中山大學(xué)廣州校區(qū)南校園體育館設(shè)計(jì)分析

白詠兒

（廣東省建科建筑設(shè)計(jì)院有限公司）

為落實(shí)學(xué)校的戰(zhàn)略部署，完善南校園師生體育設(shè)施的不足，在中山大學(xué)廣州校區(qū)南校園內(nèi)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(xiàng)目建成后可滿足南校園的日常體育教學(xué)、訓(xùn)練和師生課余運(yùn)動(dòng)，包括籃球、臺(tái)球、乒乓球場、武術(shù)、舞蹈等場地需求。

1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

本項(xiàng)目從整個(gè)校園環(huán)境入手，傳承百年文化，與周邊校內(nèi)環(huán)境風(fēng)貌協(xié)調(diào)。在保持自然生態(tài)和尊重規(guī)劃的前提下，建筑以強(qiáng)調(diào)實(shí)用性、標(biāo)志性、觀賞性為最大特征，充分“借用”建筑所處周邊現(xiàn)代嶺南風(fēng)貌的生態(tài)環(huán)境，盡可能利用好建筑朝向、自然采光與通風(fēng)等方面優(yōu)勢。

建筑風(fēng)格及立面造型符合中山大學(xué)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(shè)計(jì)理念。新建體育館置身康樂紅樓，沿用紅磚尤為迷人的獨(dú)特肌理，細(xì)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(xué)校園環(huán)境里。

圖1 項(xiàng)目效果圖

2 總平面設(shè)計(jì)

場地地形標(biāo)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(fù)零標(biāo)高設(shè)計(jì)為9.300，平接?xùn)|側(cè)規(guī)劃路，并在東側(cè)設(shè)置無障礙出入口。

人流組織利用場地高差，在二層設(shè)置換主體建筑的大平臺(tái)，觀眾入口由南側(cè)大臺(tái)階將人流引至二層平臺(tái)進(jìn)入觀眾廳，疏散則經(jīng)由觀眾廳各個(gè)方向的出口分流。運(yùn)動(dòng)員入口設(shè)置在首層的西側(cè)，貴賓入口設(shè)置在首層的東側(cè)，而工作人員及后勤入口設(shè)置首層的北側(cè)。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(jié)構(gòu)成就建筑之美

本工程為單層大跨度室內(nèi)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(jié)構(gòu)圍合形成地下室、首層運(yùn)動(dòng)場和觀眾看臺(tái)。屋蓋則采用了可靈活組合搭建的螺栓球鋼網(wǎng)架支撐檁條鋪設(shè)鋁鎂錳金屬坡屋面，通過網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)高度的調(diào)節(jié)營造出中式屋蓋重檐飛翹的效果。

本工程網(wǎng)架共二層（局部三層），跨度73.8m，設(shè)計(jì)第一稿網(wǎng)架底部平齊，桿件多，也不利于設(shè)備管線的穿插，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，把底層網(wǎng)架中部掏空，形成穹頂效果，更有利于館內(nèi)的聲學(xué)營造。優(yōu)化后的用鋼量從633噸降低至538 噸，節(jié)省了95 噸鋼材，同時(shí)也合理減少了建筑的自重，下部結(jié)構(gòu)的造價(jià)也相應(yīng)得到節(jié)省。上部網(wǎng)架結(jié)構(gòu)屋蓋采用上海同濟(jì)大學(xué)3D3S 建模計(jì)算。

下部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采用YJK 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件作為主要分析軟件，導(dǎo)入網(wǎng)架計(jì)算模型，并設(shè)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(jié)構(gòu)之間的協(xié)同受力。

圖3 結(jié)構(gòu)成就建筑之美

4 消防設(shè)計(jì)

體育館觀眾人流占95%以上，項(xiàng)目在6m 標(biāo)高夾層設(shè)置環(huán)形的室外大平臺(tái)，主要觀眾人流由觀眾廳各個(gè)方向分區(qū)疏散到6m 標(biāo)高室外大平臺(tái)，再經(jīng)由室外大臺(tái)階疏散到地面。運(yùn)動(dòng)員、貴賓、工作人員等人流與觀眾人流嚴(yán)格分開，設(shè)置于±0.000 標(biāo)高層，立體分流的模式使各種人流都按著各自的規(guī)律以便捷的方式疏散。這種方式可保證觀眾在最短的時(shí)間內(nèi)疏散離場，符合體育館人流“爆炸式”疏散的特點(diǎn)。

體育館建筑由于建筑功能的需要，防火分區(qū)的面積往往超過規(guī)范要求。其特有的大空間性質(zhì)，決定了防火分區(qū)劃分的困難，而現(xiàn)行規(guī)范對(duì)體育館如何劃分防火分區(qū)未做具體規(guī)定，因此安全疏散設(shè)計(jì)是本項(xiàng)目的重難點(diǎn)。

本項(xiàng)目的疏散設(shè)計(jì)以安全、便捷為主，通過室內(nèi)外交通流線，對(duì)人流進(jìn)行分區(qū)疏散、立體分流。首層及6m標(biāo)高夾層，供主館及訓(xùn)練館使用的疏散口共計(jì)有39 個(gè)，其中首層有16 個(gè)，6m 標(biāo)高夾層有23 個(gè)，疏散寬度總計(jì)為54.6m，其中首層22.4m，6 米標(biāo)高夾層32.2m。通過詳盡的分析與計(jì)算、模擬，體育館觀眾廳人員疏散時(shí)間能控制在3.5 分鐘內(nèi)。經(jīng)組織消防設(shè)計(jì)專家論證會(huì)論證這一技術(shù)難點(diǎn)，最終項(xiàng)目順利通過了消防設(shè)計(jì)專家論證會(huì)，解決了大空間場館的安全疏散問題。

圖4 看臺(tái)疏散設(shè)計(jì)

5 大空間場館的通風(fēng)采光

本項(xiàng)目的主要功能為滿足校園日常訓(xùn)練和教學(xué)為主，設(shè)計(jì)過程中注重嶺南地區(qū)建筑的自然通風(fēng)采光效果，主場館利用重檐屋頂，實(shí)現(xiàn)大面積、多層次的開窗，增加側(cè)向和頂部采光，有利于場館的自然通風(fēng)采光，有效地降低建筑的能耗。

圖5 主場館通風(fēng)采光設(shè)計(jì)

6 主場館多功能轉(zhuǎn)換

體育館中央場地布置一塊標(biāo)準(zhǔn)的籃球比賽場地，尺寸為60m×43m，同時(shí)，還可轉(zhuǎn)換為4 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)籃球訓(xùn)練場、16 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)羽毛球場，供教學(xué)活動(dòng)使用，同時(shí)預(yù)留空間可作為搭建舞臺(tái)使用，可兼顧學(xué)生開展文藝活動(dòng)的場地需求。多功能的轉(zhuǎn)換，滿足學(xué)校多樣化的教學(xué)、活動(dòng)功能。

圖6 主場館多功能轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)

7 大空間聲學(xué)設(shè)計(jì)

體育館容積達(dá)15 萬m3，場館需兼顧舉辦大型文藝演出的功能，設(shè)計(jì)關(guān)注場館內(nèi)聲學(xué)環(huán)境。為達(dá)到良好的聲學(xué)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(jí)實(shí)木運(yùn)動(dòng)木地板，厚度為140mm，能有較好的吸音效果。經(jīng)過測試，場館建成后中頻500～1000Hz 的混響時(shí)間為1.9s，達(dá)到乙級(jí)體育館的聲學(xué)要求。

圖7 大空間聲學(xué)設(shè)計(jì)

8 大空間空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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

圖8 布袋風(fēng)管設(shè)計(jì)

9 總結(jié)

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)滿足中山大學(xué)廣州校區(qū)南校園師生運(yùn)動(dòng)、教學(xué)和生活的功能需要，經(jīng)濟(jì)、合理、有效地利用土地及空間資源，綜合考慮日照、采光、通風(fēng)、防災(zāi)、配建設(shè)施及管理要求，創(chuàng)造了安全、衛(wèi)生、方便、舒適的環(huán)境。

本項(xiàng)目平面設(shè)計(jì)布局合理，能滿足賽事和訓(xùn)練的需要，大跨度屋面采用鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式，通過優(yōu)化后，用鋼量減少了95 噸。場館以自然通風(fēng)為主，減少了南方炎熱天氣對(duì)空調(diào)的依賴，降低了空調(diào)的用量需求。立面及屋面的采光設(shè)計(jì)，滿足場館晴陰天訓(xùn)練的需要，降低耗能需求。建筑外觀簡潔明快，莊嚴(yán)大方，體現(xiàn)了嶺南特色的“文化校園、綠色校園、智慧校園”的形象。