中山大學廣州校區南校園體育館設計分析

白詠兒

（廣東省建科建筑設計院有限公司）

為落實學校的戰略部署，完善南校園師生體育設施的不足，在中山大學廣州校區南校園內新建一棟地上1層地下1 層的單層大跨度體育館，總建筑面積17715m2，建筑總高度34m，可容納觀眾席位6500 座。項目建成后可滿足南校園的日常體育教學、訓練和師生課余運動，包括籃球、臺球、乒乓球場、武術、舞蹈等場地需求。

1 設計特點

本項目從整個校園環境入手，傳承百年文化，與周邊校內環境風貌協調。在保持自然生態和尊重規劃的前提下，建筑以強調實用性、標志性、觀賞性為最大特征，充分“借用”建筑所處周邊現代嶺南風貌的生態環境，盡可能利用好建筑朝向、自然采光與通風等方面優勢。

建筑風格及立面造型符合中山大學文化特征，選用方正大氣的“盒子”建筑肌理，采用“綠樹紅屋，層檐疊韻”為設計理念。新建體育館置身康樂紅樓，沿用紅磚尤為迷人的獨特肌理，細膩而溫暖，層檐疊韻，置身于綠樹叢中，更好地融入到中山大學校園環境里。

圖1 項目效果圖

2 總平面設計

場地地形標高為8.1～12.3m，南高北低、西高東低，高差2～4m，利用南高北低的地勢，主體建筑正負零標高設計為9.300，平接東側規劃路，并在東側設置無障礙出入口。

人流組織利用場地高差，在二層設置換主體建筑的大平臺，觀眾入口由南側大臺階將人流引至二層平臺進入觀眾廳，疏散則經由觀眾廳各個方向的出口分流。運動員入口設置在首層的西側，貴賓入口設置在首層的東側，而工作人員及后勤入口設置首層的北側。方案巧妙地利用高差組織人流，方便快捷、互不干擾。

圖2 因地制宜的場地利用

3 大跨度結構成就建筑之美

本工程為單層大跨度室內體育場館，地下一層，地上一層，建筑總高度34m。由鋼筋混凝土框架結構圍合形成地下室、首層運動場和觀眾看臺。屋蓋則采用了可靈活組合搭建的螺栓球鋼網架支撐檁條鋪設鋁鎂錳金屬坡屋面，通過網架節點高度的調節營造出中式屋蓋重檐飛翹的效果。

本工程網架共二層（局部三層），跨度73.8m，設計第一稿網架底部平齊，桿件多，也不利于設備管線的穿插，通過優化設計，把底層網架中部掏空，形成穹頂效果，更有利于館內的聲學營造。優化后的用鋼量從633噸降低至538 噸，節省了95 噸鋼材，同時也合理減少了建筑的自重，下部結構的造價也相應得到節省。上部網架結構屋蓋采用上海同濟大學3D3S 建模計算。

下部鋼筋混凝土結構采用YJK 建筑結構設計軟件作為主要分析軟件，導入網架計算模型，并設定柱頂支座約束情況，支座為成品球鉸支座，允許位移為±75mm，總高度200mm，水平等效剛度為2.5，整體考慮上下不同結構之間的協同受力。

圖3 結構成就建筑之美

4 消防設計

體育館觀眾人流占95%以上，項目在6m 標高夾層設置環形的室外大平臺，主要觀眾人流由觀眾廳各個方向分區疏散到6m 標高室外大平臺，再經由室外大臺階疏散到地面。運動員、貴賓、工作人員等人流與觀眾人流嚴格分開，設置于±0.000 標高層，立體分流的模式使各種人流都按著各自的規律以便捷的方式疏散。這種方式可保證觀眾在最短的時間內疏散離場，符合體育館人流“爆炸式”疏散的特點。

體育館建筑由于建筑功能的需要，防火分區的面積往往超過規范要求。其特有的大空間性質，決定了防火分區劃分的困難，而現行規范對體育館如何劃分防火分區未做具體規定，因此安全疏散設計是本項目的重難點。

本項目的疏散設計以安全、便捷為主，通過室內外交通流線，對人流進行分區疏散、立體分流。首層及6m標高夾層，供主館及訓練館使用的疏散口共計有39 個，其中首層有16 個，6m 標高夾層有23 個，疏散寬度總計為54.6m，其中首層22.4m，6 米標高夾層32.2m。通過詳盡的分析與計算、模擬，體育館觀眾廳人員疏散時間能控制在3.5 分鐘內。經組織消防設計專家論證會論證這一技術難點，最終項目順利通過了消防設計專家論證會，解決了大空間場館的安全疏散問題。

圖4 看臺疏散設計

5 大空間場館的通風采光

本項目的主要功能為滿足校園日常訓練和教學為主，設計過程中注重嶺南地區建筑的自然通風采光效果，主場館利用重檐屋頂，實現大面積、多層次的開窗，增加側向和頂部采光，有利于場館的自然通風采光，有效地降低建筑的能耗。

圖5 主場館通風采光設計

6 主場館多功能轉換

體育館中央場地布置一塊標準的籃球比賽場地，尺寸為60m×43m，同時，還可轉換為4 個標準籃球訓練場、16 個標準羽毛球場，供教學活動使用，同時預留空間可作為搭建舞臺使用，可兼顧學生開展文藝活動的場地需求。多功能的轉換，滿足學校多樣化的教學、活動功能。

圖6 主場館多功能轉換設計

7 大空間聲學設計

體育館容積達15 萬m3，場館需兼顧舉辦大型文藝演出的功能，設計關注場館內聲學環境。為達到良好的聲學效果，主場館的吊頂與墻面均采用了吸音材料，比賽大廳的地板，選用了A 級實木運動木地板，厚度為140mm，能有較好的吸音效果。經過測試，場館建成后中頻500～1000Hz 的混響時間為1.9s，達到乙級體育館的聲學要求。

圖7 大空間聲學設計

8 大空間空調系統設計

體育館采用了布袋風管替代傳統鍍鋅鋼板風管，布袋風管系統由特殊纖維織成，重量輕，約為傳統金屬鋼板風管的1/40 且材質柔軟。布袋風管系統采用專用配套的鋼繩或滑軌懸掛系統，簡單快捷，安裝時間是傳統系統的1/10 或更短，極大地縮短了工程周期，且工程現場無材料損耗。采用該空調方案方便安裝施工且更具美感。

圖8 布袋風管設計

9 總結

本項目設計滿足中山大學廣州校區南校園師生運動、教學和生活的功能需要，經濟、合理、有效地利用土地及空間資源，綜合考慮日照、采光、通風、防災、配建設施及管理要求，創造了安全、衛生、方便、舒適的環境。

本項目平面設計布局合理，能滿足賽事和訓練的需要，大跨度屋面采用鋼網架結構形式，通過優化后，用鋼量減少了95 噸。場館以自然通風為主，減少了南方炎熱天氣對空調的依賴，降低了空調的用量需求。立面及屋面的采光設計，滿足場館晴陰天訓練的需要，降低耗能需求。建筑外觀簡潔明快，莊嚴大方，體現了嶺南特色的“文化校園、綠色校園、智慧校園”的形象。