奥林匹克公园瞭望塔
奥林匹克公园瞭望塔位于北京奥林匹克公园中心区东北部,瞭望塔由五个塔体组成,塔体高度由186米至248米,是整个片区的制高点,登临瞭望塔,可俯瞰整个奥体中心和奥体公园,还可以远眺北京优美的城市风光。瞭望塔坐落在缓缓升起的绿荫草坡之上,象征生命之塔从天然草丛中破土而出,与周边自然草地和花木浑然一体,呈现出自然、和谐、优美的景观。建筑总面积18687平方米,建筑分为顶部五厅和底部大厅,底部入口大厅层比奥运大道标高升起约2米,为覆土建筑,顶面用绿坡与自然地面相接,进出大厅路径上方为玻璃采光带,提供自然光线和向上仰视塔身的视角。顶部五厅分别为:主观光厅,餐厅、纪念厅、赛事转播厅、大型活动中心控制室,且每个厅都有供游人参观的观光平台。
奥林匹克公园瞭望塔作为北京的新地标建筑,肩负着向全世界宣传自身文化,体现本国个性和尊严的使命,有其与众不同的历史意义。本设计汲取中国传统文化中的圆形元素同时从自然界的植物形态中寻求灵感,体现了中国的文化和北京的人文特色。同时,由于瞭望塔是奥林匹克公园中心区的最后一个重要项目,与周边的建筑和环境相协调就变得尤为重要。用地选择尽可能的靠近奥林匹克公园中心区东北部,以避免高耸的建筑体量给周边建筑带来的视线影响。塔座大厅为覆土建筑,使建筑屋顶的绿坡与周边的景观及环境自然相接。
解决方案
一、BIM模型概况
奥林匹克公园瞭望塔五个塔体分别由塔冠、塔身、塔座组成,在塔的顶部位置逐渐向四周延展,形成树冠形态,像礼花绽放,又像清泉喷涌,五个高低不同的塔顶在空中形成似合似分的独特造型,也蕴含着奥运五环蓬勃向上的精神风貌。基座采取大跨度钢筋混凝土拱梁加双向网格梁结构,塔身结构由外层筒壳与核心筒组成。塔顶的楼层由外层树枝状结构与内框筒支撑。树枝状结构由空间扭曲的箱型构件组成。
针对瞭望塔复杂的造型结构,设计师首先在工业设计软件中进行初步找形,再对各部分进行编程划分,确定各结构的尺寸和三维坐标,这样既保证了造型的美观,又便于指导建造,最后导入Revit软件形成BIM模型。
二、BIM模型的应用于分析
通过完整的世博文化中心三维模型,设计师可以进行全方位的3D漫游展示。
BIM模型借助Autodesk 3ds Max进行建筑表现,通过适时的渲染建筑效果,可以帮助建筑师对建筑的最终造型和外观有更加感性和直观的认识。
三、利用BIM软件对结构模型进行分析,优化结构方案
四、BIM设计技术在本项目中的创新点
由于建筑形态特殊,项目在设计过程中遇到了一些技术难点:
塔座大厅部分 :
难点一:主入口及休息厅异型结构体的搭建及受力计算
难点二:南北入口异型玻璃雨棚及采光顶的模型搭建及玻璃分格
难点三:塔座大厅屋面异型结构梁的搭建、定位以及受力计算
塔身及塔冠部分 :
难点一:塔身外异型外幕墙的定位
难点二:塔冠部分树状异型构件的制作及定位
难点三:塔冠结构计算模型的搭建
其他:
难点一:由于建筑形态特殊,各专业管线综合比较复杂
难点二:与施工单位,幕墙厂家等的配合难度较大,需要直观的建筑模型
项目中软件的应用:
Google SketchUp:项目初期的方案推敲和对方案反复修改阶段
AutoCAD:主要的工程图纸绘制
Autodesk 3ds Max:由CAD图纸和SketchUp制作模型,用来渲染
Autodesk Revit Architecture :由最终CAD图纸制作精确模型,从而验证CAD图纸,总结异型构件制作方法
Autodesk Revit Structure:由最终CAD图纸制作结构模型,提供结构分析模型以及结构件制作方法
Rhinoceros:推敲瞭望塔基座部分异型墙体部分,并为CAD图纸提供依据
最后,在对项目结构计算时利用相关软件验证Revit模型的精确度,并为Revit提供模型制作的依据。
1. 主入口的设计推敲
主入口是设计为一个斜向的圆拱,仿佛从覆土中裂开的岩洞,开阔的广场将人们自然引入建筑之中。从地面升起的不规则拱形为受力计算带来了技术难题。建筑设计师通过工业设计软件对入口处造型进行了设计推敲并协同结构设计师进行二次深化设计和精确定位。
2.树状塔冠部分的设计推敲
塔冠部分呈树枝状像外延伸,其异形结构为空间定位、结构计算、模型搭建、幕墙定位带来了难点,设计先通过Rihno软件对外形进行推敲与定位,再通过BIM模型搭建,为后期各专业配合带来了便利。
3. 南北入口异型玻璃雨棚及采光顶的模型搭建及玻璃分格
南北入口之间设计了一条带状的采光顶,在覆土面植被的映衬下,玻璃的屋面仿佛一条蜿蜒的小河,在五座塔之间穿过。屋顶随地形起伏变化,玻璃分格设计时,加强纵向,弱化横向,与塔身竖向纹理呼应,一气呵成。
入口以弧形向外翘起的雨棚收束带状采光带,设计简洁有力,没有任何缀余的装饰,体现了结构的美感。