达索系统用虚拟孪生重建一座更具可持续性的埃菲尔铁塔

寂静回声

埃菲尔铁塔总重量10100吨，其中金属框架重量7300吨，建造使用2500000个铆钉和18038个铁片。为防止埃菲尔铁塔被氧化侵蚀，用几层油漆对其进行保护。自建造起埃菲尔铁塔已经重新粉刷19次，平均每7年一次。为迎接2024年巴黎奥运会，埃菲尔铁塔将被重新粉刷，此次维修费用约为6000万欧元。这将是埃菲尔铁塔的第20次粉刷修复。


如果把100年前的设计师们请到现在来，重新设计埃菲尔铁塔，他们会怎么设计？埃菲尔铁塔的总建造师是亚历山大·古斯塔夫·埃菲尔（Alexandre Gustave Eiffel），而埃菲尔铁塔的项目设计，要归功于莫里斯·凯什兰（Maurice Koechlin）和埃米尔·诺吉耶（Émile Nouguier），他们是埃菲尔建筑公司（Compagnie des Établissements Eiffel）的两名高级工程师，新图稿的绘制者是建筑部主任斯特芬·索维斯特（Stephen Sauvestre）。我们当然没有办法复活这些建筑师，但我们可以找到他们优秀的同行们。
达索系统行业解决方案、现场营销和可持续发展执行副总裁Florence Verzelen决定启动名为“Building Tomorrow（筑“梦”明天）”项目，在达索系统建立一支队伍，并邀请法国著名建筑师Nicolas Laisn一起，基于达索系统3DEXPERIENCE平台，重新设计可持续的埃菲尔铁塔。

Nicolas Laisn 于 2005 年创立了他的建筑设计机构 Nicolas Laisn Architectes，从事城市规划、建筑和室内设计项目，从设计到执行和现场监督。

他的团队由20 多人组成，总部设在巴黎，为法国和国外的公共机构、私人行为者和个人工作。

Nicolas Laisn 接受过多种文化的培训：印度的 Raj Rewal，美国的Steven Holl，以及欧洲的Jean Nouvel。他最具象征意义的创作之一（Arbre Blanc ，2019年），使他沉浸在日本和地中海文化中。
跟随他们的旅程，了解他们将如何利用最新的数字解决方案和技术能力重新构想埃菲尔铁塔，以减轻其在流程每个步骤中对环境的影响。

基础设施和城市的建设应持续数十年或数百年。在气候变化、资源枯竭和城市快速发展的背景下，将可持续发展措施纳入我们所做的一切比以往任何时候都更加重要。也只有这样，我们才能确保我们既满足当前的需求，且不会给未来带来过多的负担。

今天，我们有能力将这些考虑因素付诸行动 ，并在价值链的每个阶段将可持续性融入我们的基础设施和城市。所有这一切都可以通过达索系统3DEXPERIENCE平台的协同解决方案来实现。
设计像埃菲尔铁塔这样复杂的项目不会允许有任何错误的余地。虚拟孪生可帮助公共当局在流程的每一步进行协同、测试、评估和做出基于科学的决策。

完美规划如何从第一天开始全面了解您的可持续城市？从项目一开始，达索系统城市设计团队就希望这座新塔成为巴黎的有机组成部分，以应对城市的挑战并帮助推进其可持续发展目标。
在人口和监管压力、气候变化以及难以预测的短期和长期挑战的新规模的影响下，可持续城市发展进入了一个新时代。城市将可持续城市规划置于其议程的核心，并且必须越来越多地满足快速变化的公民期望，以在有弹性和有吸引力的环境中创造更好的生活。在巴黎城市的背景下，负责新塔的达索系统设计团队考虑了以下可持续性驱动因素：

限制二氧化碳排放和自然资源消耗


为对抗城市热岛做出贡献


开发美观的设计



满足市民的需求


考虑到这些挑战，为新塔选择的概念是垂直花园，即可以满足巴黎成为安全、智能和可持续城市的雄心，同时也为居民提供更好的生活质量。

开发过程的关键是达索系统3DEXPERIENCE平台。该解决方案提供了一个数字环境，使城市和地区的规划者能够为其公民创造价值，降低成本和风险，并将可持续性作为运营的核心。


正如达索系统城市与公共服务副总裁雅克·贝尔特兰所说，为城市虚拟孪生提供支持的3DEXPERIENCE 平台是城市规划的游戏规则改变者：它使公民以及所有公共和私人利益相关者能够共同设计和体验更具可持续性和弹性的城市。
钢铁脱碳，使建筑变得强大和可持续。坚固、灵活且价格合理的钢材对全球建筑业至关重要。现代的钢比1887年用于原始埃菲尔铁塔的铁梁要先进得多，是任何类似规模项目的完美建筑材料。不幸的是，钢铁也是世界上碳含量最高的材料之一。
这意味着在新塔上工作的设计师在使用钢材时需要以创造性的方式促进其可持续性。为实现这一目标，他们需要转变整个钢铁生产价值链的设计和运营方法。

根据麦肯锡公司2022年2月7日发布的报告《Product sustainability: Back to the drawing board（产品可持续性：回到绘图板）》提供的数据，产品全生命周期中大约80%的碳排放量是由设计阶段做出的决策来决定的。能够从一开始就对可选项的环境影响有一个强有力和准确的理解，可以帮助团队做出更好的可持续发展决策。






但是由于虚拟孪生可以持续自动更新，利益相关者在选择替代物流安排时可以迅速采取行动。有了这些信息，他们可以选择符合可持续性KPI 以及交付和成本预期的选项，然后可以在整个项目中轻松地传达这些选择。所有这一切都使施工操作更加灵活和有弹性。

正如达索系统商业服务副总裁塔赫拉·库尔所言，借助3DEXPERIENCE 平台，物流公司可以可视化、管理和优化其运营，从一开始就使其高效、弹性和可持续。

专家Victor Becerra 深入探讨了在3DEXPERIENCE平台上如何实现整个供应链的早期物流优化、减少其整体碳足迹并使其更能抵御中断的信息。这些体验将使您今天能够将铁路货运物流数字化并优化流程，以实现高效、清洁的交付，直至最后一英里。
创建新塔的虚拟孪生意味着其运营管理可以从早期阶段通过设计实现碳中和概念化。

让碳中和的未来成为自给自足之路。减少建筑施工和物流的碳排放是一回事，然而，即使在它们建成之后，建筑物仍会继续排放来自供暖、制冷、电力使用以及其他正在进行的运营和维护活动的碳和其他温室气体排放。
创建一个真正可持续的新塔意味着在设计阶段早期考虑这些因素，确定最终影响整体碳排放的80%。这就涉及到如何选择可持续材料并设计能源和水管理系统，以减少整个生命周期的碳排放。为了实现碳中和，团队需要做的第一件事是了解建筑物的未来用途，以及与这些用途相关的资源消耗和碳排放。然后，他们能够将这些数据整合到他们的构思过程中。



建筑产品化通过加速独特和可持续建筑的设计、交付和组装来动摇建筑世界并改变价值链。

超越预制：通过产品化塑造未来的可持续建筑。埃菲尔铁塔刚建成时，就被视为全球奇迹，不仅因为其宏伟的设计，还因为它展示了使用最先进的制造技术和建造技术可以实现的目标。例如，结构梁上的铆钉孔在工厂异地精密钻孔，实际铆接在现场完成，最大限度地提高了质量和效率。

新塔项目也应用了同样的创新精神，利用了一种称为建筑产品化的制造技术。这意味着这座新塔不是被视为一个单一的实体，而是被设想为一个由多个工业预制模块组成的模块化建筑。这些模块可以在微型工厂制造，然后在现场安装，在组装过程中需要的工人更少。

与其从头开始设计预制模块，不如从现有的集成就绪模块库中选择建筑物的各种元素。这些模块的设计基于来自总承包商、专业制造商和建筑产品制造商的既定数据和知识。总承包商是模块化系统的主要集成商。通过使用虚拟建筑孪生，建筑项目团队可以利用集成就绪模块的不同组合对不同的建筑设计进行建模和测试。
这就是产品化的力量。受到其他制造业（如汽车制造）长期使用的模块化方法的启发，它通过利用久经考验的零部件库来帮助满足日益增长的个性化和区域化需求。这些零部件可以用于未来的模块化建设项目。

这种产品化方法还使设计人员能够有条不紊地考虑制造和物流限制，然后做出能够支持真正可持续建筑方法的决策。

这里的一个关键要素是可追溯性，因为通过3DEXPERIENCE平台能够在每个模块的生产、运输和组装过程中对其进行跟踪，制造商可以监控整个建筑生命周期中的环境影响，帮助最大限度地减少碳足迹等因素。这包括能够根据需要在其他地方卸载和重用每个模块。通过模块化，从制造和施工到运营再到最终拆除的每个阶段，项目浪费都大大减少。

在整个过程中，3DEXPERIENCE平台是推动产品化的关键要素。虚拟孪生解决方案使团队能够有效地管理生成变体模块、产品线、产品组合和项目数据。借助有效的协同工具，团队还可以轻松保持密切联系。
正如达索系统AEC行业（建筑、工程与施工）副总裁Rémi DORNIER所言，随着建筑产品化，建筑物不再是一次性的项目，一种新的模块化方法允许在项目之间重复使用建筑元素和专有技术。这可以节省大量时间和成本，提高质量保证，并有助于实现真正的可持续建筑。将建筑专业知识产品化，以在第一时间就以可持续方式正确建造。

达索系统的专家Karun Chakravarthy 和Nicolas Senemaud 探讨了如何使建筑产品化，如何通过3DEXPERIENCE 平台将产品化应用到我们的新塔中。