城市环境关系和景观领域系统
建筑基址位于园区的中心地带，东西、南北道路轴线交会的位置，设计者认为应非凡强化其中心地位和周边环境的辐射控制作用。设计者从北京天坛和意大利佛罗伦萨教堂等历史建筑原型中得到启示，大胆选用中心感极强的圆形主体形象，从而使建筑主体具有了全方位的观赏视角，自然体现出唯我独尊的雍容气度。使四周散落无章的现状建筑群有了景观中心控制点，从而产生明确的"秩序感"。
外部景观环境采用了9m×9m的方格网模数单元控制，结合园区放射状格网进行点、线、面的几何构成操作，构筑了大面严谨、局部活泼的复合景观领域系统，保证了新建筑融于整体环境之中。
功能第一和可持续发展模式
设计出发点是在精心安排垂直和水平交通枢纽空间和公共空间的基础上，使用空间为大框架包容所有机能空间（实验、办公、图书、计算机中心、展览等）。我们引入开放空间概念，并结合现代模数体系以9m×9m、3.6m×3.6m、1.6m×1.8m等基本建筑模块组合布局，力求以科学逻辑化、智能化、系统化的设计使整体功能适应各种功能性质的使用要求；同时使用空间高度的灵活性和可变性适应了高科技时代发展变化的要求，体现了可持续发展的超前意识。可灵活分隔的实验、办公区达27m×27m，希望它能成为使用者可以经营把握的建筑空间。
生态系统和以人为本理念
信息、网络社会中的现代科研建筑除了保证技术工艺的功能要求外，还应满足建筑的使用本体--科学家的心理、生理需求。良好的生态化的内外部环境所提供的学术交通场所将极大的激发科学家们的思维活力。
处在圆形中心27m×27m的核心科研实验区块，规矩方正、使用经济、效率高。圆形周边设置为辅助性服务功能空间，如垂直支撑系统（交通体、设备、排风、电气管井）和化学间、暗室、机房等，并在与圆相交的富余空间设为角部阳台，丰富立面光影效果。另在三、六、九层每隔二至三层设置生态中庭，做为科研交流场所。西侧月牙形小办公区块与科研实验区平面游离、错位6m，以天桥相连，自然形成了11层高的中庭，成为联系各层的过渡空间。
由于重要实验设备的防震接地要求，一、二层为实验区，非凡设置了3m以上宽度的周边大窗井。窗井外护墙的垂直绿化极大地改善了地下层工作条件。
顶部三层为院士教授的个人办公室和图书阅览室，设锯齿状玻璃天棚，周边设叠落状屋顶平台，使阅读、工作之余远望中关村科学城的美丽景观成为一种享受；夜晚仰望星空，除却一天的劳累，给心灵以净化，图书阅览室的灯光直映天际，似整个建筑与天地对话。
底部三层亦打破圆的界定，强调方圆穿插，将300人国际学术报告厅置于圆形范围之外的二层，从而生成三层高巨大的入口灰空间，向心的入口大台阶，延伸向东广场的柱列长廊，环状的地面铺装，结合东广场水池、绿地、树木、小品等，赋予外部环境明确的指向性和序列感，更强化了建筑与环境的对话。优雅的科研治学环境是莘莘学子心向之所。
形象定位，个性塑造和材料、尺度控制
西侧月牙状塔楼屋顶上设冷却塔和水箱间，加大了西立面建筑高度。西立面设计精度对称，正对物理所老入口的西门主轴线，与50年代老楼相呼应，传达出浓郁的历史怀旧情结。西侧月牙状塔楼南北两侧的刀刃状建筑角部，打破了圆柱体的单调和乏味。这"不破不立"的点睛之笔，产生出强烈的视觉冲击和心理震撼。建筑顶部由西向东降低倾斜，进而与东部广场的宏大尺度对应。环状花架格栅装饰屋顶机房、楼梯间等，仿佛是环抱的手臂，拥揽着图书馆的玻璃方盒体，进而使屋顶形象有传统大屋顶和穹顶的意象联系。叠落状屋顶平台具有高层室外活动、绿化场地的功能性，又使建筑顶部造型避免流于形式。造型设计中计白当黑、虚实互补的"似是而非"的手法，受到科学家群体的高度评价和广泛认同。现代物理研究告诉我们自然界是一个具有无限多样性和复杂性的多维世界，我们理性思维的抽象体系永远不能完满地描述或理解现实世界。在熟悉论上表现为强调直觉的体验。这等同于东方哲学观强调的直觉和理性的互补。"道"的所有表现形式都是事物的对立统一性和其固有的动态性质相互作用的结果，所有形式的存在都是相对的、运动的，只是同一终极实在的不同表现。
本方案运用面砖这一廉价材料做为主要外装饰材料，沿圆弧面依据900mm的模数单元开窗开洞进行立面设计，使施工排砖分格严格受控于设计者，精心组织砖红色面砖的铺砌方式和设色分层，近人尺度局部采用石材。这种装饰手法延伸至室内装修中，模糊了内外的感受，从而使整体传达出浓郁的文化气息。
建筑近人尺度选用柱、廊、台阶、灯柱、小品雕塑等与人相近的元素营造环境氛围，强化了建筑与人的情感交流，场所产生亲切的归属感，使该建筑进一步成为连接历史、现代、未来的记忆载体。
设计体会
在当今多元多变的现代经济社会中，建筑师应以"平常"的心态进行建筑设计，从系统学、生态学、人文学、心理学等多学科、多角度、多层面剖析演绎自己的作品。建筑创作重在兼收并蓄，吐故纳新，强调推敲比较，力求实破创新，设计作品要雅俗共赏，内涵丰富，而不是简单机械地运用符号，堆砌了事。建筑师应善于驾驭语汇，去表达、体现设计概念和追求。
设计指导：刘力
方案设计：王蔚、奚悦、刘阳、杨海宇、李淦等
技术经济指标：
总建筑面积 16141.3平方米
园区总用地面积 114580平方米
建筑层数 地上10层 地下1层
建筑总高度 44.8M
（注：此方案为中标实施方案）
作者单位：北京市建筑设计研究院
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