成都獨角獸島啟動區景觀設計LIM實踐

潘越豐

佟 昕

李靖婷

在大數據及數字化的時代背景下，風景園林設計與建造技術的數字可視化也隨之高速發展。以大數據為背景建立的高精度計算機模型可以幫助對追求更加出色成果的設計公司和業主完成目標。其收益在項目的每一個階段都能夠逐一體現。從1992年建筑信息模型(Building Information Modelling，BIM)一詞在Nederveen和Tolman的文章中第一次正式出現[1]至今，一些國家如新加坡、英國、美國和歐洲各國已經在風景園林設計行業中開展了較長時間的BIM實踐工作，設立了相關行業規范與法規。不管是項目甲方或是技術咨詢方都培訓了相當一部分專業人員，形成了較為成熟的BIM流程工作體系。當然，由于風景園林工程自身設計技術、建造與運營的特殊性所在，BIM技術并不像建筑和基礎設施工程那樣可以被貫穿于項目的全生命周期，其局限性在實踐過程中逐漸顯現。哈佛大學的Ervin教授提出風景園林信息模型(Landscape Information Modelling，LIM)的概念，希望基于BIM衍生和優化針對風景園林工程目的數據信息模型，能夠在規劃、設計、施工和運營維護等各個階段發揮作用[2]。

近幾年逐漸有越來越多的中國風景園林工作者開始研究和推廣LIM在實際項目中的運用。但是在整個行業體系中所占的比例尚小，市場化的比例相對較小，找到適合風景園林項目尺度特征和技術要求的數據化信息模型的技術工具與技術供應商并不是特別容易，在行業內的認知度也并不高。通過成都獨角獸島啟動區的設計與實施過程可以看到，以BIM為基礎的工程實踐對風景園林專業項目帶來極大收益的同時也表現出一些困難和局限性，從而看到了推廣LIM的潛能。

1 項目背景

成都獨角獸島位于成都天府新區興隆湖東側，總體規劃占地67hm2。Zaha Hadid建筑事務所和安博戴水道(Ramboll Studio Dreiseitl，RSD)，分別作為建筑設計方和景觀設計方為項目制作了總體規劃設計(圖1)。項目的規劃旨在為成都獨角獸企業建立一個擁有高質量環境的可持續的聚集腹地。未來將服務于來自全球各地的7萬名研究人員、公司職員和居民。啟動區是位于島上最西北角的一座展覽館建筑，建筑面積約1.2萬m2，園林設計及施工面積約2.3萬m2。

2 設計挑戰

RSD在確定參與此案的風景園林概念方案設計到擴初設計時，啟動區的建筑施工圖設計已經完成，并已經進入了地基開挖和建設階段。場地呈東高西低的趨勢，從梓州大道至湖畔路東段落差約6m，至湖面常水位落差達13m。為了利用高差，建筑地下一層的設計在面對鹿溪河及興隆湖一面的時候進行抬高，結構頂部標高與現有市政道路人行道標高高差達10m，而兩者的結構間距只有2.48m(圖2)。如何將建筑與濱水空間融合得更好、解決場地高差問題成為本項目的最大挑戰之一。另一個挑戰則來自于極短的設計期限。由于項目的工期要求，項目需在4個月內完成概念到擴初的設計。如何在如此短的時間內完成設計任務，同時又要保證設計集趣味性、藝術性和生態性為一體，則是設計師需要解決的一大問題。

圖1 總體規劃平面及啟動區位置(Zaha Hadid繪)

圖2 地下一層結構與路面高差分析

3 設計構思

基于以上條件的分析和延續總體規劃中的蓮花概念，RSD通過各種強烈的元素和空間對比來保證園林景觀的趣味性，創造多樣性的體驗感，同時又通過宏觀的景觀本底將其形成統一。要形成這樣的對比與統一，實際的空間邊界與抽象的元素邊界則扮演著至關重要的角色。建筑場地本身的標高與興隆湖常水位存在較大的高差，藝術化的地形在解決高差問題的同時，統一并界定著元素與空間的邊界，使空間在多緯度產生差異，有目的地形成良好的視線通廊，也拉近了參觀者與綠色植物的距離，讓人可以與自然藝術親密接觸。這類似于荷蘭綠色大堤的作用，保護著高地的安全，塑造著高地之城的尊貴和威嚴感。展示中心就猶如在高地上的城堡，優美的藝術地形烘托出它更加獨特和搶眼的魅力，從而將過往者的視線都吸引聚焦至此。

創建對比同時也意味著產生空隙。這正好比蓮藕，正是設計的靈感來源之一。橢圓的空間造型衍生出場地中多樣的活動場地和景觀形態。例如跌水花園、溪流花園、樂水花園、竹園、生態凈化群落、智能噴泉、瞭望花園、藝術地形和銀杏林等(圖3)。這些精細化設計的花園將與其余的空間形成對比，從而將其余的空間有目的地設計成更加自然趣味的原野感。

藝術景觀地形形成的高與底、內與外，處理手法的精細和對比感延續到不同的空間和功能當中(圖4)。例如將“空隙”設計為精致的花園，擁有著秀美的鋪裝、花園式的植物搭配和主題式的水景元素。除此之外用模擬自然的手法將其他空間設計為浪漫原野的風格。例如芒草與草本花卉的大片混種，形成自然原野的風貌，配合自然水體和原生樹種，打造一種最美原野的畫境(圖5)。

4 實現過程

在RSD被委托項目的起初，業主并沒有要求這是一個應用LIM的風景園林項目。經過項目以下幾方面的實際情況分析，RSD決定向業主在設計過程中推薦LIM。

第一，展覽館建筑主體項目為BIM建設項目，建筑共享信息平臺CDE(Common Data Environment)已經建立，風景園林設計專業如果在此時加入能夠最快、最準確地獲取項目信息，包括建筑、結構、水電和預算管理等相關專業，減少與各專業溝通所消耗的工時；第二，RSD設計團隊采取新加坡和北京協同工作模式，Zaha團隊同樣設立倫敦與北京的異地項目團隊，施工圖深化方中建西南院和業主成都天投公司則都在成都，因此LIM的采用還能極大地緩解各相關單位團隊內部與外部國際間工作帶來的信息交換緩慢、困難等問題；第三，風景園林設計的功能和造型上與展覽館建筑的銜接要求非常高，從而能夠解決場地高差的問題并且契合建筑語言，精確的場地和建筑3D模型能夠使設計從方案甚至概念設計階段就在精確數字化的三維環境中進行，避免后續深化或施工過程中出現的二次設計或者返工的情況。

根據Zaha Hadid的項目特點，LIM設計過程中，團隊之間所用的軟件技術工具集中在Rhino+Grasshopper與Revit的交互使用上。在Revit建立的場地地形模型上展開各個階段和功能區域的設計工作。并且將可視化的三維設計成果用于階段性匯報，致使順利地通過各階段的設計審核(圖6-1～6-3)。

北部藝術地形的塑造是為了用一種比較柔軟的方式解決地下車庫結構與現狀道路的高差問題(圖7-1、7-2)。每一個折疊坡度間的關系決定了地形的藝術效果和實施技術工藝的選擇。在Rhino+Grasshopper調整波浪造型的時候，設計師初步判斷可以利用生態堆坡工法來完成全部的北坡工程，如果僅以此為依據將直接影響到項目預算方、采購方及施工方的決策，導致返工，造成項目進度延后，甚至埋下安全隱患。當在Revit中進行坡度快速核算后，發現局部需要采用輕質固土技術，并結合加筋石袋固坡。土方和材料的算量和前期預想差距巨大，這在傳統CAD二維景觀設計工作模式下是很難被發現的。建造過程中由于施工團隊還不具備衛星定位技術指導施工，對這種造型精度要求極高的地形塑造來講，誤差和工藝上的不完美在所難免，所以在施工階段LIM的優勢并沒有被發揮出來。

圖3 啟動區設計平面

圖4 北坡藝術景觀地形(金銀實攝)

圖5 啟動區花境(金銀實攝)

跌水花園作為主要迎賓和落客區域，設計理念上希望室外空間可以同時具有生態性、技術性與藝術性，方案確定了在雙向曲線坡面的橢圓綠地西側設計一個具有場地滯蓄功能的鏡面水池，結合生態凈化群落保證水質，西側利用橢圓地形凸起部分，以參數化的方式設計了漸變菱形曲面跌水，而二者的結合卻加大了設計深化與建造的難度(圖8)。

圖6 -1 整體Rhino模型

圖6 -2 整體Revit模型

圖6 -3 整體效果圖

首先，在生態凈化群落的設計中，為保證凈化群落的功能，植物須處于常水位區段，同時設計須保證高水位不會對東側跌水造成影響。其次，雙向傾斜的曲線變化要求與環形車道精準地切點定位契合，這進一步增加了設計深化難度。設計深化只有依靠精確的三維設計環境才能完成，并最終形成數字化建筑信息輸出二維圖紙和三維模型相結合的方式指導施工。LIM模型在方案優化和施工建造方面也發揮了作用。通過在模型中模擬不同水位的淹沒區范圍，確定生態凈化群落的位置與水景抬起高度，控制淹沒范圍達到最大的凈化效率(圖9)。跌水作為面朝建筑的主體，采用與建筑同樣的參數化設計模式，并預制漸變曲面菱形表皮，內凹的表皮隨著水景主體曲線的變化從無到有逐漸變強，模數也逐漸擴大(圖10)。通過參數化控制內凹深度和表皮傾斜度，控制水流產生同構的從無到有、逐漸強烈的水花(圖11)。水景裝置公司借助模型對水流進行了模擬，制定了頂部出水或孔隙出水的2個比較方案，保證水花效果。面材供應商利用平臺上的模型信息完成600多塊完全不一樣的菱形石材面的預制工作，并保證現場安裝紋理能夠完美對接。

圖7 -1 北坡藝術地形效果圖

圖7 -2 北坡藝術地形實施效果(金銀實攝)

圖8 跌水花園實景(金銀實攝)

圖9 鏡面滯留池與生態凈化群落

圖10 菱形跌水面模型

圖11 菱形跌水實景(金銀實攝)

流水花園是整個場地中最大的水景，與建筑墻體連接，從建筑延續出來，形成了建筑與景觀共同的場所性，又分割了建筑主體與藝術地形景觀之間的空間，增加了空間的層次感。不同于跌水花園需要把生態性與雕塑藝術性相結合，流水花園水景處理難度在于如何處理水景與建筑的相接關系，以及如何在弧形且有高度落差的情況下做出均勻的水面效果。在整體設計上，水池邊緣由建筑墻體延續出來，采用與建筑相同的GRC模塊材質，與建筑進行等比分割。根據方案精準建模后交予廠家生產。在水景設計上，把主體分為4個部分，分別為：第一部分坡度為0的出水區域，水面厚度1cm；第二部分坡度為0.7%的流水區域，水面厚度1cm；第三部分坡度為4%的跌水區域，采用與跌水花園同樣的參數化表皮；第四部分坡度為0的鏡面水池，水深10cm。通過參數化模擬水流，發現水平的弧面無法保證水流的均勻流動。因此，通過參數調整弧面高程與坡度使薄水層依然均勻(圖12)。整個水景的分水線依據水流模擬結果被準確劃分，從而最終營造出弧形的薄水層與鏡面水景效果。

瞭望花園和風景林主要以豐富的園林植物景觀為造景手法，混合式的種植形成多樣化的群落組合，原野自然的趣味和隨之營造的棲息地與展覽館建筑完美結合(圖13)。在植物設計及施工方面，囿于植物庫數據的空白性，以及工程工期期限的限制性，從零開始錄入植物模型庫將消耗大量的時間和人力。所以從實際情況出發，設計團隊選擇更加迅速、傳統的CAD出圖模式。但是，假設在當下能夠擁有成都地區的植物數據模型庫，設計工作效率將會極大提高。如果掌握周邊苗圃供應商的備苗條件，也有可能免去施工階段多次多地苗圃實地考察的時間和人工成本。

圖12 水流面模擬對比

圖13 瞭望花園實景(金銀實攝)

5 結語

以參數化軟件技術作為手段，風景園林信息模型在設計和施工的主要流程中發揮作用是獨角獸島啟動區項目成功完成的關鍵。從整個過程來看，風景園林信息模型的推行給業主、設計方、施工方和供應商都帶來了很大收益。其中設計方在設計階段受益最深，保證了項目按時高質量完成，并將設計理念貫穿落地。施工階段中，囿于相關人員的知識背景差異，信息模型的效益沒有得到最大化體現。就本項目風景園林設計專業而言，項目管理方面并沒有從簽訂合同初期就建立LIM模式與團隊，項目后期的交付、運營、養護也沒有繼續LIM流程的計劃，但是從中受益的業主方會思考是否在未來項目中推行風景園林工程信息模型化。各利益方的知識背景差異及行業市場現狀，加之風景園林行業設計與工程的特殊性，本項目基于BIM的實踐過程再次告訴設計師和業主，僅依靠BIM實現風景園林行業的全生命周期應用會面臨挑戰和困難，有必要在風景園林工程的全生命周期實現專業化的數字信息模型運用。可見，LIM的發展符合時代背景下行業進步的趨勢，具有必然性。

注：文中圖片除注明外，均由作者繪制。

項目信息：

景觀方案及擴初設計：安博戴水道

景觀設計團隊：潘越豐、Jelle Therry、Janice Tung、金銀實、李靖婷、孫韻孜、房圓

景觀施工圖設計：中國建筑設計院西南院

建筑方案設計：Zaha Hadid建筑事務所

建筑施工圖設計：中國建筑西南院

項目效果圖：Zaha Hadid建筑事務所&安博戴水道

甲方：成都天投集團

項目地址：成都市天府新區鹿溪口南路與湖畔路東段交匯口