由于高校体育馆需要兼顾比赛与教学,课余活动,国内的体育馆普遍进行场馆的多功能化考虑,为了保证建筑可以被充分利用,因此,在进行了建筑内部功能排布的基础上,对于比赛场地,训练场地以及辅助用房等区域需要进行灵活的适应性设计.

先在比赛场地中,根据不同的体育活动所需要的场地大小及模数,将原先设定的主用于举办篮球比赛的比赛场地,其净高与场地尺寸可同时满足篮球,网球,羽毛球,排球等主流的球类运动,如现有的标准的篮球场地,在只考虑场地尺寸的兼容性条件下,也可以布置一个标准的排球场地,或是一个标准的室内网球场地; 4个标准羽毛球场地等比赛场地的布置,丰富了场地的功能选项,较大程度的考虑了场地的适应性条件.

其次对与比赛场地周边的观众看台,也进行了针对其使用空间设计的考虑:观众看台下的空间大部分可以进行使用,但在净高为2.5 m以下的空间并不能进行有效使用,若全部布置为固定看台会使得空间被极大的浪费,因此为了争取看台下有更多的有效使用空间,一方面将固定看台底部抬高至2.5 m,另一方面将净高2.5 m以下的看台区域由固定坐席换为活动坐席.这样的布置可以有效的减少观众席占用的面积,在非赛时可将活动坐席区域进行拆除,扩大场地的使用面积,将场地用于容纳更多的学生及群众进行活动锻炼,增加场馆的使用率的同时也可以增加场馆的经济效益.

由于需要增加建筑空间的利用效率,因此对于建筑中的附属用房也需要进行灵活转换,首先根据附属用房的使用属性分为赛时赛后无法进行功能转化的不可空间与可以进行功能转化得到可变空间.对于可变空间,需要进行充分利用,例如将赛时的贵宾室改为赛后的会议室等,针对不可变空间进行集中布置,并通过统一的模数进行设置,使其在方便管理的同时降低建造成本.

对于建筑南侧区域的训练馆来说,在满足主要的运动功能要求后,需要尽量的运用复合设计来使得空间使用率最大化.例如紧挨训练馆的乒乓球馆,在日常时其大空间可以布置乒乓球桌以作为乒乓球训练使用,而在“赛时”由于休息区域的不足,可以将乒乓球馆通过轻质板材进行分隔,灵活的根据赛时需要划分为运动员休息区域,满足“赛时”需求.同理,二层的体质测试室,健身馆同样也是大开间的设计,平时服务于学生的体质监测与健身需求,在赛时,利用轻质板材将其部分区域分隔为新闻媒体区,满足特定赛事的直播需求.三层的综合体操馆本身即是一个开放的大空间,为日常的体操,武术等项目的训练场所,赛时则可作为比赛预留发展用房进行布置,为建筑后期的改造以及赛事需求预留了空间,满足建筑的可持续发展理念.

图2 一层平面图
Fig.2 First floor plan

图3 二层平面图
Fig.3 Second floor plan

渭南师范学院体育馆的设计充分的考虑了大型赛事后场馆的改造和日常运营,非赛时的体育场馆不仅可以将体育馆内部的空间及器材免费提供于市民使用,同时结合人文理念,还可以将场馆与策划展览相结合,将体育馆作为展览会的举办区域及展览区域,努力推动全民健身的发展的同时,丰富城市人民的精神生活.

绿色建筑是当今建筑发展的趋势,近年来,国家对于绿色建筑的发展大力扶持,希望建设资源节约型社会.而渭南师范学院体育馆响应了这种号召,选择适宜建筑的理性营造,通过主被动结合的方式降低建筑的能耗,达到节约资源的目的.

图4 渭南师范体育馆效果图
Fig.4 Effect Picture of Weinan Normal Gymnasium

在大型赛事活动举办时,应全面满足体育赛事的需求,保障各种功能用房的使用要求和赛事的顺利进行.由于需要兼顾比赛,教学,训练和师生的课余活动,所以国内高校的体育馆普遍进行场馆的多功能化考虑.为了保证建筑可以被充分利用,建筑内部功能布局的基础上,对于比赛场地,训练场地以及辅助用房等区域进行了灵活的适应性设计,使体育馆能够高效的运行^[12].

体育馆的屋顶结构对建筑的造型以及节能方面都有着重要的影响,不同于其他体育馆建筑所采取的单一结构形式的结合方式,渭南师范学院体育馆采用了钢筋混凝土主体结构与空间钢结构屋盖的结合方式,体育馆主体采用了钢筋混凝土结构,满足建筑的支撑要求,同时在屋顶设计钢结构屋盖,实现了建筑上方流动的屋盖的形象.这种结构体系不仅满足了建筑的形式与空间要求,也有效的控制了建筑的容积,降低了建筑的建造成本与能耗^[13].

图5 屋顶结构体系1
Fig.5 Roof structure system 1

图6 屋顶结构体系2
Fig.6 Roof structure system 2

为了实现建筑的绿色高效的目标,渭南师范学院体育馆从平面布局,建筑的自然通风采光,保温材料的选择,节能设备的优化等方面入手,更多得依靠建筑自身的优化设计所采用的被动式节能措施实现建筑的绿色节能的目标^[14].

在钢结构屋盖设计的基础上引入了天窗的设计,利用12条长条形带状天窗引入自然光源,同时增加了漫反射光罩,使得光源均匀漫反射到室内,防止眩光.立面开窗从侧面引入光线,通过屋顶与立面的开窗使得建筑在阳光充足的白天可以拥有良好的自然光照条件,足够满足日常的室内训练而无需借助人工照明.比赛期间也可降低对于人工光源的依赖程度,从而减少能源消耗并降低场馆的日常使用成本^[15].

图7 屋顶结构体系2
Fig.7 Roof structure system 2

建筑采用南北向的布置方式,契合了渭南地区的主导风向,场馆的四周与屋顶设置有自然通风管窗,有效的将自然风通入室内,促进室内的空气流通.同时,座椅下方也设置有排风口,促进了整体建筑内部的空气流通,使观众观赛热回收装置,体验更加舒适.篮球比赛厅,赛前热身馆空调采用组合式空调机组带热回收装置,热回收效率超60%,组合式空调机组可以实现过渡季节全新风.

表2 不同材质屋顶传热系数对比
Tab.2 Comparison of heat transfer coefficient of different material roofs

图8 屋顶结构体系2
Fig.8 Roof structure system 2

渭南属于寒冷地区,因此在进行墙体材料的选择时模拟冬季的温度使用状况进行分析,在进行充分的对比试验后得出加气混凝土块具有良好的热工性能,拥有良好的保温隔热性能,最终建筑采用200厚加气混凝土和60厚玻璃棉板的组合,使建筑墙体拥有了良好的保温隔热性能,节约了资源^[16].

渭南师范学院体育馆在设计中运用计算机辅助设计软件sketchup对建筑的形体进行推敲,确定出最佳的建筑形态,同时使用流体热力分析软件phoenics对建筑的风性能进行整体评估,从而优化建筑的形体设计.

图9 墙壁自然通风管
Fig.9 Wall natural ventilation pipe

图 10 保温隔热墙体
Fig.10 Thermal insulation wall

在渭南师范学院体育馆投入使用后,对于场馆的使用者进行问卷调查,调研在场馆的实际使用中,使用者对于场馆总体布局的满意度以及场馆内的功能适应性的满意度进行数据整理与分析.可以看出在目前运行的阶段,使用者对于场馆的周边的交通便利性以及建筑在校园中的可达性均有很高的评价.

在功能适应性方面,使用者对于建筑赛时的活动坐席,建筑功能布局等方面有着很高的评价; 非赛时的建筑内部比赛场地也有着较高的利用率,用以进行体育活动或展览等文娱活动,拓展了场馆的使用功能并提升了利用率.

同时,在经过一段时间的使用后,甲方也对体育馆给予了高度评价:场馆在经过了一段时间的比赛及对外开放的使用后,整体使用体验良好,建筑整体布局紧凑,满足了赛时运动员比赛需求以及观众的观赛体验,流线布置合理,方便运动员进行赛前准备以及媒体观众等有序入场.设置的赛后布置也提升了非赛时的场馆使用率.例如公益活动的举办,市民体验等活动也给学校带来了更多的活力与机遇,也成为了学校与外界沟通的桥梁.场馆的整体采光以及通风效果良好,并未出现夏季闷热冬季寒冷的情况,获得了使用者的一致好评.建筑造型现代简约,体现出城市特点的同时与校园内建筑相辅相成,作为学校的新地标建筑,带动了周边环境,体现出了学校蓬勃向上的精神.

图 11 功能适应性满意
Fig.11 Functional adaptability satisfaction

图 12 总体布局满意度
Fig.12 Overall layout satisfaction