▲ 东向鸟瞰(摄影:CreatAR Images)
▲ 北向鸟瞰(摄影:CreatAR Images)
▲ 西北向仰视(摄影:奥观建筑视觉)
▲ 混凝土看台结构(摄影:CreatAR Images)
▲ 体育场入口(摄影:CreatAR Images)
▲ 混凝土结构片墙序列(摄影:CreatAR Images)
▲ 体育场看台与罩篷的连接处(摄影:CreatAR Images)
▲ 看台与覆土屋面的自然过渡(摄影:奥观建筑视觉)
▲ 体育场内景(摄影:CreatAR Images)
▲ 起伏的屋面与混凝土结构(摄影:存在建筑)
▲ 总平面
▲ 一层平面
▲ 二层平面
▲ 剖面
▲ 西立面
▲ 径向主桁架7~9侧面(E)立面投影布置
▲ 顶部罩篷桁架轴测
▲ 屋顶草坡典型节点详图
衢州体育公园规划与建成体育场的设计实践与探索
徐琛
MAD建筑事务所
2018年,MAD建筑事务所开始着手衢州体育公园的整体规划和建筑设计。项目地处新城规划的中心,规模宏大,条件复杂,对所在的城市和居民都意义非凡,同时也考验着MAD近年对于城市公共项目的设想:与自然对话,营造开放和自由的场所精神。
衢州市为推动全民健身运动发展,在智慧新城规划中提出建设“快乐运动小镇”。场地位于正在建设的新城中心,周边规划有住宅区、学校、医院等一系列配套设施,10km内有高铁站和机场,交通和生活配套都比较完善。“快乐运动小镇”在设计后被整合和重新命名为“衢州体育公园”,分两期建设:一期为衢州市体育中心,包含“一场三馆” —— 3 万座体育场、1 万座体育馆、2000 座游泳馆、综合训练馆;二期包含青少年宫、科技馆、商业、少量住宅和室外运动场地等。
设计之初,MAD就提出了弱化和隐匿建筑体量、将体育公园营造成“大地艺术公园”的概念。经多轮设计尝试,最终的方案呈现为一组高低错落的覆土建筑群:建筑被自然的植被覆盖,巨大的体量“消失”,隐入大地;一圈森林围绕着公园,中心是一片静谧的湖泊;草地和道路在平坦的地面和山丘上自由延伸。脱离城市的旷野景象和超现实的艺术氛围,使人的身心都得到释放,产生一种回归自然的自由感(图1)。
▲ 1 衢州体育场东向鸟瞰局部
体育公园基地面积为61.0h㎡(一期 32.7h ㎡ ;二期28.3h ㎡ ),毗邻三江西路、橘林大道、秦江西路和养生大道4条城市主干道,用地呈完整的四边形,东西南北分别有4个主要出入口,与机动车出入口分离设置。园路从4个出入口向内延伸,形成完整的闭环主路网;支路抵达各建筑入口,并在覆土建筑区域沿草坡盘旋而上(图2)。
▲ 2 衢州体育公园流线示意
公园四周并不设置围墙和大门,取而代之的是一圈由柳杉、毛竹以及各种季节性野生花草组成的边界森林。森林在一些地方断开,形成天然的出入口。在边界森林中,自行车道和跑步道自由穿行,自行车道在入口处架空抬起或者下沉,保证与步行路线互不干扰。MAD希望体育公园无论在赛时或非赛时,都能够向市民和社区开放,做到“有界无边”:“有界”是指森林将公园围合成一个游离于城市的“世外桃源”;同时,整个场地又是“无边”的,视线和声音可以穿透森林,在城市和公园之间建立起密切联系。
体育中心的3万座体育场已于2021年9月率先竣工并交付使用。体育场近似椭圆形,长轴为南北向,最高4层,实际座席数29317个,属于乙级中型体育场。体育场由绿化屋面围合成一座形似“火山”的地景建筑,白色环形的风雨罩篷如漂浮于大地之上的光冕。比赛场地按400m综合田径场设计,内含国际标准尺寸足球场。主场地北侧还设有一片露天训练场,西侧与可容纳540个车位的停车楼相连。
体育场看台西高东低,最高处28.75m。东侧较低的看台与一片面向中心湖泊的草坡平滑相接,使得建筑体量与景观的边界变得模糊,能够使人们在场内也获得较好的景观视野。白色的罩篷覆盖所有座席,最高处45m,由9个落地点支撑在看台后侧。平时,公园和体育场的公共区域向大众开放;赛时,观众可以从南北两个主入口直接抵达二层平台,继而平层进入南、北、西侧的低区看台,或通过连接上层看台洞口的楼梯到达高区看台,也可由两个首层出入口经楼梯进入较低的东侧看台区。运动员、部分嘉宾、媒体等则可通过西侧的车行出入口进入场馆。
2.1 覆土屋面设计
覆土屋面具有室内温度波动小、节能保温、防火性能优越等特点,是衢州体育场的重要设计内容。自然植被从地面延伸,将体育场主体体量覆盖;屋面草坡上大小不一的开洞,与“火山”的自然形态和谐相融,增添了场地的有机感和生命感,其实际功能则包括采光、排烟和体育场的出入口等。
“草要长得好,土要固得住,水要排得顺”,是景观设计顾问总结的覆土屋面三大要素。其中,“草要长得好”是实现项目效果的决定性因素,首先要选择适宜当地种植的草种。衢州四季分明、光热充足、降水丰沛,但体育场体量大、坡度陡、维护难度高,所以团队与顾问针对草种、种植方式,维护难度等方面进行了多次评估和对比,同时结合实地考察(包括现场制作草丘试验段等),最终筛选出修剪频次低、根茎密度高、成株高度适合的多季性中华结缕草作为种植草种。
“土要固得住”是最重要的技术设计要点。固土不仅涉及草坡效果的完整性,更与结构安全密切相关。体育场的固土措施以土工格室约束系统作为核心,因其耐候性、固土强度、塑形能力优越,可以有效避免滑坡等安全问题,同时可以通过调节土工格室的铺排单元和层数来适应不同的草坡情况。在此基础上,设计选用了高强度的镀锌钢锚杆拉筋系统对土工格室进行固定,相比于普通的构造,可以加大土工格室结构连接件的间距,将对防水层的影响降至最低(图3)。
▲ 3 屋顶草坡构造示意
虽然体育场草坡外观基本与结构空间一致,但局部也有厚度不同的情况。为了保证荷载的均匀,在土层较厚的区域增加了轻质填充材料。同时,土层下设置有250mm厚的技术支撑层,内含水肥一体、自动检测等智能控制系统,以及排水管、沟等雨洪构造。
“水要排得顺”同样关键,必须有效防止因排水不畅引起的水土流失及滑坡风险。团队先通过对体育场整体草坡的雨水径流分析,化整为零划定汇水分区,在此基础上设计了地表径流排水和下渗排水两个系统。地表径流通过环向截水沟+径向排水管组成排水系统,除可降低地表水流速外,也可防止雨洪对草坡造成冲刷和水土流失。而下渗排水则通过疏水板和必要的连通管解决,主要作用是防止自由土层形成水分饱和土,形成整体滑坡,同时可以避免积水对结构荷载造成不利影响(图4)。
▲ 4 一场三馆雨水系统平面布局
体育场建成后,植被达到了预期的效果,草坪在平地和山丘上自由生长,将体育场覆盖。一条漫步道攀爬而上,和其他混凝土线条一起构成大地艺术的图案。体育场以自然、生态的大地景观形象完美呈现。
2.2 异形清水混凝土空间设计
体育场的环廊是观众进入看台区的主要公共空间。环廊由60根高度不一、形态各异的高大片柱组成,这些兼具结构力量与朴素美感的片柱阵列,给予行进中的观众独特的仪式感和美学享受。其中,60根高大片柱与看台顶端的椭圆形环梁共同构成“门式刚架”结构体系,其柔美的形态,只是将外露结构部分的柱、梁交接位置适当加宽、倒角,形成一个个自然顺滑的“门廊”。高大的片柱使用木纹模板浇筑,表面形成了深浅不一的天然纹理。木纹两端设计了沿着片柱轮廓延伸的凹槽,凹槽外侧则是光滑的表面(图5、6)。
▲ 5 片柱局部与远处的入口(摄影:田方方)
▲ 6 60根高大片墙形成连续的拱廊
体育场出入口则呈现有机的“虫洞”形态,给人一种神秘、艺术性的空间感受。其中南北两个主要出入口连接着二层观众公共环廊,是赛事主要的观众出入口。空间呈现大跨度的拱形通道形式,侧壁和顶面的表皮设计有一条条凸起的肋,在效果上层层递进,削减了空间的压迫感。异形出入口在构造上属于双层板一次现浇成型。上层板参与整体结构受力;下层板为配筋装饰型构件,留有伸缩缝(图7)。这样的构造在保证完成效果的同时,兼顾了结构的合理性和高效率。
▲ 7 “虫洞”出入口构造图示
2.3 罩篷设计
体育场罩篷呈白色环形,根据看台的高度上下起伏,像一圈轻盈的“光冕”飘浮在大地之上,构成一幅超现实的艺术景象。罩篷全方位覆盖所有座席,可以遮蔽烈日和雨雪,兼顾吸声。钢结构和部分设备末端被隐蔽设计,使罩篷呈现完整纯净的设计效果(图8)。
▲ 8 轻盈的罩篷飘浮在大地上(摄影:奥观建筑视觉)
罩篷投影面积约 2.5万㎡,南北跨度272m、东西218m,最大双侧悬挑达61m,由钢桁架主结构、膜次结构及张拉膜完成面组成。主结构采用大跨度支座+径向立体主桁架+环向次桁架体系,9个落地支座固定在座席后侧大环梁之上。主结构与罩篷外观形态呈大致对应关系,跟随座席上下起伏,同时由西侧开始逐渐变窄。膜结构由次结构钢架和完成面膜材组成。次结构钢架附着于主结构之上,进一步塑造罩篷的最终形态;完成面膜材分为顶、底两层,分别为 PTFF 实体膜和穿孔网格膜(图9)。
▲ 9 罩篷结构图示
在设计之初,为了实现飘浮的设计效果,设计团队希望尽量少布置落地支座,同时将支座尺寸设计得尽量小巧。而这样使得结构的跨度和强度都会面临巨大挑战,增加用钢量,经济性也受到影响。因此,设计团队与结构顾问从整体系统入手制定了一系列设计原则和优化手段,在效果与结构效率之间取得相对平衡,比如将主桁架由一圈完整的环变为多点径向桁架布置,同时增加支座的数量和尺寸、减小环向跨度,并适当缩小罩篷的体积。最终定案时的用钢量对比最初的方案减少了约4000t,设计效果也没有受到明显影响。
其次,罩篷巨大的体量和起伏的形体使雨雪的疏排也成为挑战。雨雪堆积会造成膜材局部荷载过大,不仅威胁主结构安全,而且极有可能将膜材损坏。在保证效果的前提下,设计团队经过多轮评估制定了调整原则和方法:1)适当加大罩篷环向中轴线的隆起,增加向两侧梳排的角度;2)在檐口附近设置较大尺寸的截水沟,接内排管道;3)在保证整体形态柔顺的前提下,排查膜材凹陷区,消除雨雪堆积点;4)排水沟外侧局部散排,在端口位置埋绳阻断雨水沿下皮内流。
除此之外,为了罩篷整体形象完整,设计团队还对罩篷的技术构造进行了优化,比如将两侧檐口的环形排水沟内退一段距离,使沟的外壁高于内壁,保证其在人视角度的隐蔽性,同时对扩声、泛光、体育照明等设备进行了有序排布、隐蔽设计。以照明为例,设计团队在布置之初就调研了大量的灯具选型和实际案例,将灯具按照使用功能、照射角度、安装位置和外观尺寸等进行划分和排布。其中,体育照明灯具需求量大、入射角度要求严格,适宜成组群线性分布。于是在平面上,体育照明灯具沿罩篷环向轴线平行布置,以与造型呼应。同时,在不干涉入射角度的前提下,在灯具安装位置对膜结构进行了开缝处理,使灯具收入罩篷体型之内,一定程度上隐藏了灯具。座席泛光照明、应急照明等相对数量较少且入射角几乎垂直向下,采取沿环向轴线点状布置,并在安装位置开洞做内嵌处理。其他诸如扩声系统、检修马道等,都采取了相应的措施,以保证罩篷的设计效果(图10)。
▲ 10 罩篷节点示意
2.4 消防
衢州体育公园覆土建筑群独特的设计和超大的规模,使消防设计遇到了前所未有的困难。一方面,在以往的消防规范和经验中,很难找到类似的案例;另一方面,亟需最大程度减少消防措施对设计效果的影响。在兼顾消防安全和建筑效果的双重前提下,设计团队和专家顾问没有局限于既定的规范和经验,而是从消防设计的底层逻辑入手,对疏散路径、排烟策略、防火措施等问题逐一分析论证,确定了一系列消防设计原则和解决办法,保证了项目的安全和呈现效果。例如覆土屋面上的一系列开敞的洞口,解决了下方空间的排烟问题;为了保障消防路径的完整性和高效性,在内外围地面结合景观铺装设置了视觉上消隐的消防环路,同时对与环路连接的几个入口进行了抬高处理,使消防车能够直接进入场地内部。
把体育中心幻化为大地艺术公园是方案的核心理念,如马岩松所言:“我们想构建一个人人可以参与的大地艺术空间,去和天地、和浙江的山水自然对话,给现代城市中每一个奔波的人提供一个可漫游之境”。体育公园将成为返璞归真的山水之境,会形成一个人人可以参与的开放社区,并最终塑造一种自由的场所精神。这个项目呈现了MAD对城市风貌、社会价值和精神价值3个层面的思考。
从城市风貌的角度如何处理衢州体育公园与这座城市的关系是建筑师首先思考的问题。衢州是浙江著名的生态山水美城,因山得名、因水而兴,多次被评为国家园林城市和森林城市。而体育建筑由于体量大、跨度大,对城市风貌、城市交通、人文活动,甚至城市的标志性都有很大影响。体育公园将来作为衢州的标志性建筑群,融入和呈现这座城市自然、生态、山水的地理和文化特征就显得尤为重要。而考虑到当今城市高密度的开发和繁忙的交通,往往使城市空间充满紧张感,拥有一片可以自由漫步、休憩的场所尤为可贵,MAD在设计之初便提出了整合城市空间、设计无车化交通的大地公园理念。前期规划中,项目用地被4条井字形的机动车道路划分成9块。经过设计团队与规划、交通等领域的专家对区域地块功能、交通状况等方面论证分析后,最终实施的方案中9个地块被缝合在一起,成为一个无车化的完整的综合性景观公园。
时至今日,体育场已经成为城市更新的重要工具,可以促进当地社区的成长和发展。随着我国体育建筑的建设从“增量”转向“存量”,对它们的利用和管理成为了不可忽视的城市问题。近几年,一些城市的体育场在经历赛事之后即成为空置 的“孤岛”,“比赛有时候几年,甚至几十年一场,其余的时间这个空间基本就被浪费了”。这显然与体育建筑的发展趋势背道而驰。MAD期望衢州体育公园作为新时代的体育建筑,可以积极地参与到社区营造和居民生活中去,无论是赛时还是日常,都可以向市民开放,体现它的社会价值。从功能空间的角度,就是要把它变成综合体,通过多种功能的复合化混合使用来实现,把体育、休闲、居住和商业等区块有机融合在体育公园中。
场所精神是抽象、深刻、非物质的价值,而且这种精神内核高于城市景观本身,是一种能与城市居民进行内心互动的精神价值。而自由是人类追寻的最终归宿,更是体育精神的最终归宿,体育本身就是一种追求自由的运动。衢州体育公园期望通过形成一个拥有自然山水、大地景观的开放性复合社区,使边界消融,人人可以进入,在这里释放身体和心灵,进而塑造一种自由的场所精神,与城市居民建立情感的连接。而这种场所精神也代表着自由的城市精神和关怀个体的人文精神,带给居民更多的归属感和幸福感。
体育场建成后已投入使用一年多,举办了一系列全国性、地区性体育赛事、演唱会等文体活动。许多市民在闲暇时间或节假日也会前往体育场,更有很多人从外地赶到现场参观。人们在体育场的草坡上自由地奔跑和攀爬,享受大自然的乐趣。这也标志着MAD期望构建的自由、人人可以参与的大地艺术公园设想的初步实现。
设计单位 / MAD建筑事务所 + 悉地国际CCDI
建筑师 / 马岩松 党群 早野洋介 徐琛 高颖 初腾飞
地点 / 浙江衢州
设计 / 2018年 / 竣工 / 2021年
业主 / 衢州市西区开发建设管理委员会,衢州宝冶体育运营有限公司
设计团队 / 刘会英、李健、傅昌瑞、李存浩、李广崇、李刚、练懿霆、Kyung Eun Na、马寅、Thoufeeq Ahmed、 Alessandro Fisalli、 里慧、 Tian Jin、 张凯、 马悦、Melanie Weitz、 周海萌、 肖钰晗、 Yuki Ishigami、 Luis Torres、 苏乐、 康文钊、 Pittayapa Suriyapee、 俞琳、 Neeraj Mahajan、 张博、 Connor Hymes、张羽飞、 汪琪、 宋敏哲、 曹溪、 刘海伦、 张笑梅、 郑康成
概念设计 / MAD建筑事务所
方案深化设计、初步设计 / MAD 建筑事务所 + 悉地国际CCDI
施工图设计 / 悉地国际CCDI
景观规划设计 / PWP Landscape Architecture,EADG 泛亚国际,北京云海天成景观设计咨询有限公司
结构顾问 / Schlaich Bergermann Partner
机电顾问 / SC Consultant Limited
幕墙顾问 / RFR Asia
照明顾问 / 北京宁之境照明设计有限公司
标识设计 / 原研哉(日本设计中心)
基地面积 / 3.37 h ㎡
建筑面积 / 5.86 万 ㎡
结构形式?钢筋混凝土框架剪力墙结构(主体育场看台与附属用房)、 空间悬挑钢桁架结构体系(罩篷)
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混凝土结构
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