郭恒 何文晶 孔一惠 / GUO Heng, HE Wenjing, KONG Yihui

山東大學(xué)和平校區(qū)綠色體育場(chǎng)館設(shè)計(jì)探索

郭恒 何文晶 孔一惠 / GUO Heng, HE Wenjing, KONG Yihui

隨著我國高校建設(shè)的發(fā)展，高校體育建筑迎來了新的建設(shè)高峰。體育建筑是學(xué)校建筑的重要組成部分，也是校園建設(shè)必不可少的環(huán)節(jié)。本文通過山東大學(xué)和平校區(qū)體育場(chǎng)館的設(shè)計(jì)方案，探討體育場(chǎng)館的綠色設(shè)計(jì)方法，以期對(duì)綠色體育建筑的發(fā)展有所參考。

綠色體育場(chǎng)館 門式剛架結(jié)構(gòu) 節(jié)能技術(shù)

學(xué)校體育建筑的形式隨著時(shí)代的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)水平的提高而不斷擴(kuò)展。從為師生遮蔽風(fēng)雨的簡(jiǎn)易風(fēng)雨操場(chǎng)，到游泳館、籃球館等綜合性體育場(chǎng)館，建筑的內(nèi)涵越來越豐富，形成了體育活動(dòng)從室外向室內(nèi)發(fā)展，建筑功能從單一性向多樣化、綜合性發(fā)展的特點(diǎn)。同時(shí)，隨著全民健身上升為國家戰(zhàn)略，人們對(duì)大眾體育的需求不斷增加。借助學(xué)校與社區(qū)的天然聯(lián)系，學(xué)校體育場(chǎng)館在滿足教學(xué)之余，面向社會(huì)開放，充當(dāng)了大眾體育建筑的角色。因此，學(xué)校體育建筑逐漸向競(jìng)技化、社區(qū)化、大眾化的方向發(fā)展。

體育訓(xùn)練館通常為運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行日常訓(xùn)練，兼具承辦賽事的重要活動(dòng)場(chǎng)館。山東大學(xué)中心校區(qū)之前并沒有綜合訓(xùn)練場(chǎng)館，所以選定在校區(qū)北側(cè)，構(gòu)建一所集籃球、網(wǎng)球、羽毛球、乒乓球以及訓(xùn)練教室等為一體，結(jié)合節(jié)能環(huán)保技術(shù)的綠色體育訓(xùn)練場(chǎng)館。

1 背景及設(shè)計(jì)構(gòu)思

山東大學(xué)中心校區(qū)位于濟(jì)南市歷下區(qū)的繁華地段，有著較為悠久的歷史，東臨閔子騫路，西靠山大路，南側(cè)是山大南路，北側(cè)是山大北路，基本為城市次干道，四周被居住區(qū)包圍，西側(cè)為濟(jì)南市最大的科技辦公商品集散聚集區(qū)（圖1）。

圖1 山東大學(xué)中心校區(qū)與訓(xùn)練館的關(guān)系示意

在開放式校園和綠色建筑成為發(fā)展共識(shí)的背景下，項(xiàng)目希望在體現(xiàn)山東大學(xué)校園特色的同時(shí)，結(jié)合實(shí)際需求和使用功能，設(shè)計(jì)出真正意義上的“綠色節(jié)能”體育場(chǎng)館。隨著場(chǎng)地文脈和環(huán)境調(diào)研的逐漸深入，“跳動(dòng)的色彩”的概念逐漸成熟起來。“跳動(dòng)的色彩”象征著充滿活力的年輕人，而在莊嚴(yán)肅穆的大學(xué)校園氛圍中，這一抹色彩更像是注入其中的一抹激情，也更符合體育建筑的設(shè)計(jì)初衷——借用色彩的多樣化，挖掘整個(gè)體育功能區(qū)的潛力，使這一區(qū)域成為校園活力的源泉。

2 方案解析

方案設(shè)計(jì)初期，需要對(duì)項(xiàng)目的地域環(huán)境、用地現(xiàn)狀、功能需求等一系列前期問題進(jìn)行研究，綜合考慮上述條件對(duì)項(xiàng)目的影響，為設(shè)計(jì)出與環(huán)境相協(xié)調(diào)、體現(xiàn)自身特色，提高使用效益及經(jīng)濟(jì)效益的體育場(chǎng)館做好前期準(zhǔn)備。

2.1 因地制宜，與原有建筑相融合

山東大學(xué)中心校區(qū)在多年前進(jìn)行過一次大規(guī)模的建筑翻修，項(xiàng)目基地周邊的體育建筑均為前衛(wèi)現(xiàn)代的形式，所以在體育場(chǎng)館方案的構(gòu)思和設(shè)計(jì)中，在建筑形態(tài)上力求與周邊建筑語境相互融合。

同時(shí)，整合多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，并將之體現(xiàn)于最終的建筑設(shè)計(jì)成果之中（圖2、3），使訓(xùn)練館在實(shí)現(xiàn)體育建筑功能的同時(shí)，成為一個(gè)綠色體育建筑的標(biāo)桿。

2.2 明確功能，確保使用多樣性

功能的合理有效、靈活適宜是一個(gè)建筑成功的關(guān)鍵因素之一。在本方案中，設(shè)置了七大功能區(qū)：管理用房、服務(wù)用房、門廳、籃球場(chǎng)、羽毛球場(chǎng)、擊劍館以及商業(yè)用房（圖4）。適宜人們運(yùn)動(dòng)和訓(xùn)練的體育場(chǎng)館需要系統(tǒng)合理且便捷的配套設(shè)施，為其提供必要的服務(wù)。項(xiàng)目基地周邊并沒有設(shè)置相應(yīng)的配套設(shè)施，只有一個(gè)兼有多種功能的看守處。因此在進(jìn)行建筑方案的功能設(shè)計(jì)時(shí)，在建筑內(nèi)部預(yù)留了一定的空間，將其設(shè)置為公共基礎(chǔ)設(shè)施功能區(qū)，更加合理地響應(yīng)了體育功能區(qū)建筑的需求。

圖2 訓(xùn)練館平面

圖3 訓(xùn)練館效果

圖4 訓(xùn)練館內(nèi)部功能分區(qū)示意

圖5 訓(xùn)練館內(nèi)部流線示意

2.3 合理分區(qū)，避免人流的穿插

“一個(gè)腳印一個(gè)點(diǎn)，一串腳印便是人的流線”，通過合理的功能分區(qū)和組合，可以避免人流的交叉影響。在對(duì)使用人群進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目結(jié)合建筑內(nèi)部空間的特點(diǎn)，規(guī)劃出合理的流線（圖5），力圖在比賽期間合理地分流運(yùn)動(dòng)員和觀眾，在訓(xùn)練階段分流管理人員和運(yùn)動(dòng)員。

2.4 色彩多樣，營造活潑的運(yùn)動(dòng)氛圍

建筑表皮色彩不僅可以烘托建筑形態(tài)，還能對(duì)周邊的街道環(huán)境帶來一定的影響，并在使用者潛意識(shí)中營造特定的氛圍。建筑的一層外立面以黑色的面磚進(jìn)行裝飾，穩(wěn)重而大方；二層以暖色調(diào)為主，營造出動(dòng)態(tài)活潑的運(yùn)動(dòng)氛圍；最上層的采光層則使用了可開啟雙層玻璃，在確保采光和通風(fēng)的同時(shí)，兼具一定的保溫隔熱作用（圖6）。

2.5 獨(dú)立采光，提供合理光源

合理的采光不僅可以為運(yùn)動(dòng)員提供高質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)環(huán)境，還可以降低建筑因人工照明產(chǎn)生的能耗。

本方案采取了場(chǎng)地獨(dú)立采光的分布式采光形式，在每個(gè)場(chǎng)地的上方開設(shè)專用的采光口，保證其不受其他因素干擾的同時(shí)，獲得足夠的采光照度（圖7）。

圖6 訓(xùn)練館外立面

圖7 運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地采光口

3 節(jié)能技術(shù)

綠色設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，遵循“因地制宜”的原則。項(xiàng)目結(jié)合濟(jì)南的氣候、資源、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)進(jìn)行分析，在設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮建筑在全生命周期的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)特性，采用有利于可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃設(shè)計(jì)方式、建筑形式、適宜技術(shù)和材料等以確保綠色設(shè)計(jì)的實(shí)施（圖8）。

3.1 門式剛架結(jié)構(gòu)體系

門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)屬輕型鋼結(jié)構(gòu)的一個(gè)分支，可以體現(xiàn)輕鋼結(jié)構(gòu)輕型、快速、高效的特點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用了節(jié)能環(huán)保型新型建材，實(shí)現(xiàn)工廠化加工制作、現(xiàn)場(chǎng)施工組裝，方便快捷，節(jié)約了建設(shè)周期；堅(jiān)固耐用，建筑外型新穎美觀，經(jīng)濟(jì)效益明顯；柱網(wǎng)尺寸布置自由靈活、能滿足不同氣候環(huán)境條件下的施工和使用要求。在設(shè)計(jì)時(shí)，為保證結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在門式剛架結(jié)構(gòu)之上又疊加斜拉構(gòu)件，起到一定的穩(wěn)固和保護(hù)的作用（圖9）。

3.2 被動(dòng)式通風(fēng)

“煙囪效應(yīng)”是利用熱壓差，通過建筑的豎向空腔，如中庭、樓梯間、拔風(fēng)井等，實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部的自然通風(fēng)和降溫。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案將部分高出的屋面作為拔風(fēng)煙囪，在其頂部設(shè)置可控制開關(guān)的通風(fēng)口，并在樓梯間頂部外側(cè)鋪貼吸熱材料，提高太陽輻射吸收率，增強(qiáng)熱壓通風(fēng)效果。

3.3 外圍護(hù)結(jié)構(gòu)

（1）外墻面的節(jié)能保溫設(shè)計(jì)

外墻采用外保溫，保溫層采用55mm厚真金板，燃燒性能為A級(jí)，外墻傳熱系數(shù)K=0.5976W/（m2·K）。

（2）屋頂?shù)墓?jié)能保溫設(shè)計(jì)

鋼筋混凝土屋面保溫層采用75mm厚XPS板（擠塑聚苯乙烯隔熱保溫板），燃燒性能為B1級(jí)，屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)K=0.416W/（m2·K）。

鋁鎂錳板屋面保溫層采用150mm厚超細(xì)離心玻璃棉氈，燃燒性能為A級(jí)，屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)K=0.34W/（m2·K）。

屋頂透明部分采用雙層組合防結(jié)露FRP（Fiberglass Reinforced Polyester，玻璃纖維強(qiáng)化聚酯）采光板天窗，窗的傳熱系數(shù)K=1.53W/（m2·K）。

4 結(jié)語

圖8 綠色技術(shù)示意

圖9 門式剛架結(jié)構(gòu)和斜向拉桿

綠色校園的建設(shè)是未來高校建設(shè)的必然趨勢(shì)。高校的綜合體育場(chǎng)館涉及到各類體育運(yùn)動(dòng)，其建筑規(guī)模通常較大，對(duì)環(huán)境的影響也較大。高校的體育建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)包含了使用者的行為活動(dòng)方式、建筑物理環(huán)境（聲環(huán)境、光環(huán)境、自然通風(fēng)等），其設(shè)計(jì)理念應(yīng)結(jié)合功能、可持續(xù)技術(shù)與藝術(shù)，從建筑的策劃定位出發(fā)，綜合考慮內(nèi)部功能和建筑形態(tài)的結(jié)合、建筑自身與周邊環(huán)境的結(jié)合，為使用者提供一個(gè)人性化的綠色環(huán)境。

[1] 桂套全. 國家擊劍訓(xùn)練館建筑創(chuàng)作與探索[J]. 工業(yè)建筑, 2007(01).

[2] 馮瀟. 體育訓(xùn)練館功能綜合化研究[D]. 上海: 同濟(jì)大學(xué), 2008.

[3] 曹維. 西安建筑科技大學(xué)草堂校區(qū)體育訓(xùn)練館建筑設(shè)計(jì)研究[D]. 西安: 西安建筑科技大學(xué), 2015.

[4] 楊強(qiáng). 西安建筑科技大學(xué)草堂校區(qū)生態(tài)校園模式研究[D]. 西安: 西安建筑科技大學(xué), 2010.

2016-11-01

DISCUSSION ON THE GREEN SPORTS ARCHITECTURE DESIGN IN HEPING CAMPUS OF SHANDONG UNIVERSITY

The sports building construction has reached its peak time with the development of the universities. The sports stadium is the important part and essential link in the campus construction. Taking the sports architecture design in Heping Campus of Shandong University as an example, this paper discusses the green design methods in order to provide some references for the green sports architecture development.

Green Sports Architecture, Portal Frame Structure, Energy Saving Technology

山東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（編號(hào)：ZR2014JL034）。

郭恒，碩士，山東建筑大學(xué)

何文晶，通訊作者，山東省綠色建筑協(xié)同創(chuàng)新中心，山東建筑大學(xué)副教授孔一惠，碩士，英國謝菲爾德大學(xué)