內(nèi)蒙古東勝體育場(chǎng)合合屋蓋設(shè)計(jì)

內(nèi)蒙古東勝體育場(chǎng)合合屋蓋設(shè)計(jì)

東勝體育中心位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯東勝區(qū)，總面積10萬(wàn)元，擁有3000個(gè)固定平臺(tái)和5000個(gè)活動(dòng)平臺(tái)。作為東勝體育中心的核心,體育場(chǎng)占據(jù)了最突出的中心位置,造型上高聳的巨拱象征蒙古族的彎弓,強(qiáng)烈收分的碗狀形體則表達(dá)了簡(jiǎn)潔和力量,統(tǒng)領(lǐng)著整個(gè)體育中心,并與覆蓋在尺度巨大、S形綿延屋頂下的兩館形成強(qiáng)烈的視覺(jué)對(duì)比。2011年底,體育場(chǎng)首先竣工,以其巨大體量迅即成為城市地標(biāo),其設(shè)計(jì)建造有諸多技術(shù)亮點(diǎn),本文將對(duì)開(kāi)合屋蓋、聲學(xué)等技術(shù)設(shè)計(jì)特點(diǎn)作簡(jiǎn)要介紹。東勝高爾夫球場(chǎng)育場(chǎng)設(shè)計(jì)基本情況東勝體育場(chǎng)是目前國(guó)內(nèi)已建成的規(guī)模最大的開(kāi)合屋蓋體育場(chǎng)館,其可開(kāi)合屋蓋面積達(dá)1萬(wàn)m2。設(shè)計(jì)之初,考慮到當(dāng)?shù)貥O端氣候的影響,業(yè)主提出設(shè)置開(kāi)合屋蓋的要求,以解決開(kāi)敞體育場(chǎng)的使用問(wèn)題,提高建筑利用率。在此之前,國(guó)內(nèi)已建成運(yùn)用開(kāi)合屋蓋技術(shù)的大型體育建筑有上海旗忠國(guó)際網(wǎng)球中心與南通體育會(huì)展中心體育場(chǎng),這兩座場(chǎng)館均處于南方,與東勝體育場(chǎng)設(shè)計(jì)面臨的自然環(huán)境條件大為不同。三個(gè)項(xiàng)目的主要指標(biāo)對(duì)比如表1。經(jīng)過(guò)反復(fù)推敲,東勝體育場(chǎng)開(kāi)合屋蓋最終選擇比較成熟的南北向?qū)﹂_(kāi)的軌道式開(kāi)合。開(kāi)合屋蓋活動(dòng)部分由兩個(gè)各重500t的單元塊組成,每片開(kāi)合屋蓋下支撐桁架的平面布置與固定屋蓋的主桁架完全對(duì)應(yīng)。跨越建筑的巨拱長(zhǎng)330m,最大高度129m,從上方用22道鋼索懸吊起屋蓋空間桁架,提高開(kāi)合屋蓋運(yùn)行時(shí)軌道的穩(wěn)定性,同時(shí)將建筑造型和功能完美地結(jié)合在一起。為了滿足大空間的采光要求,開(kāi)合屋蓋選擇高透光(透光率為17%)、高強(qiáng)度的PTFE膜材作為圍護(hù)結(jié)構(gòu),降低開(kāi)合屋蓋的構(gòu)造自重,其耐候性、自潔性、通透性等特點(diǎn)完全能滿足功能及耐候要求。采用兩個(gè)整體式活動(dòng)屋蓋單元塊避免了劃分多個(gè)板塊所造成的防水處理困難問(wèn)題,膜結(jié)構(gòu)公司很好地解決了分界面處及兩活動(dòng)屋蓋交接處的封閉問(wèn)題,且運(yùn)行可靠性良好,可防止風(fēng)、沙塵、雨雪等可流動(dòng)介質(zhì)由此進(jìn)入體育場(chǎng)內(nèi)部。在中國(guó),大型開(kāi)合屋蓋體育場(chǎng)館設(shè)計(jì)尚在探索期,自主完成的開(kāi)合屋蓋設(shè)計(jì)案例還比較少。東勝體育場(chǎng)作為目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的開(kāi)合屋蓋體育場(chǎng)館,無(wú)疑具有試驗(yàn)的意義,為探索開(kāi)合屋蓋應(yīng)用提供了有益的參考。預(yù)吊掛金屬屋面的吸聲單元考慮在開(kāi)合屋蓋閉合的狀態(tài)下,體育場(chǎng)內(nèi)部將形成一個(gè)室內(nèi)容積達(dá)160萬(wàn)m3的超大型室內(nèi)體育館,過(guò)大的室內(nèi)容積會(huì)導(dǎo)致混響時(shí)間較長(zhǎng),不利于場(chǎng)館的綜合利用。根據(jù)業(yè)主要求及聲學(xué)設(shè)計(jì)定位,我們確定了體育場(chǎng)屋蓋閉合狀態(tài)下的聲學(xué)設(shè)計(jì)目標(biāo)是控制滿場(chǎng)中頻500Hz混響時(shí)間在4s以內(nèi)。在此目標(biāo)下,需要解決室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)中混響時(shí)間和語(yǔ)言清晰度的問(wèn)題,因此設(shè)置了體育場(chǎng)金屬屋面下吊掛吸聲體、內(nèi)場(chǎng)墻體吸音、局部混凝土屋面吸聲等多項(xiàng)措施。金屬屋面下吊掛的聲學(xué)反射、吸聲吊頂需設(shè)置在觀眾席上方。吊頂位置需要注意屋蓋下馬道、燈光、音響等設(shè)備的位置,必要時(shí)需進(jìn)行避讓。設(shè)計(jì)院與廠家進(jìn)行多次優(yōu)化,共同確定了最終的實(shí)施方案:一是金屬屋面板下方區(qū)域的吸聲單元采用100mm厚、300mm高的懸掛吸聲體,間距400mm;二是在桁架三角形腹桿之間懸掛吸聲單元。吊掛的吸聲體體積達(dá)到2500m3,創(chuàng)國(guó)內(nèi)吸聲體用量之最。施工完成后,灰白色的吸聲體與白色鋼桁架體系及屋面板完美地結(jié)合成一體,既收到預(yù)期的聲學(xué)效果,也成為豐富內(nèi)部空間形態(tài)的一個(gè)重要元素。優(yōu)化設(shè)計(jì)算法碗狀鋼筋混凝土看臺(tái)的結(jié)構(gòu)支持體系,未采用傳統(tǒng)的正交框架結(jié)構(gòu),而是由4根互相扶持的斜柱與斜梁為主要承重構(gòu)件的混凝土剛架結(jié)構(gòu),此方案一經(jīng)提出就獲得了建筑以及結(jié)構(gòu)專業(yè)的一致認(rèn)可。大尺度的斜向梁柱支撐,使結(jié)構(gòu)體系與傾斜的外墻契合程度更好,同時(shí)建筑的內(nèi)部空間也達(dá)成豐富的視覺(jué)效果。為了減少施工難度,在施工圖設(shè)計(jì)中,我們統(tǒng)一了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的定位原則,并根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同跨度將結(jié)構(gòu)分為三個(gè)區(qū)組,采用三組不同的結(jié)構(gòu)尺寸。通過(guò)一系列優(yōu)化設(shè)計(jì),使體育場(chǎng)內(nèi)外空間的效果簡(jiǎn)潔、大氣,力量感十足。項(xiàng)目名稱:鄂爾多斯市東勝體育中心體育場(chǎng)建設(shè)地點(diǎn):鄂爾多斯市東勝區(qū)業(yè)主:鄂爾多斯東勝區(qū)政府基建辦設(shè)計(jì)單位:中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院用地面積:49.3hm2建筑面積:10.05萬(wàn)m2座席數(shù):40000(其中5000活動(dòng)座席)結(jié)構(gòu)形式:鋼筋混凝土框架體系(看臺(tái)),斜拱+拉索+鋼桁架體系(屋蓋)建筑層數(shù):3設(shè)計(jì)總負(fù)責(zé):崔愷,李燕云,范重建筑專業(yè):周玲,趙梓藤,羅洋,王斌結(jié)構(gòu)專業(yè):胡純煬,劉先明,王義華設(shè)備專業(yè):趙昕,宋孝春,李京