久負盛名的中國建筑設計研究院（CAG）在不同時期、不同地域為世界呈現出多樣的精彩。中華人民共和國駐南非大使館、首都博物館、北川文化中心等眾多耳熟能詳的作品凝聚著設計師們非凡的智慧與創意。在撲面而來的三維設計風潮面前，中國建筑設計研究院在一步一步的探索中逐漸把BIM應用推向更深、更廣的領地——奧林匹克公園瞭望塔就是一個很好的例證。

鐘靈毓秀 瞭望塔盡展植物華姿

奧林匹克公園瞭望塔位于奧林匹克公園中心區，總用地面積為81437平方米，建筑總高度為248米，是奧林匹克中心區域最高的建筑。作為北京的新地標建筑，瞭望塔擔負著向全世界宣傳自身文化、體現中國個性和尊嚴的使命。該建筑既要體現中國的文化和北京的人文特色，又要滿足安全保障和使用功能的要求。

在用地的選擇上，瞭望塔一方面靠近奧林匹克公園中心區東北部，避免高聳的建筑體量給周邊建筑帶來視線影響；一方面略向奧運景觀大道（中軸線）一側偏移，更靠近游客流線，有迎賓接福之意。塔座大廳為覆土建筑，建筑屋頂的綠坡和景觀環境渾然一體。進塔路徑如一條穿越塔柱的輕盈綢帶，與奧運大道銜接。 
 

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圖1奧林匹克公園瞭望塔鳥瞰圖

在造型的設計上，中國傳統文化中的圓形元素和自然界的植物形態激發了建筑師的靈感。源于對植物自由形態的追求，建筑在設計上進行了大膽創新，它汲取樹木的形狀作為主體結構，將植物蓬勃向上的生命姿態展現得淋漓盡致。

中國建筑設計研究院崔愷工作室建筑師、奧林匹克公園瞭望塔項目負責人康凱表示，最初的設計理念并不想由單體的建筑來表達，他們希望通過建筑的組合賦予人們詩意的聯想。觀景五塔坐地而起，錯落有致，形似嗩吶，狀若金花，夜幕降臨，在華燈異彩的映襯下，又宛如星空下綻放的禮花。 
 

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圖2奧林匹克公園瞭望塔室內效果圖

復雜錯落的形體、上大下小的結構為設計和施工增加了很多難度。瞭望塔用結構作為建筑的外皮，簡單講就是表內如一。異型結構體的搭建及受力計算，模型搭建及玻璃分格，異型結構梁的搭建、定位以及受力計算，異型外幕墻的定位，樹狀異型構件的制作、定位及塔冠結構計算模型的搭建等，成為亟待解決的難點問題。在兩個月的設計時限面前，“瞭望塔已經到了無法再用現有軟件設計的時候了，我們有種黔驢技窮的感覺。”康凱表示。此外，由于建筑形態特殊，各專業管線綜合比較復雜，與施工單位、幕墻廠家等的配合難度較大，直觀的建筑模型成為一個必然的選擇。

BIM軟件臨危受命，被提上日程。為了推動BIM在項目中的應用，中國建筑設計研究院副院長崔愷、中國建筑設計研究院院長助理歐陽東均高度重視，負責項目的總協調工作。  
 

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圖3奧林匹克公園瞭望塔效果圖

不懈探索 BIM實現花瓣造型構圖

經過比較與選擇，項目啟用了Autodesk三維設計軟件。由于建筑物的形態比較復雜，設計師剛開始應用這款軟件并不是很順手。隨著設計的熟練程度增強，這款軟件在設計師手中也越來越能夠運用自如。向外伸展的花瓣造型在結構上的漸變性亦決定了其復雜性，設計師在這一過程中百般推敲，使用Revit軟件，配合引用Rhinoceros，輔以大眾化的草圖工具以及輔助設計建模軟件，使建筑結構呈現出理想的姿態。 
 

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圖4 BIM模型3D漫游視頻截圖

中國建筑設計研究院崔愷工作室建筑師、奧林匹克公園瞭望塔建筑專業負責人葉水清介紹，在輔助設計方面，二維工具遠遠達不到三維工具的效果，三維輔助設計工具可以非常便捷地呈現出設計效果。特別是在方案深化的后期，二維軟件無法在立體空間中進行構建或者是精確定位，而這在三維軟件中可以輕松達到。

盡管如此，花瓣姿態漸變、結構仔細推敲的設計過程尚不能完整地在三維空間中操作。葉水清介紹說，造型首先在二維工具中被設計為大致的情態，再放到三維軟件中定位。結構定位、平面邏輯定位等許多事物都是在摸索中前進的。有一些梁結構由單線放大之后就變成了扭轉的弧形，Revit工具的復雜曲面建模能力較強，通過路徑跟蹤等多種方式的不斷嘗試，生成復雜的形體。花瓣形狀是一個非常立體的設計，往往需要配合其他工具，將整體的構架切割出圖，化整為零，化難為易。

在瞭望塔項目的運作過程中，設計師真切感受到，由于Revit三維模型可以關聯所有的平、立、剖圖紙，能大大提高出圖效率，一部分的修改可以關聯其他圖紙，這是Revit作為三維設計軟件的優勢。并且Revit能方便地對建筑構件的尺寸進行控制，也可以通過族文件對局部構件進行參數驅動控制，充分發揮參數化設計的優勢。Revit為各專業提供了完整的工作平臺，各專業可以在同一軟件平臺上進行三維協同設計，從而避免了普通工作方式帶來的大量的圖紙對接和反復工作，為建筑設計開辟了一條非常好的協同設計的路子，也為后期的管線綜合和施工配合打下良好基礎。
 

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圖5奧林匹克公園瞭望塔入口效果圖

三維優勢 BIM前景蔚為可觀

BIM的一個優勢在于建筑師能從三維設計中看到二維空間下不能看到或者無法預見的問題，為施工減少不必要的損失。葉水清表示：“建筑師不可能從二維空間中全面地透視三維空間，這是Revit作為三維設計軟件的優勢，因此BIM在非常規的建筑中是很有發展前景的。我認為BIM最大的價值在于提供了設計與施工的協同平臺。設計是什么樣子，施工就是什么樣子，設計和施工是在同一平臺操作的。BIM軟件不僅在設計單位大有用武之地，在施工單位中也應該予以推廣，從而發揮更大的作用。”

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圖6奧林匹克公園瞭望塔效果圖

Autodesk Revit在非常規建筑設計尤其是三維建模方面的優勢，為項目建筑師提供了有力的表現手法。康凱表示，從非常規建筑設計遠期的發展來看，一是要看設計的時間，二是要看設計的難度，BIM在專業協同方面優勢顯著，是設計師們不二的選擇。

中國建筑設計研究院院長助理歐陽東表示，BIM為建筑創作提供了三維虛擬空間，在這個空間設計、建構，不僅能解決傳統設計中各專業協調不夠的頑疾，也為全方位、綜合性研究建筑系統提供了有效的工具，可以預見BIM在非常規建筑的設計與建設中有廣闊的前景。