成都独角兽岛启动区景观设计LIM实践

潘越丰

佟 昕

李靖婷

在大数据及数字化的时代背景下，风景园林设计与建造技术的数字可视化也随之高速发展。以大数据为背景建立的高精度计算机模型可以帮助对追求更加出色成果的设计公司和业主完成目标。其收益在项目的每一个阶段都能够逐一体现。从1992年建筑信息模型(Building Information Modelling，BIM)一词在Nederveen和Tolman的文章中第一次正式出现[1]至今，一些国家如新加坡、英国、美国和欧洲各国已经在风景园林设计行业中开展了较长时间的BIM实践工作，设立了相关行业规范与法规。不管是项目甲方或是技术咨询方都培训了相当一部分专业人员，形成了较为成熟的BIM流程工作体系。当然，由于风景园林工程自身设计技术、建造与运营的特殊性所在，BIM技术并不像建筑和基础设施工程那样可以被贯穿于项目的全生命周期，其局限性在实践过程中逐渐显现。哈佛大学的Ervin教授提出风景园林信息模型(Landscape Information Modelling，LIM)的概念，希望基于BIM衍生和优化针对风景园林工程目的数据信息模型，能够在规划、设计、施工和运营维护等各个阶段发挥作用[2]。

近几年逐渐有越来越多的中国风景园林工作者开始研究和推广LIM在实际项目中的运用。但是在整个行业体系中所占的比例尚小，市场化的比例相对较小，找到适合风景园林项目尺度特征和技术要求的数据化信息模型的技术工具与技术供应商并不是特别容易，在行业内的认知度也并不高。通过成都独角兽岛启动区的设计与实施过程可以看到，以BIM为基础的工程实践对风景园林专业项目带来极大收益的同时也表现出一些困难和局限性，从而看到了推广LIM的潜能。

1 项目背景

成都独角兽岛位于成都天府新区兴隆湖东侧，总体规划占地67hm2。Zaha Hadid建筑事务所和安博戴水道(Ramboll Studio Dreiseitl，RSD)，分别作为建筑设计方和景观设计方为项目制作了总体规划设计(图1)。项目的规划旨在为成都独角兽企业建立一个拥有高质量环境的可持续的聚集腹地。未来将服务于来自全球各地的7万名研究人员、公司职员和居民。启动区是位于岛上最西北角的一座展览馆建筑，建筑面积约1.2万m2，园林设计及施工面积约2.3万m2。

2 设计挑战

RSD在确定参与此案的风景园林概念方案设计到扩初设计时，启动区的建筑施工图设计已经完成，并已经进入了地基开挖和建设阶段。场地呈东高西低的趋势，从梓州大道至湖畔路东段落差约6m，至湖面常水位落差达13m。为了利用高差，建筑地下一层的设计在面对鹿溪河及兴隆湖一面的时候进行抬高，结构顶部标高与现有市政道路人行道标高高差达10m，而两者的结构间距只有2.48m(图2)。如何将建筑与滨水空间融合得更好、解决场地高差问题成为本项目的最大挑战之一。另一个挑战则来自于极短的设计期限。由于项目的工期要求，项目需在4个月内完成概念到扩初的设计。如何在如此短的时间内完成设计任务，同时又要保证设计集趣味性、艺术性和生态性为一体，则是设计师需要解决的一大问题。

图1 总体规划平面及启动区位置(Zaha Hadid绘)

图2 地下一层结构与路面高差分析

3 设计构思

基于以上条件的分析和延续总体规划中的莲花概念，RSD通过各种强烈的元素和空间对比来保证园林景观的趣味性，创造多样性的体验感，同时又通过宏观的景观本底将其形成统一。要形成这样的对比与统一，实际的空间边界与抽象的元素边界则扮演着至关重要的角色。建筑场地本身的标高与兴隆湖常水位存在较大的高差，艺术化的地形在解决高差问题的同时，统一并界定着元素与空间的边界，使空间在多纬度产生差异，有目的地形成良好的视线通廊，也拉近了参观者与绿色植物的距离，让人可以与自然艺术亲密接触。这类似于荷兰绿色大堤的作用，保护着高地的安全，塑造着高地之城的尊贵和威严感。展示中心就犹如在高地上的城堡，优美的艺术地形烘托出它更加独特和抢眼的魅力，从而将过往者的视线都吸引聚焦至此。

创建对比同时也意味着产生空隙。这正好比莲藕，正是设计的灵感来源之一。椭圆的空间造型衍生出场地中多样的活动场地和景观形态。例如跌水花园、溪流花园、乐水花园、竹园、生态净化群落、智能喷泉、瞭望花园、艺术地形和银杏林等(图3)。这些精细化设计的花园将与其余的空间形成对比，从而将其余的空间有目的地设计成更加自然趣味的原野感。

艺术景观地形形成的高与底、内与外，处理手法的精细和对比感延续到不同的空间和功能当中(图4)。例如将“空隙”设计为精致的花园，拥有着秀美的铺装、花园式的植物搭配和主题式的水景元素。除此之外用模拟自然的手法将其他空间设计为浪漫原野的风格。例如芒草与草本花卉的大片混种，形成自然原野的风貌，配合自然水体和原生树种，打造一种最美原野的画境(图5)。

4 实现过程

在RSD被委托项目的起初，业主并没有要求这是一个应用LIM的风景园林项目。经过项目以下几方面的实际情况分析，RSD决定向业主在设计过程中推荐LIM。

第一，展览馆建筑主体项目为BIM建设项目，建筑共享信息平台CDE(Common Data Environment)已经建立，风景园林设计专业如果在此时加入能够最快、最准确地获取项目信息，包括建筑、结构、水电和预算管理等相关专业，减少与各专业沟通所消耗的工时；第二，RSD设计团队采取新加坡和北京协同工作模式，Zaha团队同样设立伦敦与北京的异地项目团队，施工图深化方中建西南院和业主成都天投公司则都在成都，因此LIM的采用还能极大地缓解各相关单位团队内部与外部国际间工作带来的信息交换缓慢、困难等问题；第三，风景园林设计的功能和造型上与展览馆建筑的衔接要求非常高，从而能够解决场地高差的问题并且契合建筑语言，精确的场地和建筑3D模型能够使设计从方案甚至概念设计阶段就在精确数字化的三维环境中进行，避免后续深化或施工过程中出现的二次设计或者返工的情况。

根据Zaha Hadid的项目特点，LIM设计过程中，团队之间所用的软件技术工具集中在Rhino+Grasshopper与Revit的交互使用上。在Revit建立的场地地形模型上展开各个阶段和功能区域的设计工作。并且将可视化的三维设计成果用于阶段性汇报，致使顺利地通过各阶段的设计审核(图6-1～6-3)。

北部艺术地形的塑造是为了用一种比较柔软的方式解决地下车库结构与现状道路的高差问题(图7-1、7-2)。每一个折叠坡度间的关系决定了地形的艺术效果和实施技术工艺的选择。在Rhino+Grasshopper调整波浪造型的时候，设计师初步判断可以利用生态堆坡工法来完成全部的北坡工程，如果仅以此为依据将直接影响到项目预算方、采购方及施工方的决策，导致返工，造成项目进度延后，甚至埋下安全隐患。当在Revit中进行坡度快速核算后，发现局部需要采用轻质固土技术，并结合加筋石袋固坡。土方和材料的算量和前期预想差距巨大，这在传统CAD二维景观设计工作模式下是很难被发现的。建造过程中由于施工团队还不具备卫星定位技术指导施工，对这种造型精度要求极高的地形塑造来讲，误差和工艺上的不完美在所难免，所以在施工阶段LIM的优势并没有被发挥出来。

图3 启动区设计平面

图4 北坡艺术景观地形(金银实摄)

图5 启动区花境(金银实摄)

跌水花园作为主要迎宾和落客区域，设计理念上希望室外空间可以同时具有生态性、技术性与艺术性，方案确定了在双向曲线坡面的椭圆绿地西侧设计一个具有场地滞蓄功能的镜面水池，结合生态净化群落保证水质，西侧利用椭圆地形凸起部分，以参数化的方式设计了渐变菱形曲面跌水，而二者的结合却加大了设计深化与建造的难度(图8)。

图6 -1 整体Rhino模型

图6 -2 整体Revit模型

图6 -3 整体效果图

首先，在生态净化群落的设计中，为保证净化群落的功能，植物须处于常水位区段，同时设计须保证高水位不会对东侧跌水造成影响。其次，双向倾斜的曲线变化要求与环形车道精准地切点定位契合，这进一步增加了设计深化难度。设计深化只有依靠精确的三维设计环境才能完成，并最终形成数字化建筑信息输出二维图纸和三维模型相结合的方式指导施工。LIM模型在方案优化和施工建造方面也发挥了作用。通过在模型中模拟不同水位的淹没区范围，确定生态净化群落的位置与水景抬起高度，控制淹没范围达到最大的净化效率(图9)。跌水作为面朝建筑的主体，采用与建筑同样的参数化设计模式，并预制渐变曲面菱形表皮，内凹的表皮随着水景主体曲线的变化从无到有逐渐变强，模数也逐渐扩大(图10)。通过参数化控制内凹深度和表皮倾斜度，控制水流产生同构的从无到有、逐渐强烈的水花(图11)。水景装置公司借助模型对水流进行了模拟，制定了顶部出水或孔隙出水的2个比较方案，保证水花效果。面材供应商利用平台上的模型信息完成600多块完全不一样的菱形石材面的预制工作，并保证现场安装纹理能够完美对接。

图7 -1 北坡艺术地形效果图

图7 -2 北坡艺术地形实施效果(金银实摄)

图8 跌水花园实景(金银实摄)

图9 镜面滞留池与生态净化群落

图10 菱形跌水面模型

图11 菱形跌水实景(金银实摄)

流水花园是整个场地中最大的水景，与建筑墙体连接，从建筑延续出来，形成了建筑与景观共同的场所性，又分割了建筑主体与艺术地形景观之间的空间，增加了空间的层次感。不同于跌水花园需要把生态性与雕塑艺术性相结合，流水花园水景处理难度在于如何处理水景与建筑的相接关系，以及如何在弧形且有高度落差的情况下做出均匀的水面效果。在整体设计上，水池边缘由建筑墙体延续出来，采用与建筑相同的GRC模块材质，与建筑进行等比分割。根据方案精准建模后交予厂家生产。在水景设计上，把主体分为4个部分，分别为：第一部分坡度为0的出水区域，水面厚度1cm；第二部分坡度为0.7%的流水区域，水面厚度1cm；第三部分坡度为4%的跌水区域，采用与跌水花园同样的参数化表皮；第四部分坡度为0的镜面水池，水深10cm。通过参数化模拟水流，发现水平的弧面无法保证水流的均匀流动。因此，通过参数调整弧面高程与坡度使薄水层依然均匀(图12)。整个水景的分水线依据水流模拟结果被准确划分，从而最终营造出弧形的薄水层与镜面水景效果。

瞭望花园和风景林主要以丰富的园林植物景观为造景手法，混合式的种植形成多样化的群落组合，原野自然的趣味和随之营造的栖息地与展览馆建筑完美结合(图13)。在植物设计及施工方面，囿于植物库数据的空白性，以及工程工期期限的限制性，从零开始录入植物模型库将消耗大量的时间和人力。所以从实际情况出发，设计团队选择更加迅速、传统的CAD出图模式。但是，假设在当下能够拥有成都地区的植物数据模型库，设计工作效率将会极大提高。如果掌握周边苗圃供应商的备苗条件，也有可能免去施工阶段多次多地苗圃实地考察的时间和人工成本。

图12 水流面模拟对比

图13 瞭望花园实景(金银实摄)

5 结语

以参数化软件技术作为手段，风景园林信息模型在设计和施工的主要流程中发挥作用是独角兽岛启动区项目成功完成的关键。从整个过程来看，风景园林信息模型的推行给业主、设计方、施工方和供应商都带来了很大收益。其中设计方在设计阶段受益最深，保证了项目按时高质量完成，并将设计理念贯穿落地。施工阶段中，囿于相关人员的知识背景差异，信息模型的效益没有得到最大化体现。就本项目风景园林设计专业而言，项目管理方面并没有从签订合同初期就建立LIM模式与团队，项目后期的交付、运营、养护也没有继续LIM流程的计划，但是从中受益的业主方会思考是否在未来项目中推行风景园林工程信息模型化。各利益方的知识背景差异及行业市场现状，加之风景园林行业设计与工程的特殊性，本项目基于BIM的实践过程再次告诉设计师和业主，仅依靠BIM实现风景园林行业的全生命周期应用会面临挑战和困难，有必要在风景园林工程的全生命周期实现专业化的数字信息模型运用。可见，LIM的发展符合时代背景下行业进步的趋势，具有必然性。

注：文中图片除注明外，均由作者绘制。

项目信息：

景观方案及扩初设计：安博戴水道

景观设计团队：潘越丰、Jelle Therry、Janice Tung、金银实、李靖婷、孙韵孜、房圆

景观施工图设计：中国建筑设计院西南院

建筑方案设计：Zaha Hadid建筑事务所

建筑施工图设计：中国建筑西南院

项目效果图：Zaha Hadid建筑事务所&安博戴水道

甲方：成都天投集团

项目地址：成都市天府新区鹿溪口南路与湖畔路东段交汇口