此设计和施工团队利用最新电脑软件作各种模拟，例如维修车辆运行轨迹，不同机械设备最大触及范围及所能到达区域，某些无法触及部位如何采用蜘蛛人加悬索绳系统来填补那些死角。
Facade Access
幕墙内立面的维护
Facade and Planters Dead Corner Access
幕墙和花池死角的维护
一个好的建筑作品的成功，不能只顾眼前的利益，必须对今后的持久性、耐用性作周密的策划，使这一建筑保持经久不衰。
心得体会
作为一个建筑师出身，转行做总承包建筑技术主管（Principal Architectural Coordinator），我所考虑的问题更多的是如何能够让设计图纸更好地转化为现实建筑，方方面面的要求达到和谐均衡，它是对设计美观、技术运用、施工可行性、造价预算、实施进度、工种协调、社会协调等等的全面整合——用关系思考。
这一复杂的综合工程牵涉到众多国际专业设计公司， 如建筑设计概念公司，园林设计公司，水景设计公司，幕墙设计公司，室内设计公司等等。另外，机场的特殊设计要求以及不能中断的机场服务，同时必须及时确保总包和各个分包的施工图纸精准地交付施工现场，大量的建筑材料有序地运到现场，而且大部分材料都来自世界不同的国家，有些材料预订时间需要长达两年以上，所以必须一次成型，避免翻工修改的机会。
我白天大部分时间都在机场的工程部跟各个设计公司开会协调施工过程中碰到的事先无法预知的问题，如地下不明管线，图纸和现场不符，还有在图纸上可行但实际操作无法进行等施工难题。晚上还得返回办公室准备将白天讨论的结果做成 PPT 呈现，然后提交各部门最后审批。机场项目不同于其他项目，除了必须得到所以政府部门的批准外，还必须达到机场特殊的要求，审批过程格外严格。
作为建筑总承包的建筑部技术主管，我还必须对施工图的制作根据施工总的进度表进行统筹计划，也负责建筑材料的审批和订购，确保图纸和材料能配合施工的进度。同时我还亲自审核自己所管辖的区域的施工图，必要时必须带领工程师或画图员到现场实际测量，以保证图纸的准确性。例如，我们在这个项目的前期阶段，我们用 BIM 的 Revit 软件帮助我们做建筑，结构和机电及水几个工种的原设计冲撞探测（clash detection），总共发现了十几万个冲撞点，然后经过长达四个多月的不断修改，优化，终于将冲撞点缩小到了几千个。然后在出施工图的过程中逐步调整，最终将所有冲撞点全部解决。这是一个非常艰巨而艰难的过程，需要各方的积极配合。对于材料的选用、审核，也同样如此。所以，设计和施工过程环环相扣，都考验一个团队的合作和勇于探索的精神，也反映出每个人的态度。
“星耀樟宜”是我的孩子，它的孕育让我更加明了一种态度，这样的态度存在于这个坚强团队里每一个成员身上，从总设计师到底下每一个工人，人人是一颗星星，聚集在一起，铸就了今天世界为之震惊的“星耀樟宜”！
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