同一屋檐下
——四川大學(xué)望江校區(qū)體育訓(xùn)練館概念方案設(shè)計

劉典典

(成都市建筑設(shè)計研究院, 四川成都 610000)

四川大學(xué)望江校區(qū)缺乏可供萬人集會舉行畢業(yè)典禮的室內(nèi)場所，學(xué)校每年的畢業(yè)季只能在室外運動場露天進行畢業(yè)典禮，但成都地區(qū)夏季雨水較多，受天氣影響畢業(yè)典禮在室外運動場常不能順利進行。

與此同時，隨著學(xué)校人數(shù)的增加，望江校區(qū)體育訓(xùn)練場館人滿為患，不能滿足學(xué)校學(xué)生、教職工及周邊居民日益增長的使用需求。為解決以上問題，校方擬修建體育訓(xùn)練館，以滿足未來使用的需求(圖1)。

圖1 項目背景

1 設(shè)計過程

1.1 早期選址

設(shè)計之初，校方將建設(shè)用地選址在體育中心東側(cè)運動場，用地范圍南北長約214m，東西寬約128m，用地面積約27 400m2。校方構(gòu)想，項目在此選址可結(jié)合體育中心建筑功能進行統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)，延續(xù)四川大學(xué)在體育中心東側(cè)運動場舉辦畢業(yè)典禮的傳統(tǒng)(圖2)。

圖2 早期選址及現(xiàn)場

1.2 功能需求

此時，校方對建筑功能的需求僅限于為畢業(yè)典禮提供可供萬人集會的場所，并未對體育訓(xùn)練館提出更多的要求。校方認為可將建筑設(shè)計為純室內(nèi)的封閉空間，或者半室內(nèi)半室外的開敞空間。

1.3 選址調(diào)整

方案設(shè)計工作剛開始，校方反饋項目選址的運動場目前為學(xué)校學(xué)生、教職工及社會周邊居民日常使用的公共場所，若在此新建建筑，會對運動場的日常使用帶來較大影響。后經(jīng)校方綜合考慮，認為項目早期選址不合理，需重新考慮項目用地選址。

經(jīng)二次現(xiàn)場踏勘，校方將用地選址調(diào)整為體育中心北側(cè)，學(xué)府東路與張瀾路之間的運動場。場地現(xiàn)狀為對外開放的籃排球及羽毛球場，場地東側(cè)為東區(qū)第三教學(xué)樓，場地南為食堂、學(xué)生宿舍，場地西側(cè)為學(xué)生宿舍，場地北側(cè)為管理學(xué)院教學(xué)辦公樓，場地標(biāo)高比周邊道路略低(圖3)。

圖3 項目選址對比

場地內(nèi)現(xiàn)有8個全場籃球場，4個半場籃球場，2個排球場，7個羽毛球場，所有場地均為室外活動場地。此外，校方將用地北側(cè)管理學(xué)院教學(xué)樓南面的停車場及校園公共綠地一并劃為項目用地范圍，由此形成了南北約139m，東西約91m，用地面積約12 700m2的建設(shè)用地(圖4)。

圖4 項目新選址及現(xiàn)場

1.4 功能調(diào)整

用地選址調(diào)整后，體育館的功能也進行了相應(yīng)的調(diào)整。經(jīng)設(shè)計團隊現(xiàn)場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)用地北側(cè)停車場現(xiàn)有的80個停車位車滿為患，此區(qū)域普遍存在教職工沿路停車、學(xué)生在路邊收寄快遞的情況，這對周邊校園道路行車造成了擁堵，影響了校園交通的正常運行(圖4、圖5)。

圖5 項目新選址及周邊環(huán)境

此外，經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)校內(nèi)既缺乏可供旱冰、滑板、小輪車等極限運動的活動場地，也缺乏武術(shù)、跆拳道、舞蹈、健身房這樣的中小型活動空間，設(shè)計團隊將此情況反饋給校方，建議在新建建筑中增設(shè)極限運動場地、體育活動室、快遞收發(fā)場所及停地下車庫功能，補齊此區(qū)域功能短板。校方表示在保證主要的室內(nèi)集會功能、運動訓(xùn)練場所的情況下，可酌情考慮增設(shè)上述使用功能。

2 方案設(shè)計

方案以“同一屋檐下”的設(shè)計理念，利用大跨度屋頂將活動場地覆蓋其中，試圖讓人們在運動、集會時身處其中時產(chǎn)生積極的認同感，并形成整體的形象。

但由于體育訓(xùn)練館體量巨大，易對周圍環(huán)境產(chǎn)生壓迫感；它在平時僅作為日常訓(xùn)練場館使用(不需在此進行體育賽事)，在畢業(yè)季又需滿足畢業(yè)典禮萬人集會的要求。鑒于以上原因，為減少建筑對周邊的影響，保證其高效使用，設(shè)計團隊擬定三條設(shè)計原則：

(1)控制建筑體量，減少建筑對周邊環(huán)境的影響。

(2)建筑使用功能可靈活轉(zhuǎn)換(從運動場地轉(zhuǎn)換為集會場地)。

(3)建筑空間形態(tài)可靈活轉(zhuǎn)變(從封閉的室內(nèi)空間轉(zhuǎn)變?yōu)榘腴_敞空間)，減少建筑使用能耗。

由此設(shè)計團隊展開了方案設(shè)計。

2.1 方案生成

首先根據(jù)用地紅線退讓建筑間距并考慮場地出入口。用地南側(cè)緊鄰學(xué)府東路，是校園主要人流方向，因此在用地南側(cè)退讓南側(cè)出入口廣場，設(shè)置人行主入口；用地東西兩側(cè)中部分別對應(yīng)兩條校園次要道路，在此分別設(shè)置兩個人行次入口；在用地北側(cè)鄰近管理學(xué)院教學(xué)樓位置退讓建筑間距，減少體育館對教學(xué)樓的影響，并在此設(shè)置兩個車行出入口，實現(xiàn)體育館人車分流(圖6)。

圖6 設(shè)置可建設(shè)范圍及場地出入口

其次根據(jù)地形在場地內(nèi)劃分功能區(qū)域，在場地東西兩側(cè)設(shè)置交通及輔助功能區(qū)，在北側(cè)設(shè)置看臺及主席臺區(qū)，在場地中部設(shè)置運動及萬人集會區(qū)，由此實現(xiàn)輔助功能區(qū)為左膀右臂圍合中部運動及萬人集會區(qū)，看臺及主席臺區(qū)坐北朝南，面對運動及萬人集會區(qū)的整體布局(圖7)。

圖7 劃分功能區(qū)域

在此基礎(chǔ)上設(shè)計團隊根據(jù)集會及運動空間的高度需求，對比了體育館三種體量設(shè)計：

A.將集會、運動空間全部設(shè)置在地面，B.將運動空間設(shè)置在地下，將集會空間設(shè)置在地面，C.將運動空間設(shè)置為半地下，將集會空間設(shè)置在地面。

若按A設(shè)計，建筑體量較大，對周邊建筑影響較大，地下室開挖量較小，工程造價較低；若按B設(shè)計，建筑體量較小，對周邊建筑影響較小，但地下室開挖量較大，工程造價較高；若按C設(shè)計，建筑體量適中，地下室開挖量適中，工程造價適中。

綜合考慮地下空間開發(fā)及建筑形體對周邊影響，選擇按體量設(shè)計C的方式：將運動空間設(shè)置為半地下，將集會空間設(shè)置在地面進行整體設(shè)計(圖8)。

圖8 設(shè)計體量設(shè)計對比

在體量設(shè)計C的基礎(chǔ)上，設(shè)計團隊在南側(cè)入口廣場設(shè)置下沉庭院及入口，由此可將人群引入半地下運動空間。與此同時，根據(jù)看臺區(qū)所需凈高，降低建筑北側(cè)高度，進一步減少建筑對周邊環(huán)境的影響，由此形成南高北低的建筑形體(圖9)。

圖9 設(shè)置下沉廣場降低建筑北側(cè)高度

接著在屋頂設(shè)置空中花園與北向天窗，一方面補償因新建建筑占用的校園綠地，另一方面通過設(shè)置屋頂綠化減少建筑能耗。與此同時，通過設(shè)置北向天窗，引入穩(wěn)定的自然光，滿足體育館日常采光通風(fēng)的需求(圖10)。

圖10 設(shè)置空中花園與北向天窗

利用地形長邊的特點，在東西兩側(cè)各設(shè)置2條直通屋面的人行通道，將人流從地面引入屋頂綠化空間。借鑒成都周邊群山環(huán)繞的地形，在屋頂設(shè)置景觀片墻豐富空間環(huán)境，并在屋頂南北側(cè)設(shè)置可供旱冰、滑板、小輪車使用的運動場地，形成豐富的空中花園活動場所(圖11)。

圖11 設(shè)置直通屋面通道與屋頂活動場地

根據(jù)建筑南側(cè)高度較高的特點，在南側(cè)入口上部設(shè)置夾層咖啡書吧，如此可為學(xué)生、教職員工在運動間隙提供休息、觀覽空間(圖12)。

圖12 利用層高設(shè)置夾層咖啡書吧

最后借鑒傳統(tǒng)建筑“戶牖”與四川地區(qū)竹編工藝的原理，在建筑外立面設(shè)置電動可開啟窗與漸變竹編表皮，形成最終的建筑形象(圖13～圖15)。

圖13 設(shè)置電動可開啟窗與竹編表皮

圖14 鳥瞰圖

圖15 沿學(xué)府東路透視

2.2 功能轉(zhuǎn)換

通過以上設(shè)計體育館在一層設(shè)有9個籃排球場、12個羽毛球場及輔助功能用房；在二層及夾層設(shè)有咖啡書吧；在地下一層設(shè)有乒乓球、舞蹈、瑜伽、跆拳道、武術(shù)、健身房等體育活動室及輔助功能房間，并在此基礎(chǔ)上布置了快遞收發(fā)及桌椅存放的功能；在地下二、三層共設(shè)置了約420個機動車停車位，滿足此區(qū)域停車的需求；此外通過設(shè)置空中花園及可供旱冰、滑板、小輪車使用的運動場地，補償了因新建建筑占用的校園綠地，豐富了校園體育活動的環(huán)境。由此實現(xiàn)了選址調(diào)整之后建筑所設(shè)定的功能使用要求。

由于采用桁架結(jié)構(gòu)，體育館實現(xiàn)了67m×116m的大跨度無柱空間，在平時使用時可根據(jù)場地需要，在一層劃分出9個籃排球場、12個羽毛球場，在畢業(yè)典禮時，可將籃排球、羽毛球設(shè)施存放到場地兩側(cè)的收納空間，從地下室的桌椅倉庫中提取桌椅，通過兩側(cè)貨梯運送至一層，按照畢業(yè)典禮萬人集會使用的需求進行統(tǒng)一布置，營造“同一屋檐下”萬人集會共同見證畢業(yè)典禮的氛圍。通過這樣的方式實現(xiàn)建筑使用功能的靈活轉(zhuǎn)換(圖16～圖18)。

圖16 體育館1層平面功能轉(zhuǎn)換

圖17 體育館日常訓(xùn)練場景

圖18 體育館畢業(yè)典禮萬人集會場景

2.3 建筑節(jié)能

根據(jù)校方的使用需求，體育館在平時主要為學(xué)生、教職工及周邊居民提供日常訓(xùn)練場地及相關(guān)配套服務(wù)，校方希望體育館在日常使用時能采用低能耗的方式進行日常的運營維護，降低運營維護成本，在畢業(yè)典禮萬人集會時又可以集中供冷，為畢業(yè)典禮提供舒適的環(huán)境。

體育館有著巨大的空間體量，按傳統(tǒng)模式，若只考慮人工照明、機械通風(fēng)與集中供冷，體育館的日常使用會帶來巨大的能耗，增加日常運營維護的成本；若只考慮自然采光、自然通風(fēng)，在畢業(yè)典禮萬人集會時又難以提供舒適的環(huán)境。為此設(shè)計團隊針對體育館不同功能使用的情況進行了針對性設(shè)計。

首先在建筑總平布置時考慮成都本地主導(dǎo)風(fēng)向的影響，將建筑的主入口正對主導(dǎo)風(fēng)向，利用外挑屋檐引導(dǎo)氣流向下進入室內(nèi)，通過建筑形體設(shè)置形成的南高北低的內(nèi)部空間與變化的空間截面，利用文丘里效應(yīng)增加氣體流速，增強建筑室內(nèi)穿堂風(fēng)效應(yīng)。與此同時在建筑東南西北四個方向設(shè)置電動開啟窗，根據(jù)情況調(diào)節(jié)建筑室內(nèi)通風(fēng)效果，運用Ecotect軟件對體育館的風(fēng)環(huán)境進行直觀模擬與分析(圖19、圖20)。

其次通過在屋頂設(shè)置空中花園，利用種植屋面降低屋頂傳熱，減少屋頂熱輻射影響，改善室內(nèi)溫度環(huán)境；通過開設(shè)北向天窗，為體育館室內(nèi)提供穩(wěn)定自然光源，減少對人工照明的依賴，降低建筑能耗；與此同時，在建筑北側(cè)立面設(shè)置垂直綠化種植墻，減少北側(cè)室內(nèi)巨型LED屏幕的墻面輻射，降低建筑能耗，并豐富建筑立面(圖14、圖19、圖21)。

圖19 剖面示意

圖20 風(fēng)環(huán)境分析

圖21 北立面垂直綠化與電動開啟窗

此外，在建筑地下二、三層設(shè)置空調(diào)機房，并在東西兩側(cè)輔助空間預(yù)留空調(diào)管井，這樣在畢業(yè)典禮萬人集會時可開啟中央空調(diào)集中制冷，保證空調(diào)設(shè)備的正常運行，為畢業(yè)典禮提供舒適的環(huán)境(圖22、圖23)。

圖22 地下一層及二層平面

圖23 地下二層及地下三層平面

通過以上措施，體育館在日常使用時，開啟電動窗，讓體育館成為半開敞空間，利用建筑形體帶來的文丘里效應(yīng)形成良好的自然通風(fēng)環(huán)境，通過屋頂天窗實現(xiàn)自然通風(fēng)采光，以低能耗運營的方式滿足體育館日常訓(xùn)練的使用；在畢業(yè)典禮萬人集會時可以關(guān)閉電動開啟窗，將體育館變?yōu)榉忾]的室內(nèi)環(huán)境，利用中央空調(diào)集中制冷，為畢業(yè)典禮提供舒適的環(huán)境，滿足校方的使用需求。

3 結(jié) 論

方案提交給校方后得到校方的部分認可，但因項目位于四川大學(xué)望江校區(qū)(老校區(qū))，對周圍環(huán)境影響較大。方案所涉及的大跨度空間、屋頂綠化、垂直綠化、電動開啟窗等技術(shù)對工程實施有著較高要求，對投資需求較大(圖24)。

圖24 工作模型

隨后設(shè)計團隊根據(jù)校方投資金額的需求調(diào)整設(shè)計方案，對地下車庫、半地下體育活動空間等功能進行選配，并提交了不同功能配置的設(shè)計與投資估算方案，由校方進行決策。后經(jīng)校方權(quán)衡利弊，最終決定不在望江校區(qū)修建此體育館，另行選址考慮。

雖然項目未能落地實施，但通過方案選址及設(shè)計，設(shè)計團隊向校方呈現(xiàn)出自己的思考：

高校體育館常以舉辦大型體育賽事的要求進行規(guī)劃設(shè)計，以滿足國家體育建筑設(shè)計規(guī)范的要求，但在實際生活中高校舉辦大型體育賽事的機會并不多見，更多是以校內(nèi)日常體育訓(xùn)練活動為主，兼做畢業(yè)典禮師生集會的場所。

傳統(tǒng)高校體育館采用以運動場為中心的碗型設(shè)計，主席臺與觀眾席環(huán)形并列的布局方式，在學(xué)校進行畢業(yè)典禮、師生集會時，造成運動場內(nèi)臨時座椅數(shù)量有限、觀眾席上固定座椅空余的情況，再加上傳統(tǒng)的體育館設(shè)計缺乏存放大量臨時座椅的儲藏空間及運輸設(shè)備，這些都對畢業(yè)典禮師生集會會場的布置帶來困難(圖25)。

此外，傳統(tǒng)高校體育館常采用集中供冷、機械通風(fēng)的方式進行規(guī)劃設(shè)計，這樣在高校進行日常體育訓(xùn)練活動時，會造成運營維護成本高昂，而學(xué)校出于成本控制的考慮，不得不關(guān)閉集中供冷與機械通風(fēng)，這樣又導(dǎo)致了體育館使用環(huán)境的感受不佳。

基于以上情況，我們從體育館日常訓(xùn)練與集會場所功能轉(zhuǎn)換的角度出發(fā)，結(jié)合實際使用需求進行空間設(shè)計，最大幅度地增加運動場地、減少固定座椅，并提供運動場地及會場布置配套的服務(wù)空間，更有效地利用場地進行規(guī)劃設(shè)計，獲得了與傳統(tǒng)高校體育館不同的空間感受。與此同時，我們采用屋頂綠化、垂直綠化、北向天窗等被動建筑節(jié)能措施與電動開啟窗主動建筑節(jié)能措施結(jié)合的方式，實現(xiàn)了建筑功能轉(zhuǎn)換時能耗使用模式的轉(zhuǎn)換，減少了建筑使用的能耗。

圖25 體育館空間對比

隨著時代的發(fā)展，單一功能使用的體育館已不符合高校環(huán)境的使用需求，如何利用空間的通用設(shè)計，實現(xiàn)建筑功能的靈活轉(zhuǎn)換與低能耗運營維護的高效運行，通過這個項目設(shè)計，我們進行了有益的嘗試，未來這也將是日后持續(xù)關(guān)注、研究的方向。

四川大學(xué)望江校區(qū)體育訓(xùn)練館項目概況：

用地面積：12 731.64m2

總建筑面積：43 230m2

地上總建筑面積：14 490m2

地下總建筑面積：28 740m2

看臺座位(固定座椅)：427個

場地座位(活動座椅)：10 126個