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杭州奥体中心主体育场设计

杭州奥体博览城鸟瞰图

  NBBJ建筑公司与CCDI设计集团共同组成的设计联合体在杭州奥体项目上将有机形态推向极致,主体育场的造型源自钱塘江沿岸的冠状植被“白莲花”,而内部的红色看台恰似花蕊。建筑师希望将花瓣状的外表皮分解成一系列相互联系但又不尽相似的部分,在提供自然通风的同时,寻求一种文脉上的呼应……

  “一江春水穿城过,江河湖山在城中”,在城市格局日新月异的今天,杭州正由西湖时代向钱塘时代发展,杭州奥体博览城主体育场也应运而生,带动周边的发展。项目以其独具特色的造型,为人们描述了一个建筑未来发展的格局。

  杭州奥体博览城主体育场区位于钱塘江与七甲河交汇处南侧,规划建筑面积22.9万平方米,可举办洲际性、全国性综合运动会及国际田径、足球比赛,拥有观众固定坐席8万个。该场馆以优雅又富有张力的花瓣外形为表现形式,正是活力动感与华贵美丽的完美结合,其造型取意于杭州丝绸纹理与纺织体系,建筑体态源于钱塘水的动态,似花非花,如梦如幻。

杭州奥体中心主体育场鸟瞰

  构造异型建筑

  杭州奥体博览城主体育场可谓将有机形态推向了极致,造型源自钱塘江沿岸的冠状植被“白莲花”,而内部的红色看台恰似花蕊。建筑师希望将花瓣状的外表皮分解成一系列相互联系但又不尽相似的部分,在提供自然通风的同时,寻求一种文脉上的呼应。在技术手段上,建筑师和结构工程师采用开孔金属板结合纤细钢杆件的建构体系,并通过覆盖ETFE膜来实现江南丝绸般的编织肌理感,让建筑体态更为轻柔,以求达到“莲之出淤泥而不染,濯清涟而不妖”的奇而不怪、艳而不俗的效果。建筑师通过grasshopper在Rhino中搭建建筑外轮廓模型以展示体育场方案,通过Revit进行合并,为后续的形体推敲、方案深入设计、建筑性能化模拟等工作提供了基础的参数模型。

杭州奥体中心主体育场内景

  从概念复杂的莲花形状的草图到采用参数化设计形成不规则的立体形态,建筑师会先将草图勾画出来,继而讨论该草图方案的可行性,并搭建一个初期形状,之后设计师会针对这个模型反复商榷,这一切都是基于BIM进行的分析与研究,直接在电脑上操作,增加了很多灵动性。而按照传统的工作方式,一旦方案发生改变,工作量和难度也会随之增加。

简洁的花瓣单元成为整个造型设计的母题,是杭州奥体博览城奥体中心的重要组成部分。就花瓣的曲面而言,单纯二维软件很难表达出设计师的想法,而通过参数化设计搭建BIM模型并推敲,可快速寻找到最佳方案。在原有方案20片形态的基础上,设计师用缩小单一花瓣尺度的做法分别调整出由24片、28片、32片花瓣组成的体育场造型。经过对这几种方案的三维模型对比,建筑师最终选择28片花体构成的体育场造型。BIM模型能够快速地帮助设计师绘出各专业剖面图,以提高设计师的绘图效率。搭建好的Revit Architecture模型,使设计师能很清楚地看到建筑各专业具体的位置关系。

杭州奥体中心主体育场细部

  BIM技术应用

  针对杭州奥体博览城主体育场这一形态结构如此复杂的异型建筑,如何寻找到最适合的搭建方案是项目要点。整个建筑形态能够得以完美展现,BIM功不可没。“很多异型建筑的搭建都需要设计师先寻找规律,找到一个可以定义的体量,但该场馆是不能定义的,设计师只能定义边界,用一段段弧线生成边界,由边界生成面。它不是完全规则的,这种边界到底好不好看,就仰赖建筑师的感觉了,”设计师坦承。在参数化设计里需要对建造边界的点进行控制,设计师通过更改坐标,生成自认为合适的形态,可以随意调整花瓣的组数,并快速看到效果。可以说,从草图到最后BIM的实现,BIM技术使设计师完美地捕捉到了设计灵感。

杭州奥体博览城体育场初设说明

  在杭州奥体博览城主体育场项目中,基于各专业之间复杂的配合,CCDI的BIM团队同样起到了很大的作用。基于BIM的声学计算机模拟分析和风环境研究,尤其是在结构荷载方面,常规的结构模型是形状规则的,而杭州奥体博览城主体育场结构比较特别,尤其在花瓣的根部更为突出,因它支撑着整个外壳,所以就荷载分析、计算方面更为重要,而采用BIM易于实现结构专业所有模型,也为其他专业做好铺垫。此外,结构、网架模型也是通过BIM的Revit Structure软件中的插件搭建的。

  机电专业管线也是各项目的重要组成部分,因此专业间的碰撞也是在所难免的。杭州奥体这类规模化项目,机电专业碰撞更为明显。根据设计流程,在建筑与结构专业完成后,机电各专业才可布置管线。在目前阶段,各设计师依旧采用二维的模式进行管线布置,即使有了之前的建筑与结构的信息数据,还是无法避免专业间的碰撞。而通过搭建MEP模型,设计师可以轻松地观察其与本专业模型之间的碰撞关系。暖通专业风管较为复杂,给排水专业也有无压、有压、重力管道之分,通过搭建三维BIM模型,设计者可以看到暖通风管与结构模型之间地的碰撞关系,更可以一目了然发现给排水管道与结构模型之间的碰撞关系,为优化设计和指导施工提供参考信息。采用BIM的Revit MEP软件搭建机电专业模型,能够发现机电专业间的管线碰撞关系,因此提高了设计效率。

建筑轴网三维视图

主体育场六层柱梁细部

杭州奥体中心主体育场网架结构细部图

来源: 中华建筑报

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