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被动式节能设计策略在体育建筑中的应用

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被动式建筑节能技术则是以非机械电气设备干预手段实现建筑能耗降低的目标,具体指通过建筑功能的合理调配,有效利用基地,多类型建筑体量的合并,多功能综合设计利用,在建筑规划和设计中通过对建筑朝向的合理布置、遮阳的设置、围护结构的保温等细部节点的技术措施采用,通过自然采光和自然通风来实现建筑能耗的降低。就体育建筑场馆的建设而言,动辄一场多馆的建设规模为以建筑手段实现节能目标的被动式设计策略提供了很好的实验平台。上海建筑设计研究院有限公司第二建筑所的设计团队通过多年的体育建筑设计实践,结合国内外案例的技术考察,总结了一些适用的被动式节能设计策略,供设计同行参考与探讨。

1 多类型组合设计策略
多类型组合设计策略是指多个独立元素组合在一起发挥综合效力,侧重强调多种元素组合后所表现出的整体生命力,为建筑的节能提供有利条件:多功能组合设计使所需的室外交通空间减少,建筑内的公共活动空间可以共享,减少了建筑的用地面积;另外,组合设计后建筑外墙面比各自独立设计时减少很多,设备管线大大缩短,一些公共服务配套空间也可以共享,建筑总面积比各自独立设计时也大为缩小。
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图1 靖江体育中心
靖江体育中心方案中(图1),我们充分运用不同功能组合设计策略,把体育馆和游泳馆合并,形成一个在体量上可以和相邻的体育场相当的综合体,同时在功能上可以借助训练场地的隔墙变换,使长期闲置的空间得到更充分的利用。
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图2 上海金山体育场
另外,我们在上海八万人体育场、昆山体育场和上海金山体育场中(图2),创造性地在看台下布置了星级酒店、体育用品商店以及超市,本着“以商养场”的原则,都取得了不错的经济效益。不仅使非赛时的闲置配套用房得到充分利用,而且也创造了一个可以有良好视线观看比赛的酒店空间,赛时相当于包厢,非赛时可以俯瞰绿茵。

2多功能复合设计策略
多功能复合设计策略侧重于同一空间的多功能利用。这就要求从市场规律、供求关系、消费趋势等多方面认识场馆的设计。我们在体育场馆设计中,充分挖掘空间的潜在生命力,使场地在非赛时可以和其他功能,比如观演、集会、会展、群艺、训练等相结合直接对外开放经营(图3)。
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图3 多功能复合模式
在已经建成的昆山体育馆、潍坊体育馆、克拉玛依体育馆以及福建大学生体育中心体育馆等项目里,我们坚持使用了三边看台围合场地的平面布局(图4)。(以下横屏更清晰)
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图4 三边看台围合场地的平面布局
这样的布局最直接的好处就是通过第四面的活动看台的灵活布置使比赛场地和训练场地合二为一,形成一个超大的、完整的室内场地,甚至可以变换训练场地为舞台和候场区,比赛区域为观众看台区,形成一个近万人的室内大剧院,弥补常规观演建筑人数受限的缺憾。
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图5 绍兴体育中心
绍兴体育中心方案中,我们更是把任务书中的展览馆、训练馆和体育馆相结合(图5),通过把比赛馆的第四边活动看台灵活移动,形成一个可分可合的150m×80m 的巨型室内无柱空间,不仅远胜于以上要求的会展及体训功能,更在扩展功能上给人留下遐想空间。

3 自然采光及通风设计策略
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图6 昆山体育馆内景
在昆山体育馆(图6)和汕头游泳馆(图7)项目里,采用了特氟龙PTFE膜材顶部整体采光和局部采光带的方式,很好地解决了因为建筑进深过大而导致的室内自然采光不均匀的问题。白天,自然光的照度能满足比赛训练的要求;晚上,顶部的反射光不仅满足了赛场上的照度要求,而且为建筑提供了内透式泛光景观照明。
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图7 汕头游泳馆内景
要达到良好的自然通风效果,规划布局上首先要考虑夏季主导风向。但是体育建筑有自己的特殊性,规范中对于室外体育场地必须南北向的严格要求,使体育场在形态上只能通过罩棚的形态来引导风向。建筑内部的气流组织形式一般分为横向的贯通式和竖向的下进上出式。在旗忠森林体育城网球中心项目中,我们充分利用了网球馆的特性,完成了国内首个可开启屋盖的室内网球比赛馆(图8,9)。
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图8,9 旗忠网球中心

4 外墙保温及外遮阳设计策略
建筑外保温技术在国内已经作为节能规范强制执行,但其用于体育建筑中还有些新的设计问题值得关注。如何把吸声、隔声材料和外墙、屋面保温材料有效地结合是一个值得探讨的问题。在沈阳奥体中心游泳馆项目中,我们尝试采用了透声、隔气的杜邦PVF 膜,使其在室内外温差有60 多℃的北方气候条件下,仍然能够正常运转。
体育建筑由于其巨大的尺度关系,往往会在立面处理上忽略细部的设计,而遮阳装置的设置恰恰在小尺度上提供了细部设计元素。在沈阳奥体体育馆项目中,我们尝试在玻璃内侧附属金属穿孔板,既起到遮阳的效果,又形成了一种特殊的立面纹理,取得了和谐的外立面效果(图10)。
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图10 沈阳奥体游泳馆立面纹理
同时,大悬挑的屋盖也是一种很有效的遮阳方式。比如在沈阳奥体网球中心项目中,我们设计了进深超过20m 的大屋盖,形成了强烈的虚实阴影关系,既烘托了建筑本身,又使整个建筑群体充满变化,和而不同(图11)。
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图11 沈阳奥体网球中心悬挑大屋盖

5 热反射及屋面覆土技术策略
体育建筑的集群化使大体量的体育建筑之间很容易形成组团内的热岛效应,所以墙面和屋面尽量考虑采用浅色材料以反射热量。绿化屋面也是当下很常用的一种节能措施。在淮安体育中心方案设计中,我们大量使用了绿化屋面作为停车场的顶盖,避免了大量的硬质铺装路面暴露于日照之下,同时为市民提供了一个完全无机动车的体育公园的概念(图12)。
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  • 天地不言 15天前
    体育建筑的集群化使大体量的体育建筑之间很容易形成组团内的热岛效应
    #2 0 举报
  • 天地不言 15天前
    大悬挑的屋盖是一种很有效的遮阳方式
    #3 0 举报
  • 华厦建筑 15天前
    非常不错的学习资料,感谢分享
    #4 0 举报
  • job2299rc 15天前
    谢谢介绍,吸收了点
    #5 0 举报
  • 大老虎00 13天前
    谢谢楼主分享
    #6 0 举报
  • 寒冬 13天前
    帮一下以来,以后运行成本会降低很多,不过初投次也是不小的。
    #7 0 举报
  • pgejrxa 12天前
    体育建筑的集群化使大体量的体育建筑之间很容易形成组团内的热岛效应
    #8 0 举报
  • hemin163 11天前
    谢谢楼主分享。
    #9 0 举报
  • alliuyx 10天前
    新工艺能不能得到有关部门认可。
    #10 0 举报
  • 宇宙峰林 9天前
    感谢楼主的分享
    #11 0 举报