體育建筑與城市共生
——西安奧體中心設(shè)計(jì)

秦笛 劉慧

PTW 建筑事務(wù)所

1 西安奧體中心設(shè)計(jì)概況

2008年，PTW和CCDI合作為北京奧運(yùn)會(huì)設(shè)計(jì)了為人們所喜愛(ài)的國(guó)家游泳中心“水立方”，2017年3月，PTW與CCDI再次合作贏得了西安奧體中心規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)的國(guó)際競(jìng)賽。這次競(jìng)賽分為兩個(gè)部分：西安國(guó)際港務(wù)區(qū)核心區(qū)的概念規(guī)劃設(shè)計(jì)（共14.6km2，其中包含西安奧體中心）和西安奧體中心的總體規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)。2020年6月底，西安奧體中心工程正式竣工并于2021年4月27日成功舉辦了測(cè)試賽。目前，西安奧體中心正為第14屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)的開(kāi)閉幕式及正式賽事進(jìn)行緊張的籌備工作。PTW和CCDI所組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)參與了西安奧體中心的總體規(guī)劃和實(shí)施設(shè)計(jì)、建筑方案設(shè)計(jì)、主體育場(chǎng)和附屬設(shè)施的施工圖設(shè)計(jì)，以及賽事配合的全過(guò)程。

西安奧體中心是一個(gè)復(fù)合了多種功能的綜合性體育中心，由6萬(wàn)人主體育場(chǎng)、1.8萬(wàn)人體育館和4 000人游泳跳水館組成，“一場(chǎng)兩館”的配置提供了高標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)比賽和演出場(chǎng)所，并為國(guó)內(nèi)、國(guó)際賽事配備了專業(yè)的田賽、徑賽、足球訓(xùn)練場(chǎng)和室內(nèi)綜合訓(xùn)練館。同時(shí)，它也被設(shè)計(jì)為一個(gè)城市的公共休閑公園，為城市的公共活動(dòng)提供場(chǎng)地。園區(qū)內(nèi)分區(qū)域配備了大規(guī)模的地下車庫(kù)和充電車位，零售、餐飲、服務(wù)和體育培訓(xùn)設(shè)施根據(jù)需要集中布置。另外，在西安奧體中心的東南、東北地塊，規(guī)劃了辦公、高端酒店、會(huì)議和商業(yè)等配套設(shè)施，為賽事、演出和各類活動(dòng)提供全面的服務(wù)保障。

2 西安奧體中心的策劃與規(guī)劃

在西安奧體中心進(jìn)行全球設(shè)計(jì)方案征集的時(shí)候，西安國(guó)際港務(wù)區(qū)已處于穩(wěn)步發(fā)展的建設(shè)階段，道路網(wǎng)絡(luò)基本成型，大量項(xiàng)目已投入運(yùn)營(yíng)。而西安奧體中心的最終選址對(duì)港務(wù)區(qū)的原始規(guī)劃產(chǎn)生了很大影響，核心區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)必須從城市的現(xiàn)狀出發(fā)，重新思考體育建筑的本質(zhì)以及它與當(dāng)代城市的關(guān)系。我們需要在規(guī)劃中回答三個(gè)重要的問(wèn)題：它為城市提供什么？它如何改變城市格局？它如何影響城市生活？

2.1 體育建筑和城市的關(guān)系

在設(shè)計(jì)競(jìng)賽的初始階段，首先回顧體育建筑和城市的關(guān)系。奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)始于公元前700年，彼時(shí)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地和設(shè)施僅單純地服務(wù)于競(jìng)技運(yùn)動(dòng)本身。進(jìn)化到現(xiàn)代體育建筑的雛形階段，它在競(jìng)技功能的基礎(chǔ)上還滿足了觀眾觀賞的需求，并附帶一些與之相關(guān)的簡(jiǎn)單功能。也許是考慮到人流隱患，早期的現(xiàn)代體育建筑多遠(yuǎn)離城市建設(shè)。到了近現(xiàn)代，體育建筑的功能和工藝與時(shí)俱進(jìn)，或?yàn)榱艘?guī)劃對(duì)新興城區(qū)的驅(qū)動(dòng)作用，又或?yàn)榱吮苊馀c密集的中心城區(qū)產(chǎn)生沖突，遠(yuǎn)離城市建設(shè)的傳統(tǒng)仍然延續(xù)。因此，我們看到的體育建筑就像城市之外的一個(gè)孤島，雖然規(guī)模較大的體育建筑群會(huì)形成一個(gè)簡(jiǎn)單的類社區(qū)環(huán)境，但這個(gè)社區(qū)的形成通常以重大事件為中心，當(dāng)這個(gè)事件結(jié)束，它也隨即休眠，并不具備更多的城市功能。近幾年，由于城市的擴(kuò)張和發(fā)展，這些遠(yuǎn)離城市的體育建筑逐漸被城區(qū)所包圍，它們經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間、毫無(wú)規(guī)劃的自由運(yùn)營(yíng)時(shí)期，城外的孤島逐漸變成了城中的孤島。

1 全景鳥(niǎo)瞰

2 總平面圖

3 主體育場(chǎng)內(nèi)景

4 一層平面圖

5 看臺(tái)局部

6 剖面圖

業(yè)主：西安自貿(mào)港資產(chǎn)管理有限公司、西安奧體中心控股有限公司

建設(shè)地點(diǎn)：陜西省西安市

建筑設(shè)計(jì)：PTW 建筑事務(wù)所

聯(lián)合設(shè)計(jì)：CCDI 悉地國(guó)際

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：劉慧

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)：劉慧、秦笛、張璐、馬瑞民、張雨、溫樹(shù)彬、宮田園、趙超、朱勇軍、席向宇、王濤、董青、葛云鵬、賈瑜、劉培、江文憑、李艷華

幕墻顧問(wèn)：INHABIT 英海特工程咨詢有限公司

總建筑面積：52 萬(wàn)m2

設(shè)計(jì)時(shí)間：2017.03

建成時(shí)間：2020.07

當(dāng)這個(gè)情況和現(xiàn)代城市發(fā)展產(chǎn)生沖突時(shí)，開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和經(jīng)營(yíng)者不得不思考體育建筑應(yīng)該如何健康長(zhǎng)久地生存。我們?cè)谠O(shè)計(jì)水立方時(shí)，已經(jīng)知道它未來(lái)注定要生存在城市中，其全生命周期的健康運(yùn)轉(zhuǎn)是眼前必須解決的問(wèn)題。所以，如何融入城市生活是水立方設(shè)計(jì)方案的一個(gè)重要部分。我們?cè)诮ㄖ?nèi)部革新了功能布局，提供了一個(gè)水上樂(lè)園，并設(shè)置了賽后可大規(guī)模拆除的坐席，盡可能預(yù)留靈活的大空間。最終，水立方被設(shè)計(jì)成一個(gè)獨(dú)特的、有情緒的建筑物，它獲得了市民的喜愛(ài)，成為了一個(gè)吸引人的場(chǎng)所。

2.2 體育建筑的運(yùn)營(yíng)

雖然體育建筑的運(yùn)營(yíng)被越來(lái)越多地討論，各種嘗試層出不窮，但通常的辦法是簡(jiǎn)單直接地復(fù)合商業(yè)或培訓(xùn)等“賺錢”的功能。而隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，城市的商業(yè)和配套服務(wù)設(shè)施發(fā)展起來(lái)，體育場(chǎng)館的配套設(shè)施卻經(jīng)常因?yàn)橐?guī)模小、零散、業(yè)態(tài)等級(jí)低、空間受限、環(huán)境質(zhì)量參差不齊等問(wèn)題失去競(jìng)爭(zhēng)力并陷入困境。我們認(rèn)為，未來(lái)的體育建筑必須和城市生活緊密地聯(lián)系在一起，它需要為當(dāng)代城市提供切實(shí)的需求，融入到城市的格局和脈絡(luò)中，且具備一定的前瞻性和影響力。

英國(guó)倫敦的溫布利公園是一個(gè)單純的體育場(chǎng)館，通過(guò)城市更新演變成了城市公共活動(dòng)的綜合場(chǎng)所，進(jìn)而成為一個(gè)城市的地標(biāo)，受到各國(guó)游客的喜愛(ài)?；乜此某晒χ?，能夠總結(jié)出清晰的脈絡(luò)：繼承地域足球傳統(tǒng)遺產(chǎn)，形成強(qiáng)吸引力的文化延伸；通過(guò)城市更新的政策推動(dòng)，完善區(qū)域多元化的服務(wù)配套設(shè)施，強(qiáng)化城市綜合的公共功能，形成了賽事驅(qū)動(dòng)、文娛活動(dòng)豐富的商圈。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)也有一個(gè)典型的案例，筆者曾參與杭州奧體博覽城的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施工作，它是較早將體育建筑群按“城市綜合體”來(lái)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的案例，最終演變成一個(gè)匯集了多個(gè)核心體育設(shè)施群、會(huì)展、酒店、社會(huì)服務(wù)、商業(yè)設(shè)施、TOD、濱水公園等功能的航母級(jí)城市綜合體。這其中有土地集約利用的因素，也有都市化體育中心的前瞻性。以上兩個(gè)案例為我們提供了可參考的范本，與城市功能高度銜接、創(chuàng)造公共性價(jià)值或?qū)⒊蔀轶w育建筑的發(fā)展方向。

從運(yùn)營(yíng)層面上講，新的體育建筑或建筑群，應(yīng)該破除以事件為核心的傳統(tǒng)，站在城市功能的角度，綜合考慮城市戰(zhàn)略，將事件核心轉(zhuǎn)移為城市公共資源核心，以營(yíng)造一個(gè)復(fù)合城市公共功能的場(chǎng)所。近幾年，國(guó)外一些公園設(shè)計(jì)的概念和案例，開(kāi)始轉(zhuǎn)變我們的傳統(tǒng)思維，公共場(chǎng)所是一種具有巨大活力和吸引力的資源，而不是傳統(tǒng)、簡(jiǎn)單的共享景觀空間。傳統(tǒng)體育建筑所帶來(lái)的是單一事件的客流吸引，有時(shí)段和規(guī)模限制，而公共場(chǎng)所的客流吸引具有流量效應(yīng)，能夠幫助體育建筑形成全生命周期的良性循環(huán)。

2.3 西安奧體中心對(duì)城市的影響

7 布局研究

8 翹曲控制

9 環(huán)梁與鋁板翻起角度

10 四分之三剖切面結(jié)構(gòu)分解圖

11 屋面近景

12 鋁板鋼懸梁構(gòu)造分解圖

13 花瓣?duì)罱ㄖ黧w

在這樣的思考下，分別從生態(tài)環(huán)境、城市格局、人文場(chǎng)景、公共生活、空間體驗(yàn)等方面探討西安奧體中心的設(shè)計(jì)。西安奧體中心選址在灞河岸邊，我們需要思考這條古老的河流對(duì)城市的影響，并把奧體中心和灞河聯(lián)系起來(lái)：奧體中心的尺度，可以作為城市和自然的過(guò)渡區(qū)域，讓自然場(chǎng)景和城市生活順暢地融合在一起。西安奧體中心的建設(shè)改變了原有城市規(guī)劃的目標(biāo)和格局，我們?yōu)榻咏?5km2的區(qū)域重新規(guī)劃城市發(fā)展框架，以可持續(xù)為目標(biāo)，定位建筑與城市的關(guān)系，并設(shè)定了不同階段的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。灞河與驪山，是西安這座千年古都的文明見(jiàn)證，我們想打造一個(gè)城市公共活動(dòng)的連續(xù)空間，在不同的段落，提供不同的功能與場(chǎng)景，形成城市公共活動(dòng)的軸線。在這個(gè)開(kāi)闊、連續(xù)的公共活動(dòng)軸線上，創(chuàng)造一個(gè)視覺(jué)通廊，人們可以靠近灞河、遠(yuǎn)眺驪山，讓文化的烙印刻畫(huà)在城市生活的場(chǎng)景中，從而為城市的公共生活帶來(lái)活力。

3 主體育場(chǎng)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)

西安奧體中心的“一場(chǎng)兩館”都是體量龐大的建筑物，具有不能被漠視的標(biāo)志性。我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)希望簡(jiǎn)潔、優(yōu)雅、低調(diào)地處理標(biāo)志物形象，使它們成為展現(xiàn)城市生活的“特征場(chǎng)所”。因此，在場(chǎng)館布置上，體量最大的主體育場(chǎng)位于場(chǎng)地東部居中、臨灞河岸邊，體育館和游泳跳水館南北各據(jù)一方。在園區(qū)的各個(gè)方向上，每個(gè)場(chǎng)館均有舒適的觀賞距離，和周圍的環(huán)境形成豐富的景深層次，人們能夠輕松愉悅地進(jìn)入到這個(gè)公共的場(chǎng)景里。

主體育場(chǎng)是城市新一級(jí)戰(zhàn)略發(fā)展的標(biāo)志物，我們希望它優(yōu)美沉靜又富有力量，低調(diào)地傳遞“古與今”“力與美”“精與拙”的張力。體育場(chǎng)的屋面和立面有節(jié)奏地起伏，7組、共28個(gè)花瓣是它的形象主體，花瓣由條狀穿孔鋁板組成，輕盈朦朧、翻轉(zhuǎn)開(kāi)合、形如絲帶飛舞。設(shè)計(jì)采用參數(shù)化技術(shù)控制和優(yōu)化花瓣個(gè)數(shù)、形態(tài)，通過(guò)對(duì)比獲得最優(yōu)解。在保證效果的情況下，細(xì)化鋁板分板尺度和分板方式，控制單個(gè)鋁板的翹曲程度，將翹曲鋁板控制在最小范圍、最小數(shù)量和最小翹曲值，以確定造型鋁板成型工藝的方案。最終，主體育場(chǎng)立面約3萬(wàn)m2、共計(jì)16 464塊造型鋁板的翹曲全部靠材料自身的柔性完成塑形。

由于花瓣由橫向的條狀鋁板構(gòu)成，為了使橫向線條順暢優(yōu)美，在造型鋁板的系統(tǒng)構(gòu)成和細(xì)部構(gòu)造上，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合幕墻顧問(wèn)進(jìn)行反復(fù)的設(shè)計(jì)調(diào)整，不斷優(yōu)化穿孔鋁板的復(fù)雜性和操作難度，并考慮經(jīng)濟(jì)的合理性。我們?yōu)殇X板幕墻的構(gòu)造提出了三個(gè)原則：1）取消鋁板系統(tǒng)中可以分擔(dān)跨度的豎向龍骨；2）簡(jiǎn)化鋁板背后的支撐系統(tǒng)；3）弱化鋁板銜接處穿孔間斷的突變效果。

為了取消豎向龍骨，體育場(chǎng)每一條絲帶鋁板的后部均由一根鋼環(huán)梁支撐，鋼環(huán)梁的曲線由絲帶翻轉(zhuǎn)反向求出。鋼環(huán)梁直接與體育場(chǎng)主桁架連接，是所有“絲帶”準(zhǔn)確定位、保證順暢銜接的基礎(chǔ)構(gòu)件，每一條鋼環(huán)梁都不相同，對(duì)施工誤差容忍極低。鋼環(huán)梁和鋁板之間最早由復(fù)雜的三角構(gòu)件懸挑支撐，罩棚內(nèi)部效果過(guò)于繁復(fù)，通過(guò)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、幕墻顧問(wèn)、業(yè)主、專家等多方、多次的研討，最終簡(jiǎn)化為T(mén)形支撐。T形支撐以懸挑的形式支撐絲帶鋁板，以抱箍形式固定于環(huán)梁，隨鋁板的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)長(zhǎng)短和角度均有不同。因此，幕墻團(tuán)隊(duì)為T(mén)形支撐設(shè)計(jì)了一定范圍的可調(diào)節(jié)構(gòu)造，為施工誤差留有調(diào)整的空間。

T形支撐的豎向龍骨同時(shí)固定兩塊相銜接的鋁板，為了加強(qiáng)鋁板橫向柔和、流動(dòng)的效果，鋁板之間采用密縫，且鋁板側(cè)面沒(méi)有板框，利用板材折邊單板固定。因此，當(dāng)鋁板的板幅較大時(shí)，需要增加斜向加勁肋，為了解決斜向加勁肋可能造成的穿孔效果突變問(wèn)題，所有鋁板的穿孔按照板塊對(duì)角線向外排布，且加勁肋的造型設(shè)計(jì)成U型槽，槽底開(kāi)孔，使鋁板表面穿孔的肌理完整。最終，體育場(chǎng)的絲帶造型自然、優(yōu)雅地綻放在灞河岸邊，呈現(xiàn)出理想的模樣。

4 結(jié)語(yǔ)

未來(lái)的體育建筑或建筑群應(yīng)該突破類型或事件的單一邊界，引領(lǐng)城市公共活動(dòng)的發(fā)展，挖掘當(dāng)代城市的真實(shí)價(jià)值，營(yíng)造被人們喜愛(ài)并經(jīng)常參與的活動(dòng)場(chǎng)所，真正與城市“共生”。我們認(rèn)為綜合性體育中心是未來(lái)體育建筑的發(fā)展方向，前景十分可觀，具有十分重大的意義。