◎ 本刊編輯部

久負盛名的中國建筑設(shè)計研究院（CAG）在不同時期、不同地域為世界呈現(xiàn)出同樣的精彩。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?shù)淖髌纺壑O(shè)計師們非凡的智慧與創(chuàng)意。在撲面而來的三維設(shè)計風(fēng)潮面前，中國建筑設(shè)計研究院在一步一步的探索中逐漸把BIM應(yīng)用推向更深、更廣的領(lǐng)地——2006年的奧林匹克公園望塔就是一個很好的例證。

在造型的設(shè)計上，中國傳統(tǒng)文化中的圓形元素和自然界的植物形態(tài)激發(fā)了建筑師的靈感。源于對植物自由形態(tài)的追求，建筑在設(shè)計上進行了大膽創(chuàng)新，它汲取樹木的形狀作為主體結(jié)構(gòu)，將植物蓬勃向上的生命姿態(tài)展現(xiàn)得淋漓盡致。

圖1 奧林匹克公園瞭望塔鳥瞰圖

圖2 奧林匹克公園瞭望塔室內(nèi)效果圖

復(fù)雜錯落的形體、上大下小的結(jié)構(gòu)為設(shè)計和施工增加了很多難度。望塔用結(jié)構(gòu)作為建筑的外皮，簡單講就是表內(nèi)如一。異型結(jié)構(gòu)體的搭建及受力計算，模型搭建及玻璃分格，異型結(jié)構(gòu)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(gòu)件的制作、定位及塔冠結(jié)構(gòu)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(shè)計時限面前，“望塔已經(jīng)到了無法再用現(xiàn)有軟件設(shè)計的時候了，我們有種黔驢技窮的感覺?！笨祫P表示。此外，由于建筑形態(tài)特殊，各專業(yè)管線綜合比較復(fù)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(yīng)用，中國建筑設(shè)計研究院副院長崔 、中國建筑設(shè)計研究院院長助理歐陽東均高度重視，負責項目的總協(xié)調(diào)工作。

設(shè)計院簡介

中國建筑設(shè)計研究院

中國建筑設(shè)計研究院（CAG）是2000年4月由原建設(shè)部四家直屬的建設(shè)部設(shè)計院、中國建筑技術(shù)研究院、中國市政工程華北設(shè)計研究院和建設(shè)部城市建設(shè)研究院組建的大型骨干科技型中央企業(yè)，前身是創(chuàng)建于1952年的中央直屬設(shè)計公司，改革開放后是第一批進入國際建筑市場并較早獲得對外經(jīng)營權(quán)的設(shè)計企業(yè)之一，注冊資金為18143萬元。2000年11月通過ISO9001國際質(zhì)量體系認證。院集團現(xiàn)有員工4000余人，其中工程院院士2人，全國工程勘察設(shè)計大師8人，經(jīng)國務(wù)院批準享受政府津貼的專家90余人；國家一級注冊建筑師240余人，一級注冊結(jié)構(gòu)工程師210余人，注冊城市規(guī)劃師40余人，注冊造價師30余人，注冊咨詢師50余人，注冊監(jiān)理師50余人，注冊設(shè)備工程師180余人，注冊電氣工程師80余人，其他注冊人員10余人；高級設(shè)計、研究人員1100余人，中級技術(shù)人員900余人。中國建筑設(shè)計研究院在全球56個國家包括中國141個城市設(shè)計了8000余民用建筑項目，與全球32個知名建筑事務(wù)所有過設(shè)計合作。獲得410項國際級、國家級和省部級優(yōu)秀設(shè)計獎項。憑借扎實的功底和辛勤的工作，中國建筑設(shè)計研究院攻關(guān)了1000余項科研項目，編制了70余本規(guī)范，共獲得140項國家級和省部級優(yōu)秀科研獎項。近年來，中國建筑設(shè)計研究院在四川汶川、青海玉樹、新疆和田的援建設(shè)計項目累計達上百萬平方米。

不懈探索 BIM實現(xiàn)花瓣造型構(gòu)圖

經(jīng)過比較與選擇，項目起用了Autodesk三維設(shè)計軟件。由于建筑物的形態(tài)比較復(fù)雜，設(shè)計師剛開始應(yīng)用這款軟件并不是很順手。隨著設(shè)計的熟練程度增強，這款軟件在設(shè)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(jié)構(gòu)上的漸變性亦決定了其復(fù)雜性，設(shè)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(shè)計建模軟件，使建筑結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出理想的姿態(tài)。

圖3 奧林匹克公園瞭望塔效果圖

圖4 BIM模型3D漫游視頻截圖

盡管如此，花瓣姿態(tài)漸變、結(jié)構(gòu)仔細推敲的設(shè)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(shè)計為大致的情態(tài)，再放到三維軟件中定位。結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)由單線放大之后就變成了扭轉(zhuǎn)的弧形，Revit工具的復(fù)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(fù)雜的形體。花瓣形狀是一個非常立體的設(shè)計，往往需要配合其他工具，將整體的構(gòu)架切割出圖，化整為零，化難為易。

圖5 奧林匹克公園瞭望塔入口效果圖

三維優(yōu)勢 BIM前景蔚為可觀

BIM的一個優(yōu)勢在于建筑師能從三維設(shè)計中看到二維空間下不能看到或者無法預(yù)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(shè)計軟件的優(yōu)勢，因此BIM在非常規(guī)的建筑中是很有發(fā)展前景的。我認為BIM最大的價值在于提供了設(shè)計與施工的協(xié)同平臺。設(shè)計是什么樣子，施工就是什么樣子，設(shè)計和施工是在同一平臺操作的。BIM軟件不僅在設(shè)計單位大有用武之地，在施工單位中也應(yīng)該予以推廣，從而發(fā)揮更大的作用?！?/p>

Autodesk Revit在非常規(guī)建筑設(shè)計尤其是三維建模方面的優(yōu)勢，為項目建筑師提供了有力的表現(xiàn)手法?？祫P表示，從非常規(guī)建筑設(shè)計遠期的發(fā)展來看，一是要看設(shè)計的時間，二是要看設(shè)計的難度，BIM在專業(yè)協(xié)同方面優(yōu)勢顯著，是設(shè)計工程師們不二的選擇。

中國建筑設(shè)計研究院院長助理歐陽東表示，BIM為建筑創(chuàng)作提供了三維虛擬空間，在這個空間設(shè)計、建構(gòu)，不僅能解決傳統(tǒng)設(shè)計中各專業(yè)協(xié)調(diào)不夠的頑疾，也為全方位、綜合性研究建筑系統(tǒng)提供了有效的工具?？梢灶A(yù)見BIM在非常規(guī)建筑的設(shè)計與建設(shè)中有廣闊的前景。

圖6 奧林匹克公園瞭望塔效果圖

企業(yè)感言

“信息技術(shù)的發(fā)展催生了建筑設(shè)計進入了參數(shù)化的新時代，而眼花繚亂的視覺形象其實并不應(yīng)該成為這場革命的目標。以新的方法重新審視建筑與本土文脈和環(huán)境的關(guān)系，以新的技術(shù)提高對建筑質(zhì)量的控制才是我們應(yīng)該關(guān)注的?！?/p>

——中國建筑設(shè)計研究院副院長 崔

“BIM為建筑創(chuàng)作提供了三維虛擬空間，在這個空間設(shè)計、建構(gòu)，不僅能解決傳統(tǒng)設(shè)計中各專業(yè)協(xié)調(diào)不夠的頑疾，也為全方位、綜合性研究建筑系統(tǒng)提供了有效的工具?？梢灶A(yù)見BIM在非常規(guī)建筑的設(shè)計與建設(shè)中有廣闊的前景?！?/p>

——中國建筑設(shè)計研究院院長助理 歐陽東

“從藝術(shù)角度上講，BIM使得新生代建筑師對實現(xiàn)他們心中未來派城市、未來派建筑的夢想充滿信心。它的強大的功能和數(shù)據(jù)資源，能讓他們放開思路去暢想、去嘗試新的理念，并能腳踏實地的使之變?yōu)楝F(xiàn)實?！?/p>

——中國建筑設(shè)計研究院崔 工作室建筑師奧林匹克公園瞭望塔項目負責人 康凱

“BIM是一個技術(shù)革新的設(shè)計平臺，是隨著建筑功能和形態(tài)日趨復(fù)雜，替代傳統(tǒng)二維設(shè)計的一種必然性?！?/p>

——中國建筑設(shè)計研究院崔 工作室建筑師奧林匹克公園瞭望塔建筑專業(yè)負責人 葉水清