龐旭

湖南省建筑設(shè)計(jì)院有限公司 湖南 長沙 410011

1 建筑單體設(shè)計(jì)

湘潭縣一中體育館位于湘潭市湘潭縣，項(xiàng)目地點(diǎn)位于湘潭縣一中校區(qū)內(nèi)，西北側(cè)有湘潭縣體育文化廣場，東側(cè)緊鄰金霞山風(fēng)景區(qū)。體育館按“縣校共用”設(shè)計(jì)，要求既能滿足學(xué)校體育、音樂美術(shù)教學(xué)要求，同時(shí)能滿足縣內(nèi)接待比賽、文化演出和會(huì)議的要求，做到“分開管理，合并使用”。

1.1 總平面設(shè)計(jì)

總平面布局首先注重平面的緊湊性和功能的合理性，體育館分為主副館兩部分，主館部分布置在北側(cè)，靠近城市道路交叉口，便于展示體育館的城市形象，副館布置在南側(cè)靠近教學(xué)區(qū)，日常教學(xué)中便于學(xué)生到達(dá)。

考慮到縣校合用的功能要求，設(shè)有兩個(gè)主入口，其中社會(huì)主入口面向貴竹北路，利用道路與基地的高差，舉行社會(huì)活動(dòng)時(shí)，外來人員可以直接進(jìn)入主館觀眾廳，大量的觀眾并不直接進(jìn)入校園，減少了活動(dòng)期間觀眾對(duì)校園內(nèi)部干擾，有利于體育館承辦校外大型活動(dòng)。學(xué)校內(nèi)部主入口位于體育館西側(cè)，與體育場相對(duì)，便于學(xué)校開展體育教學(xué)活動(dòng)。

1.2 功能布局

體育館功能布局按“縣校共用，以校為主”的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對(duì)學(xué)校使用頻率比比賽頻率更多的特點(diǎn)，在保證比賽基本要求的情況下適當(dāng)加大體育教學(xué)用房面積。

主比賽館中心比賽場地尺寸為36.2×28.2米，可用于籃球、排球、羽毛球、乒乓球等多項(xiàng)比賽。

一層利用看臺(tái)下空間設(shè)置了校體育教學(xué)用房，比賽運(yùn)動(dòng)員區(qū)、競賽管理用房等功能用房，根據(jù)使用頻率，體育教學(xué)用房布置在采光通風(fēng)良好的西南兩側(cè)，而將使用頻率較少的比賽管理用房、服務(wù)用房布置在內(nèi)側(cè)，運(yùn)動(dòng)員用房布置在東側(cè)。

體育館二層為觀眾活動(dòng)區(qū)，觀眾可由北側(cè)和西側(cè)的大臺(tái)階以及東側(cè)大平臺(tái)的入口進(jìn)入入口大廳，再進(jìn)入座席區(qū)。檢錄設(shè)置在運(yùn)動(dòng)員區(qū)的南側(cè)，方便賽事使用。主場周邊設(shè)置大型環(huán)狀的疏散平臺(tái)，平臺(tái)周邊設(shè)置衛(wèi)生間、小賣部、飲水處等服務(wù)用房。

觀眾廳共有觀眾席3240座。普通觀眾席按丙級(jí)體育館標(biāo)準(zhǔn)采用無背方凳，座寬0.5m排距0.75m。觀眾廳視線設(shè)計(jì)視點(diǎn)取籃球場邊線距地面0m處，視線升高差取0.12m，逐排升起。正對(duì)比賽館的座位數(shù)為2488，占總席位的70%，絕大部分座位均有良好視線。

比賽館南側(cè)設(shè)有舞臺(tái)，主舞臺(tái)寬20m，進(jìn)深18m，兩側(cè)設(shè)有10寬的側(cè)臺(tái)，圍繞舞臺(tái)一層布置有化妝間、道具間、演員休息室、貴賓休息室可以滿足演出、會(huì)議的功能要求。二層、三層四層布置了與演出相關(guān)的音樂教室、排練廳、琴房等音樂教學(xué)用房。

訓(xùn)練館場地包括一片籃球場，三片羽毛球場。夾層處設(shè)有部分輔助用房。訓(xùn)練館和比賽館通過連廊聯(lián)系。

1.3 建筑形式

通過對(duì)湘潭縣一中文化的梳理與對(duì)基地周邊金霞山環(huán)境的提煉，我們提出了“湘水流金續(xù)70年輝煌” 的設(shè)計(jì)立意。建筑的整體造型如一個(gè)大型的7字，象征著學(xué)校建校70周年的輝煌歷史。建筑又如同一道大的波浪，就像金霞山下的湘江水奔涌向前永不停息。建筑與基地旁金霞山形成山水呼應(yīng)，也使得建筑與環(huán)境產(chǎn)生和諧的對(duì)話。

圖1 透視圖

建筑造型采用整體切割的手法，大氣卻又不失生動(dòng)。在大的體塊形體中，通過局部的穿插，凹凸，使得整個(gè)建筑靈動(dòng)起來。整個(gè)建筑外表皮以白色鋁材為主，建筑局部穿插深藍(lán)色玻璃幕墻，虛實(shí)結(jié)合。建筑風(fēng)格體現(xiàn)時(shí)代感、整體性和文化氣質(zhì)。方案平面方整，體型簡約端莊。建筑立面設(shè)計(jì)樸素大方，富有韻律感。采用白色，深藍(lán)色結(jié)合色調(diào)，體現(xiàn)文體建筑的運(yùn)動(dòng)與優(yōu)雅，也呼應(yīng)整個(gè)校園建筑的色調(diào)，融入其中，形成明快簡約生動(dòng)、富有現(xiàn)代感的氣氛。（圖1 透視圖）。

1.4 流線設(shè)計(jì)

（1）學(xué)校日常教學(xué)流線

學(xué)生和老師由西側(cè)三個(gè)入口進(jìn)入各體育活動(dòng)房間，由大踏步進(jìn)入觀眾廳和訓(xùn)練館。

南側(cè)一層局部架空設(shè)有出入口，服務(wù)琴房、排練廳等音樂美術(shù)教學(xué)用房。

（2）校外賽時(shí)流線

運(yùn)動(dòng)員流線：運(yùn)動(dòng)員可通過一層?xùn)|側(cè)入口經(jīng)檢錄進(jìn)入比賽場。

裁判及競賽管理人員流線：由一層?xùn)|北側(cè)門廳進(jìn)入比賽場。

貴賓流線：由東南側(cè)門廳可直達(dá)貴賓席。

觀眾流線：在4.5標(biāo)高處由東側(cè)入口直接從貴竹北路進(jìn)入觀眾門廳。

（3）校外會(huì)議、演出流線

演員流線：由西側(cè)演員入口進(jìn)入主臺(tái)。

會(huì)議領(lǐng)導(dǎo)流線：北側(cè)入口進(jìn)入主席臺(tái)。

觀眾流線：觀眾由東側(cè)二層主入口廣場以及建筑北側(cè)和西側(cè)的大踏步進(jìn)入二層的室外疏散平臺(tái)，進(jìn)入觀眾門廳，由此進(jìn)入看臺(tái)。

殘疾觀眾流線：殘疾觀眾通過東側(cè)二層主入口廣場的無障礙升降平臺(tái)或建筑西側(cè)的無障礙坡道進(jìn)入，經(jīng)由觀眾門廳進(jìn)入比賽場地內(nèi)的場邊無障礙專座。

1.5 疏散設(shè)計(jì)

對(duì)于大型比賽場館、人員密集場所建筑來說，安全疏散是核心問題。在本項(xiàng)目中，根據(jù)規(guī)范要求復(fù)核疏散寬度和疏散時(shí)間。主賽場為三層通高的空間，具有3240座觀眾席，單獨(dú)設(shè)為一個(gè)防火分區(qū)，設(shè)有6個(gè)出入口通向室外。比賽場地共設(shè)有4個(gè)出入口通向室外，疏散總寬度為7.6米。

（1）疏散寬度：根據(jù)《體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ31-2003中表4.3.8的要求，對(duì)平坡地面的門和走道的疏散寬度指標(biāo)應(yīng)取0.43米/100人，樓梯的疏散寬度指標(biāo)應(yīng)取0.50米/100人；

所需看臺(tái)出口總寬度：3240/100×0.43=13.9M；設(shè)計(jì)中出口總寬度：2×2.5+4*3.2=17.8＞13.9M；全部觀眾疏散至室外地面所需安全樓梯寬度：3240/100×0.5=16.2M，

現(xiàn)設(shè)計(jì)中樓梯總寬度：1.4×2+16.4+11.3+13.6=27.7＞16.2M；滿足體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范0.5M/百人的疏散要求。

（2）疏散時(shí)間：控制疏散時(shí)間—指看臺(tái)區(qū)域觀眾從看臺(tái)出口全部疏散出去的允許最長時(shí)間，我國體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范條文說明為體育館3-4分鐘。

取最不利看臺(tái)區(qū)域的北側(cè)看臺(tái)進(jìn)行計(jì)算。其中，疏散人數(shù)最多的出入口所需疏散觀眾人數(shù)為650人。按《體育建筑規(guī)范》要求，室內(nèi)看臺(tái)平坡地面每百人疏散寬度為0.43M，階梯、樓梯為每百人0.50M。

該看臺(tái)區(qū)域所需總疏散寬度應(yīng)大于等于：650/100×0.43=2.79M；

所需樓梯間總疏散寬度應(yīng)大于等于：

650/100×0.5=3.25M。

現(xiàn)設(shè)計(jì)該處看臺(tái)疏散口最小寬度為3.2M，可容納6股人流。室外疏散臺(tái)階最小寬度為：16.4M，可容納30股人流。

看臺(tái)觀眾的疏散時(shí)間為650/（6×43）＝2.51min＜4min

2 BIM設(shè)計(jì)的運(yùn)用

該項(xiàng)目造型獨(dú)特，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為單曲面屋蓋系統(tǒng)，采用大跨度屋面空間網(wǎng)架，同時(shí)屋面限高24米。異形建筑如何施工，以及復(fù)雜形建筑內(nèi)部設(shè)備綜合管網(wǎng)與網(wǎng)架不發(fā)生沖突并保證建筑內(nèi)部空間經(jīng)濟(jì)有效的使用是本項(xiàng)目的兩大難題。一般來說，建筑在施工時(shí)按照平面圖紙搭建即可，而由于體育館造型復(fù)雜，施工難度大，特別是外立面幕墻的劃分，在施工前必須要借助BIM的三維模型，根據(jù)模型能看出放大后的每個(gè)細(xì)節(jié)，包括幕墻分格尺寸、百葉的位置、構(gòu)件尺寸等等。由于受造型限制，管線的施工也必須在BIM模型里面進(jìn)行排布，之后再現(xiàn)場施工，這樣才能確保施工的質(zhì)量并避免反復(fù)更改。通過全專業(yè)建立的revit模型，整合在一起，解決了體育館的復(fù)雜造型；利用BIM手段解決傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)手段較難解決的復(fù)雜區(qū)域管線綜合問題。在BIM打造的可視化平臺(tái)中解決了多專業(yè)協(xié)調(diào)問題，如復(fù)雜外立面幕墻，鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)裝空間等，并對(duì)其進(jìn)行了合理的分配。如此一來，體育館項(xiàng)目的兩大難題迎刃而解。

通常設(shè)計(jì)過程中，針對(duì)大型比賽場館、人員密集場所建筑安全疏散設(shè)計(jì)的合理性、正確性,只能進(jìn)行平面設(shè)計(jì)，僅通過疏散速度、疏散寬度計(jì)算疏散時(shí)間，對(duì)于疏散路徑和人員構(gòu)成都不能定量分析，無法驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果的科學(xué)性。通過基于BIM打造的可視化平臺(tái)，選擇pathfinder軟件進(jìn)行消防疏散分析，能夠設(shè)定人員類型和各人員占比、行走速度以及行為模式，以圖表和視頻的方式展示模擬的結(jié)果。動(dòng)態(tài)視頻可以清晰的看到人員疏散的路徑和疏散過程；圖表可以梳理出疏散口設(shè)置和疏散寬度的合理性。本項(xiàng)目經(jīng)過分析模擬，清晰地得出每個(gè)疏散門的疏散密度、疏散人數(shù)和總體的疏散時(shí)間。由于北向看臺(tái)觀眾過多，后排座椅人員不能有效地往疏散口運(yùn)動(dòng)，處于等待狀態(tài)，影響疏散時(shí)間，為了解決這個(gè)問題，我們將北向看臺(tái)縱走道的盡端加寬成喇叭口，將結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)在每個(gè)疏散門的疏散人數(shù)不變的情況下，因等待時(shí)間縮短而使疏散時(shí)間縮短了30秒。在最終的設(shè)計(jì)中，我們采用了這個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

基于BIM平臺(tái)的消防疏散分析為大型公建的消防疏散設(shè)計(jì)提供支撐與技術(shù)驗(yàn)證，擴(kuò)充了BIM的性能化分析的內(nèi)容，為如何能更好地利用BIM進(jìn)行各方面的探索提供了范例。

3 結(jié)束語

湘潭縣一中體育館是體育建筑的典型案例，從總平面設(shè)計(jì)、功能布局、造型設(shè)計(jì)、流線分析和疏散分析等方面做了細(xì)致考慮和詳細(xì)設(shè)計(jì)，并在BIM設(shè)計(jì)運(yùn)用方面做了一定的探討。BIM從設(shè)計(jì)出發(fā)，通過模擬驗(yàn)證，再修正設(shè)計(jì)。BIM設(shè)計(jì)從多方面對(duì)平面二維設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行了補(bǔ)充。