陸曉明 范天宸 郭雷 LU Xiaoming,FAN Tianchen,GUO Lei

中信建筑設計研究總院有限公司

成熟的設計來自于方法而非手法。手法帶有個性化色彩，方法則表現(xiàn)為某種邏輯的推演。加減法這種數(shù)學的方法被我們嘗試運用于建筑設計之中：“加法”泛指設計要素的積集聚合，“減法”則指對基本設計元素的減少消融。如法國哲學家德勒澤所言：“建筑之藝術(shù)性就存在于建筑構(gòu)件之間的聚合關系之中”。

體育建筑，這一在20世紀80年代才開始在我國嶄露頭角的建筑類型，其發(fā)展大概經(jīng)歷了體育建筑—體育中心—體育綜合體三段歷程。在這其中，加和減的設計方法主要用于功能用房的組合，如在每一個體育單體設施中增加面積、增加功能，或者把體育本身無關的功能和可運營的面積全都抽離。相比之下，國外建筑師已經(jīng)在體育建筑的多個方面進行了加減法的嘗試，積累了很好的經(jīng)驗，為我們帶來了啟迪：如德國慕尼黑體育公園將體育建筑與公園結(jié)合，取得了良好的社會效益；同樣在慕尼黑的安聯(lián)球場則在建筑表皮的運用上融合了造型、結(jié)構(gòu)、泛光等要素；英國威爾士千禧球場大膽地減掉了觀眾入口平臺，將建筑、水景、廣場、城市交通集約在一起，解決了用地緊張的矛盾等。在武漢第七屆世界軍人運動會舉辦之際，結(jié)合我們設計的三個場館，探討加減法在體育建筑設計中的運用。

1 武漢體育中心改造工程的新與舊——有機更新

武漢體育中心位于武漢市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，包括體育場、體育館和游泳館（一場兩館）及其附屬建筑，于2002～2007年陸續(xù)建成。此次改造工程包括主體育場綜合改造，體育館、游泳館更新升級，以及總體景觀整體提升。改造工程于2019年軍運會前竣工，作為七軍會主會場，承擔運動會開、閉幕式以及排球、游泳等比賽任務。

1 武漢體育中心全景

武漢體育中心改造是基于建筑形式與視覺層次營造的有機更新。主體育場改造最重要的任務是增加貴賓區(qū)，用于接待大會領導人、各國元首等，彌補原有場館接待功能不足的問題。主體育場自2002年8月建成以來，其“蓮花”般的建筑形象已深入人心。于是我們最先嘗試“加”的策略，在體育場西側(cè)增加一座貴賓樓，但實際建模后發(fā)現(xiàn)形體突兀，效果并不理想。于是把設計由加法變?yōu)闇p法，將貴賓區(qū)融入原有建筑體量中，貴賓區(qū)由原來8 000m2擴建為19 000m2，以滿足開幕式接待的功能需求。

為了使新增部分能與原有建筑合為一體，改造區(qū)域以“和”為基調(diào)，在原有蓮花狀雨篷造型之下，增加了三條水平狀曲線飄帶，將新增的貴賓區(qū)隱藏在飄帶之后，起伏的形態(tài)富有行云流水的韻律，體現(xiàn)了武漢獨特的水文化，與體育場頂部的蓮花造型相得益彰。白天壁立的玻璃與流暢的金屬飄帶刻畫出精致空透的感覺，體現(xiàn)與原造型“和而不同”的形態(tài)；夜間利用飄帶上的孔洞與LED點燈的結(jié)合，變成360。的媒體屏，幻化出多種動態(tài)的色彩和圖案，靈動的曲面圍繞體育場四周，塑造成完整統(tǒng)一的流動畫卷。

“點火儀式”歷來作為開幕式演出的點睛環(huán)節(jié)，火炬塔的設計也成為改造工程的重點。我們同樣采用“利舊為新”的方式，在原體育場東北角結(jié)構(gòu)井筒的形體上做加法?；鹁嫠煨托路f、獨特，7片花瓣暗合“第七屆世界軍人運動會”的主題，七條上下貫通的主體鋼結(jié)構(gòu)象征著“絲綢之路經(jīng)濟帶”，主鋼結(jié)構(gòu)之間交織成網(wǎng)則隱喻了“21世紀海上絲綢之路”。白色的鋼結(jié)構(gòu)與體育場屋蓋大懸挑預應力索桁-整體張拉式索膜結(jié)構(gòu)渾然一體；為了克服新舊結(jié)構(gòu)之間相互穿插且互不干擾的難題，更好地實現(xiàn)設計創(chuàng)意，我們運用Rihno、Grasshopper等參數(shù)化軟件完成了三維空間精準定位，實現(xiàn)了建筑藝術(shù)、空間結(jié)構(gòu)、點火裝置、機械控制、舞臺美術(shù)、水景平臺、泛光亮化等一系列高新技術(shù)的完美結(jié)合，使獨特的“水火交融”的點火形式成為這屆軍運會開幕式的亮點。

武漢體育中心改造工程還有一個加法就是增加綠量，綠色的增加著眼于后軍運會時代給城市提供一處綠意盎然的體育公園。新增綠化以大型喬木為主，同時梳理園區(qū)以前雜亂的景觀和植被。以林帶、高低起伏的綠化緩坡結(jié)合原有的山體形式，完成師法自然的空間布局，建筑融入綠色之中，創(chuàng)造出人與自然和諧共存的新型體育中心。

2 武漢體育中心總平面圖

3 武漢體育中心主體育場

4 武漢體育中心貴賓區(qū)局部

5 武漢體育中心楚紅色桿件節(jié)點

6 武漢體育中心飄帶節(jié)點

7 五環(huán)體育中心全景

2 武漢五環(huán)體育中心的融與顯——城市織補

五環(huán)體育中心位于武漢市東西湖區(qū)，包含體育場、體育館、游泳館及配套設施等，是承辦 2019年第七屆世界軍人運動會比賽的主賽場，也是滿足賽事升級并兼顧賽后利用的多功能、綜合性甲級體育中心。

基地西側(cè)毗鄰城市公園，東側(cè)面向城市主干道，北側(cè)面對規(guī)劃中的文化中心。在總體布局上，我們思考如何運用加法，通過增加體育公園完成城市公園到城市沿街界面由西至東的空間過渡，進而完成被體育中心隔斷的城市空間體系的織補。

針對基地范圍狹小的問題，總體規(guī)劃選取整體集約緊湊的布局方案，北側(cè)對應文化中心布置了集散廣場，在東西兩側(cè)留出開闊的場地；西側(cè)將馬投潭公園引伸進體育中心，通過覆土塑造為高低起伏、自然流暢的室外景觀，并與觀眾入口平臺的綠化融為一體，既規(guī)整有序又不乏活潑自由；公園緩坡之下設置了體育中心的地面停車場，將公園與停車兩種功能合二為一，節(jié)約了用地和造價。基地東側(cè)臨城市主干道的界面則采用配套商業(yè)內(nèi)街的形式，與室外籃球、門球、足球等各類體育運動場地有機結(jié)合，配套用房通過流暢的形體沿東側(cè)城市道路布置，試圖形成有序、有趣的城市界面。東西兩側(cè)一動一靜的處理手法，滿足了市民的健身需求，增加了人氣，同時也融入了城市公園，給今后的運營提供了造血功能。

在建筑空間形體上采用減法的策略，探索將體育館、游泳館建筑屋面的梭形天窗的造型與結(jié)構(gòu)體系融為一體。我們沿梭形天窗之下布置了一組具有韻律的龍骨形的主受力結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并以鋼索將其繃緊在周邊的弧形環(huán)梁上，形成量身定制的獨特的預應力張弦網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)真實地回應了樹葉狀的屋頂與梭形條狀的天窗，實現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)的一體化設計。天窗下增加了全遮蔽電動遮陽百葉系統(tǒng)，將采光、遮陽、結(jié)構(gòu)融為一體，營造出簡潔純粹、渾然天成的室內(nèi)空間；自然光線的引入能夠節(jié)約大量人工照明費用，也能夠為人們提供心情愉悅的健身環(huán)境，全遮蔽的遮陽滿足了賽事轉(zhuǎn)播的需要，為比賽和日常多功能使用的需求提供了條件。

8 五環(huán)體育中心公園緩坡剖面

9 五環(huán)體育中心體育館二層平面圖

10 五環(huán)體育中心鳥瞰

11 五環(huán)體育中心體育館室內(nèi)

12 五環(huán)體育中心局部

13 電動百葉節(jié)點

體育館和游泳館的建筑表皮系統(tǒng)追求盡可能簡潔通透的效果，我們采用了減的策略。兩館表皮主要由玻璃和穿孔鋁板兩種材料組成，前者保證了建筑室內(nèi)外的通透，后者提供了白天遮陽及夜間燈光演繹的需要。如何實現(xiàn)最通透的效果，多方比選后采用單索幕墻體系。最初的受力體系分為單索玻璃和結(jié)構(gòu)柱支撐的穿孔鋁板兩套系統(tǒng)，顯然無法達到當初追求的效果。我們與幕墻顧問對支撐體系做了大量研究，共同攻克了難題，將穿孔鋁板系統(tǒng)整合在單索玻璃系統(tǒng)之上，玻璃、飄帶、遮陽及泛光四位一體，實現(xiàn)了預想的通透純粹的效果，也反映出“恢宏與空靈”的荊楚建筑美學特征。飄帶采用雙層穿孔鋁板，融合泛光燈具的同時實現(xiàn)建筑內(nèi)外視覺效果的美觀統(tǒng)一。

14 光谷國際網(wǎng)球中心

3 武漢光谷國際網(wǎng)球中心的繁與簡——場館合一

武漢光谷國際網(wǎng)球中心是為了承辦國際女子職業(yè)網(wǎng)聯(lián)“WTA超五巡回賽”而建的大型專業(yè)網(wǎng)球中心，2015年投入使用以來，已舉辦六屆WTA超五巡回賽和多場大型演唱會，2019 年承辦七軍會網(wǎng)球賽事。

武漢光谷國際網(wǎng)球中心設計之初，我們就將其定位為大型綜合性體育館，不僅能滿足世界女子職業(yè)網(wǎng)球賽WTA超五巡回賽，同時需考慮遠期賽事升級和賽后綜合利用。因此考慮設置開合屋蓋，提供一種既能夠重歸自然的敞開式運動場，又能夠保證體育比賽不受自然天氣影響的新型體育場館，更能夠滿足遠期賽事升級和賽后多功能的利用，實現(xiàn)場館合一。為此我們調(diào)研了國內(nèi)外現(xiàn)有的多個開合屋蓋體育場館的優(yōu)劣，最終決定采用平移式可開合屋頂體系，將復雜的活動屋蓋機械系統(tǒng)整合為“屋面?zhèn)}”，使之融入網(wǎng)球館圓形的母題中；活動屋蓋由四片獨立結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，上下層各兩個單元，上層平面尺寸72m×16m、下層76m×16m，采用預應力拱形空間鋼桁架結(jié)構(gòu)，通過布置在固定屋蓋內(nèi)邊緣鋼桁架上的軌道進行水平滑移開啟，實現(xiàn)了近百米跨度的無柱大空間；驅(qū)動方式采用了先進的臺車自驅(qū)體系，10min即可完成屋蓋開啟或閉合的空間轉(zhuǎn)換；屋面?zhèn)}內(nèi)軌道與天溝結(jié)合在一起，同時在開合屋蓋的機構(gòu)單元之間首次采用了可升降式多道柔性密閉系統(tǒng)，利用可升降柔性材料與屋面板之間的自然封堵，進而提升了開合屋蓋的密閉性能，有效避免屋面漏水這一困擾開合屋蓋場館的老問題。

網(wǎng)球中心的造型則采用減法，試圖用簡潔的鋼結(jié)構(gòu)演繹建筑造型語言，表達輕盈的具有張力的結(jié)構(gòu)美學。建筑外表皮以64根傾斜的雙曲豎向桿件構(gòu)筑出整個建筑向上飛揚的動勢，形成“旋風”的造型意象。立柱又采取加的方法，其上附加了多種功能。它既是建筑的造型元素，也是結(jié)構(gòu)的承重體系，又作為外幕墻主支架，同時還融合了泛光裝飾燈帶的設計，集建筑造型、結(jié)構(gòu)體系、幕墻系統(tǒng)、泛光照明、遮陽系統(tǒng)五位一體。這種基于減法的建筑空間營造方法，使網(wǎng)球中心的門廳無柱且更加通透，給觀眾帶來了良好的使用體驗，建筑外觀也顯得更晶瑩剔透，將建筑造型與形式美、功能美、裝飾美、結(jié)構(gòu)美融為一體。

15 光谷網(wǎng)球中心圍護體系示意圖

16 光谷國際網(wǎng)球中心鳥瞰

17 光谷國際網(wǎng)球中心內(nèi)景

18 光谷國際網(wǎng)球中心局部

同時這種減的方法也與綠色建筑的策略不謀而合：建筑外墻微微內(nèi)傾形成自遮陽體系，并與球場看臺的形狀相吻合，玻璃幕墻外圍的鋼結(jié)構(gòu)起到了很好的外遮陽效果。通過計算分析，自遮陽加外遮陽在夏至日全天能減少45%的熱輻射。

4 結(jié)語

當代體育建筑創(chuàng)作需要建筑師不斷優(yōu)化設計方法和邏輯體系，進行“有理化”設計，以保證其內(nèi)在的合理性。隨著經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)進步，體育建筑的復雜功能與形式相結(jié)合，使得體育建筑設計需要尋求和諧統(tǒng)一。體育建筑設計中的加減法是一個辯證的關系，回歸到建筑設計本身是通過此設計方法，尋求環(huán)境、造型、空間、結(jié)構(gòu)的和諧統(tǒng)一，創(chuàng)造富有活力的建筑，使體育建筑不再是凌駕于城市的龐然大物，而是連接城市、運動、生活和公眾的橋梁。

圖片來源

圖1，3，4，7，11，12由李揚拍攝；圖10來源于網(wǎng)絡；圖14，16～17由章勇拍攝；圖2，5，6，8，9，13，15均為設計團隊制作。