中山大学广州校区南校园体育馆设计分析

白咏儿

（广东省建科建筑设计院有限公司）

为落实学校的战略部署，完善南校园师生体育设施的不足，在中山大学广州校区南校园内新建一栋地上1层地下1 层的单层大跨度体育馆，总建筑面积17715m2，建筑总高度34m，可容纳观众席位6500 座。项目建成后可满足南校园的日常体育教学、训练和师生课余运动，包括篮球、台球、乒乓球场、武术、舞蹈等场地需求。

1 设计特点

本项目从整个校园环境入手，传承百年文化，与周边校内环境风貌协调。在保持自然生态和尊重规划的前提下，建筑以强调实用性、标志性、观赏性为最大特征，充分“借用”建筑所处周边现代岭南风貌的生态环境，尽可能利用好建筑朝向、自然采光与通风等方面优势。

建筑风格及立面造型符合中山大学文化特征，选用方正大气的“盒子”建筑肌理，采用“绿树红屋，层檐叠韵”为设计理念。新建体育馆置身康乐红楼，沿用红砖尤为迷人的独特肌理，细腻而温暖，层檐叠韵，置身于绿树丛中，更好地融入到中山大学校园环境里。

图1 项目效果图

2 总平面设计

场地地形标高为8.1～12.3m，南高北低、西高东低，高差2～4m，利用南高北低的地势，主体建筑正负零标高设计为9.300，平接东侧规划路，并在东侧设置无障碍出入口。

人流组织利用场地高差，在二层设置换主体建筑的大平台，观众入口由南侧大台阶将人流引至二层平台进入观众厅，疏散则经由观众厅各个方向的出口分流。运动员入口设置在首层的西侧，贵宾入口设置在首层的东侧，而工作人员及后勤入口设置首层的北侧。方案巧妙地利用高差组织人流，方便快捷、互不干扰。

图2 因地制宜的场地利用

3 大跨度结构成就建筑之美

本工程为单层大跨度室内体育场馆，地下一层，地上一层，建筑总高度34m。由钢筋混凝土框架结构围合形成地下室、首层运动场和观众看台。屋盖则采用了可灵活组合搭建的螺栓球钢网架支撑檩条铺设铝镁锰金属坡屋面，通过网架节点高度的调节营造出中式屋盖重檐飞翘的效果。

本工程网架共二层（局部三层），跨度73.8m，设计第一稿网架底部平齐，杆件多，也不利于设备管线的穿插，通过优化设计，把底层网架中部掏空，形成穹顶效果，更有利于馆内的声学营造。优化后的用钢量从633吨降低至538 吨，节省了95 吨钢材，同时也合理减少了建筑的自重，下部结构的造价也相应得到节省。上部网架结构屋盖采用上海同济大学3D3S 建模计算。

下部钢筋混凝土结构采用YJK 建筑结构设计软件作为主要分析软件，导入网架计算模型，并设定柱顶支座约束情况，支座为成品球铰支座，允许位移为±75mm，总高度200mm，水平等效刚度为2.5，整体考虑上下不同结构之间的协同受力。

图3 结构成就建筑之美

4 消防设计

体育馆观众人流占95%以上，项目在6m 标高夹层设置环形的室外大平台，主要观众人流由观众厅各个方向分区疏散到6m 标高室外大平台，再经由室外大台阶疏散到地面。运动员、贵宾、工作人员等人流与观众人流严格分开，设置于±0.000 标高层，立体分流的模式使各种人流都按着各自的规律以便捷的方式疏散。这种方式可保证观众在最短的时间内疏散离场，符合体育馆人流“爆炸式”疏散的特点。

体育馆建筑由于建筑功能的需要，防火分区的面积往往超过规范要求。其特有的大空间性质，决定了防火分区划分的困难，而现行规范对体育馆如何划分防火分区未做具体规定，因此安全疏散设计是本项目的重难点。

本项目的疏散设计以安全、便捷为主，通过室内外交通流线，对人流进行分区疏散、立体分流。首层及6m标高夹层，供主馆及训练馆使用的疏散口共计有39 个，其中首层有16 个，6m 标高夹层有23 个，疏散宽度总计为54.6m，其中首层22.4m，6 米标高夹层32.2m。通过详尽的分析与计算、模拟，体育馆观众厅人员疏散时间能控制在3.5 分钟内。经组织消防设计专家论证会论证这一技术难点，最终项目顺利通过了消防设计专家论证会，解决了大空间场馆的安全疏散问题。

图4 看台疏散设计

5 大空间场馆的通风采光

本项目的主要功能为满足校园日常训练和教学为主，设计过程中注重岭南地区建筑的自然通风采光效果，主场馆利用重檐屋顶，实现大面积、多层次的开窗，增加侧向和顶部采光，有利于场馆的自然通风采光，有效地降低建筑的能耗。

图5 主场馆通风采光设计

6 主场馆多功能转换

体育馆中央场地布置一块标准的篮球比赛场地，尺寸为60m×43m，同时，还可转换为4 个标准篮球训练场、16 个标准羽毛球场，供教学活动使用，同时预留空间可作为搭建舞台使用，可兼顾学生开展文艺活动的场地需求。多功能的转换，满足学校多样化的教学、活动功能。

图6 主场馆多功能转换设计

7 大空间声学设计

体育馆容积达15 万m3，场馆需兼顾举办大型文艺演出的功能，设计关注场馆内声学环境。为达到良好的声学效果，主场馆的吊顶与墙面均采用了吸音材料，比赛大厅的地板，选用了A 级实木运动木地板，厚度为140mm，能有较好的吸音效果。经过测试，场馆建成后中频500～1000Hz 的混响时间为1.9s，达到乙级体育馆的声学要求。

图7 大空间声学设计

8 大空间空调系统设计

体育馆采用了布袋风管替代传统镀锌钢板风管，布袋风管系统由特殊纤维织成，重量轻，约为传统金属钢板风管的1/40 且材质柔软。布袋风管系统采用专用配套的钢绳或滑轨悬挂系统，简单快捷，安装时间是传统系统的1/10 或更短，极大地缩短了工程周期，且工程现场无材料损耗。采用该空调方案方便安装施工且更具美感。

图8 布袋风管设计

9 总结

本项目设计满足中山大学广州校区南校园师生运动、教学和生活的功能需要，经济、合理、有效地利用土地及空间资源，综合考虑日照、采光、通风、防灾、配建设施及管理要求，创造了安全、卫生、方便、舒适的环境。

本项目平面设计布局合理，能满足赛事和训练的需要，大跨度屋面采用钢网架结构形式，通过优化后，用钢量减少了95 吨。场馆以自然通风为主，减少了南方炎热天气对空调的依赖，降低了空调的用量需求。立面及屋面的采光设计，满足场馆晴阴天训练的需要，降低耗能需求。建筑外观简洁明快，庄严大方，体现了岭南特色的“文化校园、绿色校园、智慧校园”的形象。