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上海東方體育中心的設計創(chuàng)新

作者：建筑時報來源：333cn.com ：

　　2011年第14屆國際泳聯(lián)世界錦標賽即將隆重開幕，屆時，來自180多個國家和地區(qū)的運動員、教練員將匯聚上海，在上海東方體育中心這座新近落成的建筑大顯身手。

　　上海東方體育中心是進入新世紀后上海市建成的第一個功能性、綜合性重大體育設施，由綜合體育館、游泳館、室外跳水池、新聞中心等單體組成。據(jù)現(xiàn)代設計集團上海建筑設計研究院有限公司負責該項目的人員介紹，東方體育中心嚴格按照規(guī)劃和設計理念建設，凸現(xiàn)功能、強調(diào)綠色，采用了已經(jīng)在世博會運用的節(jié)能和環(huán)保新技術。世游賽期間，綜合體育館內(nèi)搭建1個標準游泳池、1個熱身池，將先后進行游泳和花樣游泳項目比賽。場館設計固定和活動座位總數(shù)達18000個，搭建泳池后，固定座位12000個。游泳館內(nèi)包含10根泳道標準游泳池、熱身訓練池、跳水池和戲水池各一個，設置座位5000個，將承擔水球項目比賽。室外跳水池包含1個跳水池和1個10根泳道標準游泳池，設置座位5000個，將舉行跳水項目比賽。除場館外，東方體育中心還建造了一座獨立的新聞服務中心，為采訪賽事的媒體提供高質量的軟硬件工作條件。

　　作為市政府重大工程，上海東方體育中心項目具有技術難度大、科技含量高的特點，在設計施工過程中必須不斷地技術革新、技術創(chuàng)新、技術攻關。上海建筑設計研究院有限公司充分發(fā)揮大院的技術優(yōu)勢，推廣運用先進技術，創(chuàng)新科技、大膽運用，確保工程設計更加科學化、合理化、先進化。如為了給整個體育中心的建筑群體創(chuàng)建出具有統(tǒng)一性和標志性的形態(tài)，各體育場館根據(jù)不同大小和幾何形體要求，通過一致的材料及幾何形態(tài)構成原則，將建筑群體構建為一個統(tǒng)一的組群；在鋼結構支座設計中，選用盆式球鉸支座代替外方提出的球形支座，既滿足受力要求，又降低支座的高度和制作難度，推進了工程的進度；又如在空調(diào)冷源的采用方式上，放棄傳統(tǒng)的冷卻塔設計，大膽嘗試采用人工湖水體冷卻的方式提供空調(diào)冷源，既減少噪音污染，又使冷水機組耗電量節(jié)約10%以上；再如觀眾席采用座椅下送風方式，不僅送風效果好，還節(jié)省空調(diào)運行能耗。

　　創(chuàng)新點之一：建筑造型構成體系的邏輯化，作為各專項設計的支點

　　為了給整個體育中心的建筑群體創(chuàng)建出具有統(tǒng)一性和標志性的形態(tài)，重要的是給各個體育設施一個統(tǒng)一的表現(xiàn)形式。各體育場館根據(jù)不同的大小和幾何形體要求，將通過一致的材料及幾何形態(tài)構成原則，將建筑群體構建為一個統(tǒng)一的組群。

　　每個建筑單體的形體是根據(jù)綜合體育館、游泳館舉辦比賽的標準以及特殊的空間形體需求而發(fā)展衍生出的各自不同的形態(tài)與體量。具有大跨度需求的建筑將在大跨度的方面以拱的形式予以表現(xiàn)，如綜合體育館的形態(tài)是一層層向上拋起的波浪；游泳館則由一個個拱形形體的排列構成，猶如層層波浪沖刷在平緩的沙灘上。拱形構件以排列的形式構成，在它們排列之間的立面空間由透明的玻璃元素構成，使這些動感而簡潔的拱形構件盡顯它的優(yōu)雅。

　　在建筑概念形成的前提下，通過計算機建立各建筑單體的三維模型，并在三維模型上推敲各拱架元素在建筑體量上變化的邏輯關系，最終建立一個符合建筑外觀要求的函數(shù)關系并以此作為各專項設計的依據(jù)性支點。比如：在函數(shù)關系的控制下，鋼結構的布置可以完全貼合建筑造型的趨勢，使建筑屋面系統(tǒng)和屋面裝飾系統(tǒng)的實施可以完全符合建筑要求；在建筑造型函數(shù)關系的控制下，建筑屋面直立鎖邊建筑系統(tǒng)可以完全按照參數(shù)計算出排水坡度進行排版，并且也可以經(jīng)濟的進行屋面板的排版設計，避免扇形板的大量使用；同樣的，與之相關的幕墻設計、屋面虹吸排水系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)也可以在函數(shù)關系的指導原則下進行專項設計。

　　創(chuàng)新點之二：多項先進前沿結構技術的綜合應用

　　體育中心在初步設計階段由境外結構事務所主導，并主抓鋼結構設計，上海建筑設計研究院則為顧問，并主抓混凝土結構設計。但在擴初階段的抗震專項審查中，由外方提出的交叉拉索的抗側力體系被專家一致認為理念先進，但不適合國內(nèi)的抗震設計，抗震專項審查未能通過，工程設計陷入被動。在工程指揮部的同意下，該院提出自己完全可以完成整體結構設計。項目組提出用剛性的屈曲約束支撐(BRB)替代柔性的拉索，并形成上下疊合的雙人字形抗側力體系，改善了結構抗震性能。在十天后再次召開的抗震專項審查會上，專家對上海建筑設計研究院提出的這個同樣先進但更貼近國內(nèi)抗震設計要求的方案大加贊賞，審批一次通過。

　　在接下來的設計工作中，項目組大量應用先進而又切合實際的技術。在鋼結構支座設計中，選用了盆式球鉸支座代替了外方提出的球形支座，既滿足了受力要求，又降低了支座的高度和制作難度，推進了工程的進度。在混凝土結構設計中，項目組同樣銳意進取，采用了多項先進技術。綜合館北側的訓練館屋頂樓面大梁跨度達41.5米，項目組均采用了縱向后張有粘結預應力結合橫向后張無粘結預應力混凝土技術，并輔以后澆帶的合理設置，大大減小了次應力，改善了結構受力特性。為配合該先進技術，項目組聯(lián)合施工單位就這一技術進行了結構試驗，試驗結果表明效果顯著。

　　為平衡拱形屋蓋鋼結構支座處的巨大水平推力，綜合館在樓面處通過調(diào)整原有框架梁的截面尺寸，形成了環(huán)向閉合水平桁架，充分利用了樓面的剛度，減小了柱體尺寸，經(jīng)濟性佳。而游泳館則直接利用了原有的地下室底板做平衡體，效果極佳。

　　創(chuàng)新點之三：空調(diào)冷源部分采用湖水冷卻的方式

　　空調(diào)冷源的采用方式上，從美學角度考慮到幾個體育建筑單體位于黃浦江畔，傳統(tǒng)冷卻塔設計大體型的設置會直接影響建筑及視覺效果。從環(huán)境角度考慮到冷卻塔的噪音一般在65分貝以上，塔內(nèi)漂水又可能傳播軍團菌，影響衛(wèi)生條件。設計人員放棄了傳統(tǒng)的冷卻塔設計，大膽嘗試采用人工湖水體冷卻的方式提供空調(diào)冷源。采用人工湖水冷卻的方式，可減少噪音的污染，改善建筑的視覺效果，無運行衛(wèi)生條件之憂。經(jīng)科學論證，在水中冷卻，江水溫度一般不會高于28℃。與冷卻塔傳統(tǒng)冷卻方式相比，冷水機組運行效率高，冷水機組耗電量可節(jié)約10%以上，通過此項，達到了業(yè)主初期預想的節(jié)能目標，目標只有一個，即“節(jié)能減排”。

　　設計中，還采用了許多創(chuàng)新技術，如空調(diào)冷水、空調(diào)熱水分別采用6℃、12℃大溫差，可節(jié)省水泵和管道系統(tǒng)投資，并可節(jié)省運行費用�？照{(diào)一、二次冷水泵均采用變頻控制(屬技術創(chuàng)新)，適應系統(tǒng)負荷變化，節(jié)省運行能耗�？照{(diào)二次熱水泵亦采用變頻控制。部分空調(diào)風機和通風機采用變頻控制，適應系統(tǒng)負荷變化，變風量運行，節(jié)省運行能耗。部分經(jīng)常性運行的新風和排風間設熱回收裝置，回收排風余熱，節(jié)省燃氣消耗。比賽大廳、觀眾休息廳等高大空間，采用下送風等分層空調(diào)方式，節(jié)省空調(diào)運行能耗。觀眾席采用座椅下送風方式，送風效果好，并可節(jié)省空調(diào)運行能耗。游泳館觀眾席等部分空調(diào)系統(tǒng)，采用新風供冷，節(jié)省空調(diào)運行費用等等，使工程項目更具有時代感和創(chuàng)新感。