3、案例分析 

　　

3.1 Avia 体育场馆设计

——参数化设计在 BIM 技术中的应用 

　　

Avia 体育场建成于 2010 年，可容纳 50 000 人，由擅长体育建筑设计的 PopulOUS（前

身

HOK Sport 公司）完成，是第一座完全依靠参数化设计手段完成的体育场馆。整个设计希

望成为当地的标志性建筑，同时建筑本身又要与周边环境相融合。所以，设计采用一个自由
的曲线形态，应用

Bentley 公司的 Generative Components（GC）软件进行设计，采用多方

案比较方法获得对周边环境遮挡最少的形体。此外，采用透明材料的表皮，以获得更多的阳
光，使得建筑本身能够更好地融合于周边环境。设计试图将屋顶结构和建筑立面组成一个完
整的形体，并包裹在主体结构外面，打破传统体育场馆屋面结构与外立面分离的设计方法
（图

2）。 

　　整个设计方案建立的过程是，首先在

Rhino 建立 3D 模型，利用 3D 模型快速建立形体

并获得最适合的平面形态。一旦这个形式得到认可，就会在

Generative Components（GC）

里面建立一个基本模型，再通过在

Rhino 中得到的数据导人生成 GC 的脚本，并由此脚本

生成新的模型。而在

GC 中生成的模型具有很强的可修改性，由结构工程师进行优化，并将

结构设计数据导入模型。这样在同一个模型中，建筑师负责表皮和建筑形态的设计，而结构
工程师则在这个模型上面对结构构件尺寸和位置进行调整。这时所有参数的调整、模型的信
息都存储在一个

Excel 表格里。结构工程师只需要将调整好的数据输入，建筑师所使用的模

型就会及时得到更新。同时，幕墙顾问公司和建筑师通过统一的建筑模型进行研究，分析实
际建造中有关幕墙板材尺寸的问题，并在

SolidWork 中以原模型的结构中心线作为基础，

建立更为细致的幕墙节点模型，并再次对幕墙设计进行优化（图

3）。正是通过对参数模型

的分析，计算出体育场幕墙最小厚度不是设计时选择的

8mm 厚的聚碳酸酯板，而可以采用

3mm 厚的聚碳酸酯板代替，这样整体屋顶材料的质量可以从 200t 减少到 80t，从而使材料
的造价成本降低到原来的

60%左右。通过应用参数化设计以及 BIM 技术，Avia 体育场项目

最终在人力、材料上节约了大概

350 万美金。此外，通过建立 BIM 模型，还可以对 Avia 体育

场进行能源分析，进而实现节能、建设环境友好型体育场馆的设计目标。

 　　对于分工明确

的国外事务所来说，通过参数信息化模型可以更好促进跨公司间的合作，这也是

BIM 技术

加快设计、协调合作的一个原因。

 

　　在整个模型的设计过程中，建筑师起到统领整个设计过程的作用。建成的建筑信息模型
除了具备整个建筑的全部信息，在施工阶段有关建筑立面板材加工和定位都可以在此信息
模型中进行修改，大大节约了现场加工的人力与物力成本。

 

　　

3.2 杭州奥体中心主体育场

——BIM 技术从方案到施工应用 

　　杭州奥体中心主体育场位于钱塘江与七甲河交汇处南侧，规划建筑面积

22.9 万 m2，

拥有固定坐席

80 000 个（图 4）。此建筑的表皮设计是建立在一系列标准模数化的钢结构网

架上生成，所以其外表皮设计需要参数化技术手段，实现设计的协同和复杂几何形体的图
纸化。

 

　　在概念设计阶段，为了定义建筑表皮的空间几何关系和研究形式的多样性，并分析这
些形体结构关系的合理性，需要利用参数化模型演算。在图纸化阶段，

BIM 的工作平台可

以促进更高效的交流和协作，使得整个设计过程衔接得更加流畅。

BIM 技术适合参数化的

形体，而参数化形体也需要

BIM 去实现复杂的几何形体，并使其在更加经济合理的条件下

实现，增加建筑形式的多样性。在方案设计初期，

Rhinoceros 3D 和 Grasshopper 作为主要的

形体设计工具。在

Rhino 中建立模型之后分析形式的多样性，再将模型转入结构分析软件。

通过

Kangaroo 结构分析软件。对结构形式分析后再优化建筑形体，通过 Rhinoceros 建立 3D

模型用于建筑和结构分析，最终还是通过将

Rhinoceros 的模型转入 Revit 使图纸二维化（图

5）。同时，与传统设计手法相比，由于整个建筑的表皮为曲面，很难统计出幕墙的准确尺