體育建筑與城市共生
——西安奧體中心設計

秦笛 劉慧

PTW 建筑事務所

1 西安奧體中心設計概況

2008年，PTW和CCDI合作為北京奧運會設計了為人們所喜愛的國家游泳中心“水立方”，2017年3月，PTW與CCDI再次合作贏得了西安奧體中心規劃與建筑設計的國際競賽。這次競賽分為兩個部分：西安國際港務區核心區的概念規劃設計（共14.6km2，其中包含西安奧體中心）和西安奧體中心的總體規劃與建筑設計。2020年6月底，西安奧體中心工程正式竣工并于2021年4月27日成功舉辦了測試賽。目前，西安奧體中心正為第14屆全國運動會的開閉幕式及正式賽事進行緊張的籌備工作。PTW和CCDI所組成的聯合團隊參與了西安奧體中心的總體規劃和實施設計、建筑方案設計、主體育場和附屬設施的施工圖設計，以及賽事配合的全過程。

西安奧體中心是一個復合了多種功能的綜合性體育中心，由6萬人主體育場、1.8萬人體育館和4 000人游泳跳水館組成，“一場兩館”的配置提供了高標準的專業比賽和演出場所，并為國內、國際賽事配備了專業的田賽、徑賽、足球訓練場和室內綜合訓練館。同時，它也被設計為一個城市的公共休閑公園，為城市的公共活動提供場地。園區內分區域配備了大規模的地下車庫和充電車位，零售、餐飲、服務和體育培訓設施根據需要集中布置。另外，在西安奧體中心的東南、東北地塊，規劃了辦公、高端酒店、會議和商業等配套設施，為賽事、演出和各類活動提供全面的服務保障。

2 西安奧體中心的策劃與規劃

在西安奧體中心進行全球設計方案征集的時候，西安國際港務區已處于穩步發展的建設階段，道路網絡基本成型，大量項目已投入運營。而西安奧體中心的最終選址對港務區的原始規劃產生了很大影響，核心區的規劃設計必須從城市的現狀出發，重新思考體育建筑的本質以及它與當代城市的關系。我們需要在規劃中回答三個重要的問題：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系

在設計競賽的初始階段，首先回顧體育建筑和城市的關系。奧林匹克運動會始于公元前700年，彼時的運動場地和設施僅單純地服務于競技運動本身。進化到現代體育建筑的雛形階段，它在競技功能的基礎上還滿足了觀眾觀賞的需求，并附帶一些與之相關的簡單功能。也許是考慮到人流隱患，早期的現代體育建筑多遠離城市建設。到了近現代，體育建筑的功能和工藝與時俱進，或為了規劃對新興城區的驅動作用，又或為了避免與密集的中心城區產生沖突，遠離城市建設的傳統仍然延續。因此，我們看到的體育建筑就像城市之外的一個孤島，雖然規模較大的體育建筑群會形成一個簡單的類社區環境，但這個社區的形成通常以重大事件為中心，當這個事件結束，它也隨即休眠，并不具備更多的城市功能。近幾年，由于城市的擴張和發展，這些遠離城市的體育建筑逐漸被城區所包圍，它們經歷了長時間、毫無規劃的自由運營時期，城外的孤島逐漸變成了城中的孤島。

1 全景鳥瞰

2 總平面圖

3 主體育場內景

4 一層平面圖

5 看臺局部

6 剖面圖

業主：西安自貿港資產管理有限公司、西安奧體中心控股有限公司

建設地點：陜西省西安市

建筑設計：PTW 建筑事務所

聯合設計：CCDI 悉地國際

項目負責人：劉慧

設計團隊：劉慧、秦笛、張璐、馬瑞民、張雨、溫樹彬、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：INHABIT 英海特工程咨詢有限公司

總建筑面積：52 萬m2

設計時間：2017.03

建成時間：2020.07

當這個情況和現代城市發展產生沖突時，開發、設計和經營者不得不思考體育建筑應該如何健康長久地生存。我們在設計水立方時，已經知道它未來注定要生存在城市中，其全生命周期的健康運轉是眼前必須解決的問題。所以，如何融入城市生活是水立方設計方案的一個重要部分。我們在建筑內部革新了功能布局，提供了一個水上樂園，并設置了賽后可大規模拆除的坐席，盡可能預留靈活的大空間。最終，水立方被設計成一個獨特的、有情緒的建筑物，它獲得了市民的喜愛，成為了一個吸引人的場所。

2.2 體育建筑的運營

雖然體育建筑的運營被越來越多地討論，各種嘗試層出不窮，但通常的辦法是簡單直接地復合商業或培訓等“賺錢”的功能。而隨著互聯網的快速發展，城市的商業和配套服務設施發展起來，體育場館的配套設施卻經常因為規模小、零散、業態等級低、空間受限、環境質量參差不齊等問題失去競爭力并陷入困境。我們認為，未來的體育建筑必須和城市生活緊密地聯系在一起，它需要為當代城市提供切實的需求，融入到城市的格局和脈絡中，且具備一定的前瞻性和影響力。

英國倫敦的溫布利公園是一個單純的體育場館，通過城市更新演變成了城市公共活動的綜合場所，進而成為一個城市的地標，受到各國游客的喜愛。回看它的成功之路，能夠總結出清晰的脈絡：繼承地域足球傳統遺產，形成強吸引力的文化延伸；通過城市更新的政策推動，完善區域多元化的服務配套設施，強化城市綜合的公共功能，形成了賽事驅動、文娛活動豐富的商圈。與此同時，國內也有一個典型的案例，筆者曾參與杭州奧體博覽城的規劃、設計和實施工作，它是較早將體育建筑群按“城市綜合體”來規劃和設計的案例，最終演變成一個匯集了多個核心體育設施群、會展、酒店、社會服務、商業設施、TOD、濱水公園等功能的航母級城市綜合體。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。以上兩個案例為我們提供了可參考的范本，與城市功能高度銜接、創造公共性價值或將成為體育建筑的發展方向。

從運營層面上講，新的體育建筑或建筑群，應該破除以事件為核心的傳統，站在城市功能的角度，綜合考慮城市戰略，將事件核心轉移為城市公共資源核心，以營造一個復合城市公共功能的場所。近幾年，國外一些公園設計的概念和案例，開始轉變我們的傳統思維，公共場所是一種具有巨大活力和吸引力的資源，而不是傳統、簡單的共享景觀空間。傳統體育建筑所帶來的是單一事件的客流吸引，有時段和規模限制，而公共場所的客流吸引具有流量效應，能夠幫助體育建筑形成全生命周期的良性循環。

2.3 西安奧體中心對城市的影響

7 布局研究

8 翹曲控制

9 環梁與鋁板翻起角度

10 四分之三剖切面結構分解圖

11 屋面近景

12 鋁板鋼懸梁構造分解圖

13 花瓣狀建筑主體

在這樣的思考下，分別從生態環境、城市格局、人文場景、公共生活、空間體驗等方面探討西安奧體中心的設計。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城市的影響，并把奧體中心和灞河聯系起來：奧體中心的尺度，可以作為城市和自然的過渡區域，讓自然場景和城市生活順暢地融合在一起。西安奧體中心的建設改變了原有城市規劃的目標和格局，我們為接近15km2的區域重新規劃城市發展框架，以可持續為目標，定位建筑與城市的關系，并設定了不同階段的建設標準。灞河與驪山，是西安這座千年古都的文明見證，我們想打造一個城市公共活動的連續空間，在不同的段落，提供不同的功能與場景，形成城市公共活動的軸線。在這個開闊、連續的公共活動軸線上，創造一個視覺通廊，人們可以靠近灞河、遠眺驪山，讓文化的烙印刻畫在城市生活的場景中，從而為城市的公共生活帶來活力。

3 主體育場設計及關鍵技術

西安奧體中心的“一場兩館”都是體量龐大的建筑物，具有不能被漠視的標志性。我們在設計時希望簡潔、優雅、低調地處理標志物形象，使它們成為展現城市生活的“特征場所”。因此，在場館布置上，體量最大的主體育場位于場地東部居中、臨灞河岸邊，體育館和游泳跳水館南北各據一方。在園區的各個方向上，每個場館均有舒適的觀賞距離，和周圍的環境形成豐富的景深層次，人們能夠輕松愉悅地進入到這個公共的場景里。

主體育場是城市新一級戰略發展的標志物，我們希望它優美沉靜又富有力量，低調地傳遞“古與今”“力與美”“精與拙”的張力。體育場的屋面和立面有節奏地起伏，7組、共28個花瓣是它的形象主體，花瓣由條狀穿孔鋁板組成，輕盈朦朧、翻轉開合、形如絲帶飛舞。設計采用參數化技術控制和優化花瓣個數、形態，通過對比獲得最優解。在保證效果的情況下，細化鋁板分板尺度和分板方式，控制單個鋁板的翹曲程度，將翹曲鋁板控制在最小范圍、最小數量和最小翹曲值，以確定造型鋁板成型工藝的方案。最終，主體育場立面約3萬m2、共計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成，為了使橫向線條順暢優美，在造型鋁板的系統構成和細部構造上，設計團隊聯合幕墻顧問進行反復的設計調整，不斷優化穿孔鋁板的復雜性和操作難度，并考慮經濟的合理性。我們為鋁板幕墻的構造提出了三個原則：1）取消鋁板系統中可以分擔跨度的豎向龍骨；2）簡化鋁板背后的支撐系統；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，體育場每一條絲帶鋁板的后部均由一根鋼環梁支撐，鋼環梁的曲線由絲帶翻轉反向求出。鋼環梁直接與體育場主桁架連接，是所有“絲帶”準確定位、保證順暢銜接的基礎構件，每一條鋼環梁都不相同，對施工誤差容忍極低。鋼環梁和鋁板之間最早由復雜的三角構件懸挑支撐，罩棚內部效果過于繁復，通過設計團隊、幕墻顧問、業主、專家等多方、多次的研討，最終簡化為T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梁，隨鋁板的旋轉狀態長短和角度均有不同。因此，幕墻團隊為T形支撐設計了一定范圍的可調節構造，為施工誤差留有調整的空間。

T形支撐的豎向龍骨同時固定兩塊相銜接的鋁板，為了加強鋁板橫向柔和、流動的效果，鋁板之間采用密縫，且鋁板側面沒有板框，利用板材折邊單板固定。因此，當鋁板的板幅較大時，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題，所有鋁板的穿孔按照板塊對角線向外排布，且加勁肋的造型設計成U型槽，槽底開孔，使鋁板表面穿孔的肌理完整。最終，體育場的絲帶造型自然、優雅地綻放在灞河岸邊，呈現出理想的模樣。

4 結語

未來的體育建筑或建筑群應該突破類型或事件的單一邊界，引領城市公共活動的發展，挖掘當代城市的真實價值，營造被人們喜愛并經常參與的活動場所，真正與城市“共生”。我們認為綜合性體育中心是未來體育建筑的發展方向，前景十分可觀，具有十分重大的意義。