体育建筑与城市共生——西安奥体中心设计

秦笛 刘慧

PTW 建筑事务所

1 西安奥体中心设计概况

2008年，PTW和CCDI合作为北京奥运会设计了为人们所喜爱的国家游泳中心“水立方”，2017年3月，PTW与CCDI再次合作赢得了西安奥体中心规划与建筑设计的国际竞赛。这次竞赛分为两个部分：西安国际港务区核心区的概念规划设计（共14.6km2，其中包含西安奥体中心）和西安奥体中心的总体规划与建筑设计。2020年6月底，西安奥体中心工程正式竣工并于2021年4月27日成功举办了测试赛。目前，西安奥体中心正为第14届全国运动会的开闭幕式及正式赛事进行紧张的筹备工作。PTW和CCDI所组成的联合团队参与了西安奥体中心的总体规划和实施设计、建筑方案设计、主体育场和附属设施的施工图设计，以及赛事配合的全过程。

西安奥体中心是一个复合了多种功能的综合性体育中心，由6万人主体育场、1.8万人体育馆和4 000人游泳跳水馆组成，“一场两馆”的配置提供了高标准的专业比赛和演出场所，并为国内、国际赛事配备了专业的田赛、径赛、足球训练场和室内综合训练馆。同时，它也被设计为一个城市的公共休闲公园，为城市的公共活动提供场地。园区内分区域配备了大规模的地下车库和充电车位，零售、餐饮、服务和体育培训设施根据需要集中布置。另外，在西安奥体中心的东南、东北地块，规划了办公、高端酒店、会议和商业等配套设施，为赛事、演出和各类活动提供全面的服务保障。

2 西安奥体中心的策划与规划

在西安奥体中心进行全球设计方案征集的时候，西安国际港务区已处于稳步发展的建设阶段，道路网络基本成型，大量项目已投入运营。而西安奥体中心的最终选址对港务区的原始规划产生了很大影响，核心区的规划设计必须从城市的现状出发，重新思考体育建筑的本质以及它与当代城市的关系。我们需要在规划中回答三个重要的问题：它为城市提供什么？它如何改变城市格局？它如何影响城市生活？

2.1 体育建筑和城市的关系

在设计竞赛的初始阶段，首先回顾体育建筑和城市的关系。奥林匹克运动会始于公元前700年，彼时的运动场地和设施仅单纯地服务于竞技运动本身。进化到现代体育建筑的雏形阶段，它在竞技功能的基础上还满足了观众观赏的需求，并附带一些与之相关的简单功能。也许是考虑到人流隐患，早期的现代体育建筑多远离城市建设。到了近现代，体育建筑的功能和工艺与时俱进，或为了规划对新兴城区的驱动作用，又或为了避免与密集的中心城区产生冲突，远离城市建设的传统仍然延续。因此，我们看到的体育建筑就像城市之外的一个孤岛，虽然规模较大的体育建筑群会形成一个简单的类社区环境，但这个社区的形成通常以重大事件为中心，当这个事件结束，它也随即休眠，并不具备更多的城市功能。近几年，由于城市的扩张和发展，这些远离城市的体育建筑逐渐被城区所包围，它们经历了长时间、毫无规划的自由运营时期，城外的孤岛逐渐变成了城中的孤岛。

1 全景鸟瞰

2 总平面图

3 主体育场内景

4 一层平面图

5 看台局部

6 剖面图

业主：西安自贸港资产管理有限公司、西安奥体中心控股有限公司

建设地点：陕西省西安市

建筑设计：PTW 建筑事务所

联合设计：CCDI 悉地国际

项目负责人：刘慧

设计团队：刘慧、秦笛、张璐、马瑞民、张雨、温树彬、宫田园、赵超、朱勇军、席向宇、王涛、董青、葛云鹏、贾瑜、刘培、江文凭、李艳华

幕墙顾问：INHABIT 英海特工程咨询有限公司

总建筑面积：52 万m2

设计时间：2017.03

建成时间：2020.07

当这个情况和现代城市发展产生冲突时，开发、设计和经营者不得不思考体育建筑应该如何健康长久地生存。我们在设计水立方时，已经知道它未来注定要生存在城市中，其全生命周期的健康运转是眼前必须解决的问题。所以，如何融入城市生活是水立方设计方案的一个重要部分。我们在建筑内部革新了功能布局，提供了一个水上乐园，并设置了赛后可大规模拆除的坐席，尽可能预留灵活的大空间。最终，水立方被设计成一个独特的、有情绪的建筑物，它获得了市民的喜爱，成为了一个吸引人的场所。

2.2 体育建筑的运营

虽然体育建筑的运营被越来越多地讨论，各种尝试层出不穷，但通常的办法是简单直接地复合商业或培训等“赚钱”的功能。而随着互联网的快速发展，城市的商业和配套服务设施发展起来，体育场馆的配套设施却经常因为规模小、零散、业态等级低、空间受限、环境质量参差不齐等问题失去竞争力并陷入困境。我们认为，未来的体育建筑必须和城市生活紧密地联系在一起，它需要为当代城市提供切实的需求，融入到城市的格局和脉络中，且具备一定的前瞻性和影响力。

英国伦敦的温布利公园是一个单纯的体育场馆，通过城市更新演变成了城市公共活动的综合场所，进而成为一个城市的地标，受到各国游客的喜爱。回看它的成功之路，能够总结出清晰的脉络：继承地域足球传统遗产，形成强吸引力的文化延伸；通过城市更新的政策推动，完善区域多元化的服务配套设施，强化城市综合的公共功能，形成了赛事驱动、文娱活动丰富的商圈。与此同时，国内也有一个典型的案例，笔者曾参与杭州奥体博览城的规划、设计和实施工作，它是较早将体育建筑群按“城市综合体”来规划和设计的案例，最终演变成一个汇集了多个核心体育设施群、会展、酒店、社会服务、商业设施、TOD、滨水公园等功能的航母级城市综合体。这其中有土地集约利用的因素，也有都市化体育中心的前瞻性。以上两个案例为我们提供了可参考的范本，与城市功能高度衔接、创造公共性价值或将成为体育建筑的发展方向。

从运营层面上讲，新的体育建筑或建筑群，应该破除以事件为核心的传统，站在城市功能的角度，综合考虑城市战略，将事件核心转移为城市公共资源核心，以营造一个复合城市公共功能的场所。近几年，国外一些公园设计的概念和案例，开始转变我们的传统思维，公共场所是一种具有巨大活力和吸引力的资源，而不是传统、简单的共享景观空间。传统体育建筑所带来的是单一事件的客流吸引，有时段和规模限制，而公共场所的客流吸引具有流量效应，能够帮助体育建筑形成全生命周期的良性循环。

2.3 西安奥体中心对城市的影响

7 布局研究

8 翘曲控制

9 环梁与铝板翻起角度

10 四分之三剖切面结构分解图

11 屋面近景

12 铝板钢悬梁构造分解图

13 花瓣状建筑主体

在这样的思考下，分别从生态环境、城市格局、人文场景、公共生活、空间体验等方面探讨西安奥体中心的设计。西安奥体中心选址在灞河岸边，我们需要思考这条古老的河流对城市的影响，并把奥体中心和灞河联系起来：奥体中心的尺度，可以作为城市和自然的过渡区域，让自然场景和城市生活顺畅地融合在一起。西安奥体中心的建设改变了原有城市规划的目标和格局，我们为接近15km2的区域重新规划城市发展框架，以可持续为目标，定位建筑与城市的关系，并设定了不同阶段的建设标准。灞河与骊山，是西安这座千年古都的文明见证，我们想打造一个城市公共活动的连续空间，在不同的段落，提供不同的功能与场景，形成城市公共活动的轴线。在这个开阔、连续的公共活动轴线上，创造一个视觉通廊，人们可以靠近灞河、远眺骊山，让文化的烙印刻画在城市生活的场景中，从而为城市的公共生活带来活力。

3 主体育场设计及关键技术

西安奥体中心的“一场两馆”都是体量庞大的建筑物，具有不能被漠视的标志性。我们在设计时希望简洁、优雅、低调地处理标志物形象，使它们成为展现城市生活的“特征场所”。因此，在场馆布置上，体量最大的主体育场位于场地东部居中、临灞河岸边，体育馆和游泳跳水馆南北各据一方。在园区的各个方向上，每个场馆均有舒适的观赏距离，和周围的环境形成丰富的景深层次，人们能够轻松愉悦地进入到这个公共的场景里。

主体育场是城市新一级战略发展的标志物，我们希望它优美沉静又富有力量，低调地传递“古与今”“力与美”“精与拙”的张力。体育场的屋面和立面有节奏地起伏，7组、共28个花瓣是它的形象主体，花瓣由条状穿孔铝板组成，轻盈朦胧、翻转开合、形如丝带飞舞。设计采用参数化技术控制和优化花瓣个数、形态，通过对比获得最优解。在保证效果的情况下，细化铝板分板尺度和分板方式，控制单个铝板的翘曲程度，将翘曲铝板控制在最小范围、最小数量和最小翘曲值，以确定造型铝板成型工艺的方案。最终，主体育场立面约3万m2、共计16 464块造型铝板的翘曲全部靠材料自身的柔性完成塑形。

由于花瓣由横向的条状铝板构成，为了使横向线条顺畅优美，在造型铝板的系统构成和细部构造上，设计团队联合幕墙顾问进行反复的设计调整，不断优化穿孔铝板的复杂性和操作难度，并考虑经济的合理性。我们为铝板幕墙的构造提出了三个原则：1）取消铝板系统中可以分担跨度的竖向龙骨；2）简化铝板背后的支撑系统；3）弱化铝板衔接处穿孔间断的突变效果。

为了取消竖向龙骨，体育场每一条丝带铝板的后部均由一根钢环梁支撑，钢环梁的曲线由丝带翻转反向求出。钢环梁直接与体育场主桁架连接，是所有“丝带”准确定位、保证顺畅衔接的基础构件，每一条钢环梁都不相同，对施工误差容忍极低。钢环梁和铝板之间最早由复杂的三角构件悬挑支撑，罩棚内部效果过于繁复，通过设计团队、幕墙顾问、业主、专家等多方、多次的研讨，最终简化为T形支撑。T形支撑以悬挑的形式支撑丝带铝板，以抱箍形式固定于环梁，随铝板的旋转状态长短和角度均有不同。因此，幕墙团队为T形支撑设计了一定范围的可调节构造，为施工误差留有调整的空间。

T形支撑的竖向龙骨同时固定两块相衔接的铝板，为了加强铝板横向柔和、流动的效果，铝板之间采用密缝，且铝板侧面没有板框，利用板材折边单板固定。因此，当铝板的板幅较大时，需要增加斜向加劲肋，为了解决斜向加劲肋可能造成的穿孔效果突变问题，所有铝板的穿孔按照板块对角线向外排布，且加劲肋的造型设计成U型槽，槽底开孔，使铝板表面穿孔的肌理完整。最终，体育场的丝带造型自然、优雅地绽放在灞河岸边，呈现出理想的模样。

4 结语

未来的体育建筑或建筑群应该突破类型或事件的单一边界，引领城市公共活动的发展，挖掘当代城市的真实价值，营造被人们喜爱并经常参与的活动场所，真正与城市“共生”。我们认为综合性体育中心是未来体育建筑的发展方向，前景十分可观，具有十分重大的意义。