地域環(huán)境與多專業(yè)技術融合
——甘肅省體育館建筑設計

馮志濤 FENG Zhitao

甘肅省建筑設計研究院有限公司

業(yè)主：甘肅省體育局

建筑地點：甘肅省蘭州市

建筑設計：甘肅省建筑設計研究院有限公司

項目負責人：馮志濤

設計團隊：馮志濤、米宏圖、靳東儒、劉興成、馬曉燕、黨曉暉、程珵、黎琰

建筑面積：51 796.06m2

設計時間：2016

建成時間：2020.09

攝影：馮志濤

甘肅省體育館選址經(jīng)過多年反復的論證研究，最終確定在蘭州新區(qū)職教園區(qū)中心的城市商業(yè)文化生態(tài)休閑區(qū)?？紤]到甘肅省體育館對城市的巨大影響及它承載的期盼和使命，希望其成為城市建設成就體現(xiàn)和地標建筑的愿望也是自然的。政府和業(yè)主在前期規(guī)劃論證過程中提出明確的要求：項目在功能上要以平時使用為主、賽時使用為輔，體育館建筑體形簡潔方正，不希望采用復雜的建筑形體。這就需要建筑師在建筑創(chuàng)作理念外，考慮更多復雜的因素和承擔一定的社會責任。

1 項目概況

甘肅省體育館總用地面積為264 953.46m2，總建筑面積為51 796.06m2，投資約7.5億，共有9 729個座位。體育館主體地上1層，局部4層夾層，主體高度為32.4m，屬于一類高層建筑，耐火等級一級，屋面防水等級I級，地下室（草坡下房間）防水等級I級，抗震設防烈度7度。體育館主要由綜合比賽場地及觀眾看臺區(qū)組成。內(nèi)場尺寸按照對競賽場地要求較高的搭臺體操、手球、5人制足球等項目所需的最大競賽場地及其緩沖空間確定，同時可實現(xiàn)冰藍轉(zhuǎn)換。非賽時，如文藝演出、大型會展等可根據(jù)需要對比賽和訓練場地進行功能轉(zhuǎn)換。

2 基于城市的復合空間

結(jié)合該區(qū)域總體規(guī)劃和區(qū)域定位，我們希望從城市設計角度將項目區(qū)域進行重新定位和詳細規(guī)劃，對建設目標進行城市外部空間和建筑環(huán)境的設計、組織，對空間環(huán)境的個性、場所感和可識別性做出創(chuàng)作判斷，將更多的城市復雜空間體現(xiàn)在規(guī)劃和建筑設計中，并使其與地域環(huán)境相適應，創(chuàng)造出綠色可持續(xù)的、靈活的多功能城市體育休閑中心，體現(xiàn)體育建筑在城市發(fā)展過程中的重要作用。

基于這樣的思考，設計團體在規(guī)劃設計中利用不規(guī)則扇形地形，突出文化與生態(tài)、體育與休閑、商業(yè)與公園等多元化功能的交融共享，通過水系、軸線、廣場、內(nèi)街等元素的劃分和組織，營造曲水流觴的空間意境，總體形成“一帶、兩軸、四片區(qū)”的規(guī)劃結(jié)構（圖1）。以甘肅省體育館建筑為核心，形成相對對稱的東西建筑功能片區(qū)，南側(cè)廣場、北側(cè)環(huán)湖景觀構成開放空間，建筑布局追求在靈活自然的環(huán)境下符合各片區(qū)特定功能秩序的空間關系，形成城市復合空間（圖2）。

3 地域環(huán)境與多專業(yè)技術融合下的建筑構思

在現(xiàn)有的社會環(huán)境下，建筑師需要以理性、積極的心態(tài)面對每一次建筑創(chuàng)作。建筑特性、地域文脈、視覺感染、城市空間的關聯(lián)成為甘肅省體育館創(chuàng)作的基礎。體育館的功能、運營、形體、空間、周邊環(huán)境通過中庭院落、休息廊、景觀平臺有機組織起來，將視覺形式、地質(zhì)地貌、地域文化等多重復雜的疊加信息和人文環(huán)境元素，以大地的肌理、金屬的表皮、形體的對比加以詮釋，而非簡單地定義其風格。設計中通過對大地肌理——一種自然壯美力量的提煉、功能體塊的整合，用豎向GRC實現(xiàn)建筑整體的厚重感和韻律感。上部斜向金屬網(wǎng)格表皮通過百合花瓣的參數(shù)化變異形成，與比賽館部分主體、訓練館形成統(tǒng)一的整體，表達出一種人文環(huán)境下的信息、技術、材料的共生狀態(tài)及多樣性，同時使建筑形式與內(nèi)在結(jié)構相匹配，也體現(xiàn)出建筑師的美學趣味。

建筑上下部分的形體通過兩種表皮材料和技術狀態(tài)形成對比，通過內(nèi)部透明玻璃反射出周圍環(huán)境、天氣和燈光的變化，展現(xiàn)建筑截然不同的表情，體現(xiàn)甘肅多彩的地貌和文化——一種色彩、一種甘肅（圖3）。

通過正面入口處的大臺階、透明垂直電梯的方洞產(chǎn)生一種與自然相容的力量，將體育建筑奔放的特質(zhì)和高大的尺度體現(xiàn)出來，用建筑語言的方式引導人們從場地進入大廳。側(cè)面朝向入口的綠色緩坡使體育館與周邊場地、環(huán)境形成一定的連貫性和過渡，在不同的高度感受綠化與水景的融合，同時保持人們對該地區(qū)丘陵地貌的記憶（圖4～8）。

4 內(nèi)部空間環(huán)境營造

1 構思草圖

2 鳥瞰效果圖

3 立面構思

4～6 室外空間

7～8 室外空間

體育館內(nèi)部空間是為比賽服務的場地，觀眾廳、門廳、通廊、樓梯等以滿足使用和疏散為主要目的，而作為建筑師，則更需要關注空間的組織和尺度的把控，在滿足功能需求的同時（包括平時使用時），盡可能將各部分使用空間有機組織起來，用流動的線條、靈動的曲線、豐富的空間體現(xiàn)體育建筑的動勢和地域文化特征。休息空間引入綠色種植系統(tǒng)，與比賽場館和公共區(qū)域在設計語言上各自獨立，材料和色彩通過空間串聯(lián)起來，為功能空間創(chuàng)造愉悅的感受和體驗（圖9～14）。

9～10 室內(nèi)空間

11～13 室內(nèi)空間

14 平面圖

5 各專業(yè)技術的協(xié)同融合

體育館建筑設計的復雜性需要通過新的結(jié)構、新的技術、新的材料協(xié)同各專業(yè)得以實現(xiàn)。從技術的角度來看，體育館設計綜合了建筑設計的尖端技術，各專業(yè)需要根據(jù)建筑師提出的功能、室內(nèi)外空間效果、投資控制等提出適宜的措施、可行的技術，并通過設總、各專業(yè)負責綜合分析確定。各專業(yè)需要結(jié)合各自專業(yè)技術的特點、相關點和難點協(xié)同工作，而不是各自囿于各自的領域內(nèi)。例如，比賽館屋蓋結(jié)構體系是建筑師與結(jié)構工程師根據(jù)功能和比賽館空間效果及各專業(yè)技術可行性、經(jīng)濟性等各種因素反復溝通，最終選用單向平面主桁架結(jié)構，主桁架沿橫向布置，支撐在比賽看臺外圍的框架柱上，休息廳樓蓋根據(jù)建筑方案的懸挑及外表皮效果采用鋼梁+鋼筋桁架樓板；又如一根風管的走向?qū)痈摺⒖臻g的影響，風口風速對體育比賽的影響，一根雨水管對柱子尺度、經(jīng)濟性、美觀性的影響等，都是需要在設計中協(xié)調(diào)考慮的。

體育館建筑聲學、噪聲控制措施等也需要各專業(yè)協(xié)調(diào)考慮，賽事、平時混響時間達到國家甲級標準。例如，比賽大廳頂面采用空間吸聲體，安裝在與網(wǎng)架下弦桿平行的平面上，墻面安裝菱鎂吸聲板SL-N與菱鎂吸聲板SL-LFC；噪聲控制措施、比賽大廳暖通管道的吊掛及支撐件均需采用減振器和減振吊鉤；暖通管道的送、回風口需根據(jù)機房設備及送、回風口的風速等產(chǎn)生的噪聲，安裝消聲器或采用消聲風管等。

體育館的導示系統(tǒng)、景觀照明、賽事交通指引等影響建筑效果、使用功能的部分也都需要各專業(yè)仔細協(xié)同處理。通過不同專業(yè)的設計協(xié)同、運用BIM技術，保證了甘肅省體育館設計工作的配合成效，提升了設計質(zhì)量，提高了精細化設計水平。

6 綠色建筑技術策略

綠色、低碳、可持續(xù)建筑是當下建筑設計提倡和我們必須要做的?！耙虻刂埔耍驓夂蛑埔恕?，利用被動式的設計方法，實現(xiàn)建筑的高效率和低能耗，創(chuàng)造健康、舒適的建筑空間。

甘肅省體育館建筑設計中從綠色建筑的全生命周期和節(jié)能角度考慮適用的技術，如外遮陽系統(tǒng)、太陽能利用、鋼結(jié)構、外圍護結(jié)構優(yōu)化、智能照明控制設計、熱回收系統(tǒng)、土建與裝修工程一體化設計，控制建筑體形系數(shù)，設計有利于雨水回收的透水地面，減少熱島效應，改善生態(tài)環(huán)境等。具體措施如外幕墻低輻射鍍膜中空玻璃具有反射長波輻射熱的功能，結(jié)合拋光金屬材料表面具有超低長波發(fā)射率的特點，起到隔熱作用，降低外窗傳熱系數(shù)（圖15，16）；合理利用天然采光，除有特殊要求的場所外，均選用高效照明光源、高效燈具、節(jié)能附件及控制系統(tǒng)；比賽館、訓練館采用熱回收組合式空調(diào)機組回收排風中的余熱，熱回收效率大于60%等。這些都是甘肅省體育館項目中對綠色、低碳、可持續(xù)建筑發(fā)展的體現(xiàn)。

15，16 幕墻節(jié)點