集约立体、弹性适用的速滑馆设计策略*
——记蓟州国家冬季运动专项训练基地新建大道速滑馆设计
2020-10-23卢鹏胡泽慧刘迎坤
卢鹏 胡泽慧 刘迎坤
中国建筑设计研究院有限公司
“三亿人上冰雪”战略对建筑行业提出了新挑战。常见的五种冰上运动——速度滑冰、短道速滑、冰球、花样滑冰、冰壶,对建筑的要求各不相同,其中速度滑冰项目的场馆建设成本和技术要求最高。当前,国内速滑馆的保有量屈指可数,速滑馆的设计建设对建筑工作者是机遇也是挑战。本文旨在通过介绍蓟州国家冬季运动专项训练基地新建大道速滑馆面临的技术难点及建筑的生成过程,探讨和总结速滑场馆的设计策略。
1 任务与挑战
蓟州国家冬季运动训练基地改造工程的二期建设项目,属于国家队备战冬奥会的配套设施。项目拟利用基地东部原标准400m跑道田径场(图1),新建一处专业的速度滑冰项目室内训练场馆,主要建设内容包括400m标准速度滑冰冰场、用于热身训练的400m塑胶跑道以及运动员休息室和相关附属用房等,兼顾面向群众普及冰上运动。
本项目的可建设场地狭小,却需容纳尺度极大的标准速滑冰道、陆地训练跑道。一方面,场地北侧、东侧紧贴现状及新建建筑,东侧、南侧紧贴基地围墙,场地为河滩卵石地,地基渗水风险高,不宜深挖(图2);另一方面,速滑场馆主要由大型单一室内空间构成,建筑节能以及与周边环境协调的压力较大。简言之,本项目的设计难点在于如何化解“大块头”空间对狭小场地、景区风貌和建筑节能的压力。
2 “空中速滑馆”——以立体化的空间组织模式化解场地限制
项目利用基地内原有标准田径场用地进行建设,在大型专业训练基地中,塑胶跑道可供各项目运动员进行通用体能训练,属于必要的辅助训练设施,因此还需另建一条(陆地)训练跑道。通过对速滑冰场和训练跑道的不同布局方案比较发现(图3),两种跑道同层占地的常规布局模式,无法形成满足专业化使用要求的适宜布局方案。同时,为避免穿越冰道,速滑馆内需在冰道下设置连接场芯内外的通道,作为训练人员的入场通道。如果冰场落地设置,则该通道需建成地下通道,在本场地中还需做抗浮、抗渗处理,会增加工程复杂度、延长工期。因此,在设计中我们创新性地提出冰、陆跑道分层设置,即冰场在上、陆地跑道在地面层的立体化空间组织模式。将冰场层抬高至距地6m处架空,架空层下设训练跑道、运动员休息室及相应部分附属用房。在休息室内,利用上层冰场的疏散楼梯,自然形成训练入场通道(图4)。
3 “小而美”——集约化的冰场空间设计
业主:天津市体育局
建设地点:天津市蓟州区下营镇黄崖关小平安村
建筑设计:中国建筑设计研究院有限公司
项目负责人:卢鹏、刘迎坤
设计团队:王凡、胡泽慧、陈明、贺雷刚(建筑);
董越、杨永睿、杨子奥(结构);
张昕(暖通);
刘志军、张越、李仁杰(给排水);
杜建勋(电气);
郑爱龙、金尚(总图);
陈耀宗、徐涵涵、张欢、谢婷(室内)
总建筑面积:19 981.8m2
项目状态:在建
设计时间:2019.08
图片版权:中国建筑设计研究院有限公司
1 基地总平面图
2 总平放大场地原状及首层叠合图
4 剖面图
速滑馆体量大,馆内需容纳400m标准冰道,冰道及必要缓冲区、场边附属设备区的使用空间平面尺寸为74.8m×184.9m,冰道上往往还需要10m以上净高空间,再加上最小74.8m跨度的结构占用空间,场馆屋面距冰面高度需大于10m。因此,速滑馆冰场是一处体量巨大的单一室内空间,对该空间的体积控制将对场馆空调能耗产生极大影响。然而,合理、适用的速滑馆应该是“小而美”的,因此在满足训练使用的前提下,本设计采用集约化手段,最大限度地压减了冰场室内空间体积。
5 屋盖结构形式对比
6 真实场景效果图
7 观景平台室内效果图
8 观景平台室外效果图
9 首层平面图
10 二层平面图
11 建筑竖向解剖图
首先,在平面布置上进行高效整合,标准冰道之外再设2m的缓冲区域,这也是满足训练、巡场的最小合理尺寸。其外侧为主立柱,柱截面尺寸为1m×1.2m,充分利用这1.2m的柱间进深空间整合除湿、事故通风道、消火栓等机电设备,有效压减场馆轮廓。其次,对屋盖大跨结构进行优化。速滑场馆场芯处的高度为无效高度,在满足机电布置的前提下,应尽可能压减此处高度(图5)。经比选,采用立体钢桁架结构形式,可以避免起拱产生无效高度,再结合机电设备管线的集约化排布,设计在保证环冰道上方净高11m的前提下,实现场芯空间的扁平化,最终设计实现场芯净高约11.45m。
4 弹性适用——场馆空间功能可转换性设计
大型体育场馆的建设投资和运行成本高,如何通过转化实现共享,进而提高场馆利用率是此类场馆共同面对的课题。本设计在专业训练、设施共享、公众开放三个方面,塑造了弹性多用的场馆空间,探索了功能转换的设计策略(图6)。
首先,关于作为核心设施的速滑冰场设计方面,经与国家队教练员、运动员访谈沟通,在设计中摒弃了速滑场馆两块标准冰球场并置的传统场芯布局,改为创新型场芯布局。场芯由200m速滑冰道与标准冰场叠合而成,并可由斜向连接冰道直接与外围400m冰道相连,便于运动员高效顺滑地实现不同训练科目的转换。场内冰面可分区制冰,利于在不同使用范围下的节能。冰场东侧的耳房主要供运动员和公众场边休息,与冰场间设有通电玻璃,既可以观察冰场活动,又可以转换成背靠冰场、面向景观的独立使用空间(图7,8)。其次,冰场下的首层中央区域作为多功能活动区域预留,采用中大跨结构方式,可布置乒乓球、体能训练等功能,也可在冬季转换为冰壶场地,成为冬夏兼备的复合运动场地和共享设施(图9,10)。最后,在兼顾公众开放方面,首层北侧靠近基地现有运动员公寓,作为专业训练使用的休息室和入场通道,南侧区域预留做大众娱乐的服务空间及上冰通道。
5 和而不同的形态设计
速滑馆作为基地改扩建的二期项目,应与一期的形式语言相协调,这是“和”的要求。但由于单一大空间不可分割,无法再采用一期设计中化整为零的策略,因此必然要有“不同”的处理方法。
“和”,体现在材质运用和色彩关系中,本场馆延续了一期的材料语言,洁白光滑的膜材料与朴素温厚的类混凝土涂料相得益彰。上白下灰,再结合不超过基地现状最高点的整体高度,实现了对基地内建筑环境的融合。局部的橘色将架空层深处晦暗的空间映照得明亮积极,使总体风貌简练又不失动感。
“不同”,基于对场芯高度的控制,整座建筑不宜再采用一期的拱形空间,又因要适应场馆内冰场尺寸要求以及室外场地间距限制,建筑形体呈现中段凸出、上下收分的特征。在确保中段即架空冰场尺寸的同时,将主立柱落地处和墙面屋面交接线内收,为消防道路留足场地,同时减弱天际线的视觉体量。一期多在平层房间采用拱形屋面,“拱”更多体现在立面形态中。而在本设计中,是在架空层下的使用空间采用了拱形的平面形态。
6 建筑、结构、机电一体化的室内设计
本项目需集成大量机电设备与管道,通过建筑、结构、机电的一体化设计,统筹兼顾结构构件、机电管道、照明设备等效能与室内设计效果的实现。冰场层天花设计根据冰道不同功能的分析,将暖通风管等体量较大的机电部件设置在400m速滑道的内圈与外圈,使面积最大的冰道上方为干净的吸引膜结构,减小在训练时天花对运动员的视觉干扰与压迫感。马道、暖通管道及体育照明等设备被整合在场芯200m速滑冰面正上方,环状桁架也与冰场形状相呼应。虽然场芯内的净高因此被压缩,但是设计上采用打开天花暴露桁架结构的方式增加了空间感。
建筑、结构、机电一体化的室内空间设计,在利用现有机电需求的同时,整合安装方法与布局,使之成为室内设计的主要手段,既节省了造价,又因杜绝了繁琐装饰而凸显出宏大的室内空间感受,传递出简约、朴素而又充满张力的速度滑冰训练建筑的独特美感(图11)。
7 结语
本项目在接近极限的用地制约下,为实现高标准、低造价以及良好的运转效果,初步探索出一套集约立体、弹性适用的速滑训练场馆设计策略,以期为我国速滑场馆设计研究积累经验。