建筑结构丨体育场馆背后的设计巧思

由于体育场馆的建筑体量巨大，且不同赛事及活动对室内环境有着十分严格的要求，因而也是能源消耗大户。如何使场馆绿色节能？机电系统设计在其中发挥了重要作用。从香港启德体育园、北京工人体育场到江门、清远和茂名奥林匹克体育中心，近年来奥雅纳在这一领域也有许多创新实践。

“十四五”规划对绿色体育及数字化体育发展给予高度重视，强调要全面挖掘与发挥体育行业的绿色节能优势，倡导开展节能节俭大型体育活动，同时运用移动互联网、大数据、人工智能物联网等方面新技术，推动文化体育的数字化、智能化将体育在资源节约型、环境友好型、资源数字化社会建设中的潜力最大限度地挖掘出来。

奥雅纳在服务过程中更是通过结合场馆功能需求、体育工艺系统、运营管理策略、绿色节能理念，多维度思考，为场馆机电系统重新赋能，建设绿色节能及智能化场馆。

体育场馆项目中，场馆等级（举办赛事的类型及级别）将影响整个机电系统的设计方向。国家标准中，对不同场馆的等级均有不同设计要求。对于举办世界级比赛的场馆，如FIFA等，设计时还需满足各类国际体育协会标准。

场馆除了在赛事时期开放，在非赛事时期也需要开放一些区域供全民健身或商业活动用途。考虑赛时与非赛时不同的运营特点，机电系统需要考虑应对不同机电负荷时的灵活性。

例如带展馆功能的体育馆，需考虑比赛模式、会展模式、商业演出模式的不同使用需求，部分功能区将在不同模式中关闭。

又例如游泳馆在赛事及非赛事期间，空调系统的使用情况大相径庭。在非赛事期间，若接待民众进行游泳健身活动，接待大堂需要长期开启空调系统，而观众席空调并不一定需要开启。

为节约能源，同时获得较好的舒适性，奥雅纳借助数字化工具，提供更为准确及科学的设计建议。例如利用IES建立冷热负荷模型，计算不同季节及运营模式下的负荷需求，以节约系统总装机容量，实现能源综合利用。对于大空间的舒适性，通过CFD分析比赛区的温度场和速度场要求以及观众区微环境，在节约能源的基础上保证了功能区的热环境效果。

体育工艺机电系统是场馆项目中特有的机电系统，例如：大屏显示及控制系统、场地扩声系统、场地照明控制系统、记时计分及现场成绩处理系统、竞赛视频系统（影像采集及回放系统）、竞演设备集成控制系统、电视转播系统、竞赛信息发布系统、场馆运营管理系统（赛时功能）、赛事照明、草坪排水等等。

以赛事照明为例，需按场馆等级来设定设计参数及标准，并与高清转播的需求有关。设计前需跟政府部门、业主方、运营各方确认场馆的等级及承接的比赛等级，再根据赛事相关比赛项目，对应照明标准值。

上述体育工艺机电系统，需要与场馆非体育工艺机电系统综合考虑，例如机房预留、线槽预留、消防及空调系统预留等。

体育场馆通常具有较大的屋面，如何考虑可持续设计与建筑特点进行结合是我们研究的重点。

如太阳能光伏发电系统的应用，结合屋面造型特性敷设部分太阳能光伏发电板，将太阳能转化为场馆后勤部分的日常照明用电；或在雨水利用上，结合华南夏季多阵雨的气候条件，以及场馆的大面积屋面特点，设计雨水回收利用系统，将收集的较洁净杂质水，处理后用于绿化浇灌、道路冲洗、车库冲洗，达到循环利用水资源的可持续发展目标；利用体育场馆室外区域广阔的特点，设置空气源热泵热水系统将室外空气热源转换为泳池恒温和生活热水系统热能等。

奥雅纳近期参与设计的茂名奥林匹克体育中心就集中体现了我们多维度思考、以机电系统为场馆赋能、实现绿色场馆的设计理念。

在片区规划优化咨询服务中，我们通过优化场地竖向设计，减少土方填挖量，帮助原始荔枝林风貌的保护，同时节省施工成本和工期；对市政机电管线容量、布置和接驳口提出优化建议，有利于分期开发建设的预留及实施；进行片区中水系统系统规划研究，争取实现水资源综合利用。