▲夜景鸟瞰图©艺伟摄影
理性建构，诗意表达
——第31届世界大学生夏季运动会东安湖体育公园主会场设计
文/江宇辉、袁振华、周宏伟、杜成、盛日照
西部地区首次举办世界级综合运动会
2018年12月，在建设“世界赛事名城”的背景下，第31届世界大学生夏季运动会落户成都。作为西部地区举办的首个综合性国际赛事，大运会已成为成都的“城市大事”，给城市建设带来巨大机遇和挑战。
2018年2月，习近平总书记在成都考察时首次提出建设“公园城市”理念，强调城市建设要考虑生态价值，打造新的增长极。自此，成都公园城市建设拉开了序幕。在新发展理念引领下，结合成都“东进”战略，推动城市格局由“两山夹一城”向“一山连两翼”转变，将龙泉打造成为公园城市。这座山已经从生态屏障变成了城市的绿色心脏。
东安湖体育公园位于成都市龙泉驿东安湖地区。地处成都“东进”的桥头堡。作为未来成都的“山水客厅”，这里风景秀丽，南有辽阔美丽的湖泊，东有连绵起伏的龙泉山。北侧俯瞰雪山，是成都落实公园城市新发展理念、重塑城市格局的绝佳场地。
该项目是第31届世界大学生夏季运动会（以下简称“大运会”）的主会场。由“一馆三馆”组成，包括一座4万座的大型甲级体育场、一座1.8万座的特大型甲级体育场、一座3000座的甲级游泳跳水馆和小竞技场，共有建筑面积约32万平方米，总用地面积约678亩。该体育场是大运会开幕式的举办地。作为西部地区首个举办综合性国际赛事的场馆，该项目自筹划之初就备受关注。设计以“国际品质、中国风格、巴蜀神韵”定位，贯彻公园城市新发展理念，着力打造成都新城市。名片，成为中国领先的体育娱乐新地标。
▲体育公园鸟瞰图©艺伟摄影
▲雪山下的运动公园©贾楠
▲城市里的体育公园 © 贾楠
合理施工、快速施工
设计面临的首要问题是工期极其紧张。从建设到投入使用仅用时23个月。国内同类场馆平均建设周期为3至4年。这对于设计和施工来说都是一个巨大的挑战。为此，设计团队提出了“合理建造、快速建造”的总体策略，旨在通过合理的数理逻辑建造，最大限度地实现建造的标准化、模块化，充分发挥工业化、高效预制装配的优势，提高施工效率。
2.1 数理逻辑——标准化和模块化
形式合理化是实现快速建设的最有效策略。由于数理逻辑可以平分，场地采用“规则几何”来塑造形式。与同类场馆常用的椭圆形体量不同管桁架钢结构吊顶构造，体育场完美的圆形体量被划分为88个标准单元，为物理结构和幕墙系统的模块化、标准化提供了基础条件。
▲模块化、标准化构造©作者绘制
▲体育场单元系统分解 © 作者绘制
2.2 表单构建——多因素协同下的参数化应用
体育建筑的物理建设往往受到内部空间形态的限制、环境影响、建筑地标要求等多重因素的影响。基于基地周边优质的景观和广阔的视野条件，高空观光大厅被引入建筑的空间。在体形的构建上，通过“看与被看”的视线设计，采用参数化设计方法，动态控制开孔的大小、位置和形状，力求呈现功能合理性与功能合理性的统一。物理逻辑，并选择最符合设计理念的逻辑。身体计划。
▲建筑形态构建及生成过程©作者绘制
2.3 空间营造——原创4万座整体“立碗”
考虑到传统大型体育场馆上下看台独立的布局模式，容易导致上看台内场空间不连续、观看体验不佳，本设计旨在改善观看体验。通过参数化设计，动态调整看台的C值和视线。看台的轮廓使看台的形态融入完美的圆形体量，打造出首个可容纳4万个座位的整体“看台碗”。创新看台没有明显的高低区域界限，内场空间形态连续，有利于营造体育场氛围。此外，看台设计为“南北低、东西高”。一方面提高了东西部优质林分的利用率和经济价值；另一方面，打通了场馆内外自然环境之间的视线走廊，让观众“见山看水”，将生态价值嵌入到空间营造中。
▲南北向的观景长廊实现场内“见山见水”©作者制图
2.4 空间合理性——紧凑高效的内核
三个体育场的物理构造源自体育场的核心空间形态，以方形图案呼应圆形体育场，形成相得益彰的和谐整体。内部空间力求紧凑、高效。其中，18000座的多功能体育场利用“肥皂形”看台与方形轮廓之间的空间，形成南北、东西不同规模的观众休息室，满足观众数量的要求。不同方向的用户。观众休息室的疏散楼梯外置，为内部使用提供完整、灵活的空间，同时呈现出独特的外部形态。
▲第三栋楼剖面轴测图©作者绘制
▲三殿呈方形 © 艺伟摄影
▲多功能体育场透视图©艺伟摄影
▲多功能体育场比赛大厅©艺伟摄影
2.5结构美学——建筑结构与幕墙一体化设计
场馆的建筑设计、结构设计、幕墙设计相互依存，相互塑造，发挥协同效应。为了满足快速施工的需要，结构选型充分考虑了施工技术的成熟度。体育场立面采用十字网格作为竖向承重构件，顶部采用悬臂桁架结构，看台采用混凝土预制，方便工厂化生产，减少现场组装。 。幕墙设计方面，立面大跨度格栅系统、屋顶琉璃玻璃系统、内场吸音吊顶膜系统与幕墙分隔方面的结构模数相匹配。幕墙的受力和连接与结构融为一体，杆件呈流线型。布局呈现出简洁、高效、有序的结构美感。
体育场屋架的划分与建筑格局相匹配，径向平面桁架与膜节点相对应，周向桁架的下弦杆件采用流线型设计，最大限度地减少对建筑格局的影响。雨棚采用可变高度平面桁架。上弦杆精细化地对应幕墙的分割，减少多余线条对小屋顶的影响。下弦与膜的曲率相匹配，并提供悬挂点，有效利用空间，完美呈现太阳鸟图案。
▲球场剖面透视图©作者绘制
体育场的立面结构设计突破常规，采用交叉网格作为竖向承重构件，与立面大跨度网格系统高效连接。同时，交叉网格部分考虑到了视觉美观。该建筑的近乎人体尺寸的杆由双曲等截面圆制成。这些管转变为具有可变横截面的直线圆形管。通过交叉网格变化的结合，实现机械原理与建筑美学、结构秩序和空间节奏的统一。
▲观众休息室透视图©艺伟摄影
物质诠释，文化传播
作为西部地区首个举办国际综合体育赛事的场馆，主会场也是向世界展示大运精神、城市魅力、文化特色的重要载体。设计旨在用现代材质表达古蜀文明，形成强烈的时空跨度，传达“成都”“圆梦”的大运精神，彰显城市独特魅力，凸显城市精神底蕴。 。
▲体育场东南侧透视©艺伟摄影
3.1 亚洲最大的琉璃玻璃屋顶
数字信息时代，建筑的第五立面越来越为公众所见，大型体育场馆的屋顶往往成为城市对外宣传的重要载体。体育场屋顶以完美的圆形空间造型为基础，承载“太阳鸟”金饰图案，通过材料的语言翻译传统文化图腾，展现古蜀文化的魅力。
与传统屋顶透光材料聚碳酸酯板（阳光板）相比，该项目选用的琉璃玻璃具有图案实现完成度高、耐久性强、防水结构好、维护使用方便等特点。总面积约27,000平方米，完美的圆形体育场屋顶由12,540块彩色琉璃玻璃组装而成。它采用丝网印刷技术呈现出世界上最大的“太阳鸟”图腾。古蜀文明与大运精神的结合跨越时空，形成强烈的时空反差。
▲屋顶的琉璃玻璃上有太阳鸟图案©艺威摄影
3.2国内最大的环形聚酯纤维网膜
体育场屋顶下采用透光率为41%的聚酯纤维网格膜吸音吊顶。高透光吸音膜不仅满足体育场馆良好的声学性能，还采用紫外线固化印刷和喷墨技术呈现传统文化图腾。宽度超过40m、周长约600m的圆形天幕上，白天太阳鸟图案若隐若现，晚上投射成环幕，为大型庆典、演艺活动提供灯光秀，创造出瑰丽的艺术光影。
▲内场吸音膜植入“太阳鸟”图案©作者绘制
3.3 立面铝格栅系统
立面致力于简约、科技、未来感的美学表达。采用金属光铝合金格栅和超白玻璃幕墙。它利用材质的光影变化呈现出浓密、简洁、时尚的风格。建筑不仅是青春、时尚、体育精神的传递，更是成都“川锦”文化形象的现代表达。
▲体育场外立面格栅细节图 © 艺伟摄影
▲第三厅网格幕墙©艺伟摄影
立面格栅设计不仅注重整体形象，还考虑了公园景观的引入。对不同的格栅截面形式进行数字技术模拟，最终选定外部渗透率约为35%、内部渗透率约为50%的L形截面。泛光灯被纳入格栅结构中。通过灯具的隐藏式设计，达到“见光不见光”的效果，实现兼顾场馆内外、昼夜景观的设计愿景。
▲体育场格栅“L”型截面结构 © 作者绘制
第三馆采用双层表皮和简洁动感的幕墙肌理，将内部特色空间呈现为精密仪器般，营造出层次丰富、充满未来感的独特形态。
▲第三厅双层幕墙结构©作者绘制
数字化渗透，全流程设计
数字化设计全过程以数据为核心，强调数据库的建立和数据的传输与交互，旨在将其应用到项目的整个生命周期。本项目采用Rhino+Grasshopper搭建参数化设计平台，形成“设计参数——建立算法规则——结果评估与反馈——迭代与优化”的设计框架。具体应用内容包括看台设计、场馆造型研究、内部空间BIM协同设计等，整个过程采用迭代优化的思想实时调整设计参数，评估设计的合理性和完成度通过计算机虚拟演示实时进行。
整个过程中，从参数化看台形态开始，建筑师基于算法塑造、形态构建、数字化构建进行了整个设计过程，直观地将设计和建造纳入责任和控制范围。
▲沿湖外观©艺伟摄影
▲搭建系统©作者绘制
▲全流程数字化应用技术路线©作者绘制
4.1 算法塑造——从零开始的几何参数化设计
4.1.1 面向空间的拓扑塑造策略
东安湖体育场的建筑形式以内场的空间形态为指导。基本形状采用圆形，与看台的形状相呼应。建立如下逻辑： 1）以体育场平台（7m高程）作为底边Crv2高程参数； 2）读取看台7m标高。根据高层轮廓线确定功能室和观众休息室的宽度，并将二者输入作为底边Crv2半径参数； 3) 根据场馆和看台顶棚覆盖范围确定顶边Crv1半径参数； 4）根据工艺照明要求确定顶边缘Crv1半径参数 边缘Crv1标高用于辅助城市法规和建筑师的主观判断来审查和优化顶边缘标高； 5）按照第一步、第四步画出截面轮廓Crv3； 6) 计算生成不同的拓扑形式，并对几何形式进行综合优化。
▲几何参数造型设计©作者自绘
4.1.2 基于视线分析的形态深化
在体育场造型的深化中，采用“悬窗”玻璃幕墙作为重要构件，保证体育场内不同空间的良好视野。根据内部功能规划要求，设置东、西挂窗和南观景挂窗。造型深化可分为景观景观质量分析和玻璃幕墙搭配。视线质量分析包括：1)将基本形状划分为网格单元； 2）设置视线分析值点，包括东安湖主要景观和火炬塔、东安阁等景观节点； 3) 参考体育场看台视线质量参数，设置视距、视高、视角三个参数，并对不同参数赋予权重； 4) 分析视觉质量结果。绿色表示视觉质量差，红色表示视觉质量良好。
根据视线质量分析结果，结合观众休息室标高和平面面积设置，设置东、西侧悬窗，西侧悬窗设置在视线质量较差的区域。东西两侧对称布置；南侧观景吊窗设置在人流量大的区域，避免遮挡内场视野，将水平范围设置在视线质量好的区域，并考虑垂直交通体数量等因素（主要是受防火分区数量的影响）以及空间密集度和有效利用以减少内部观看的影响。视野被遮挡。另外，根据结构找形匹配调整悬窗的高度和范围，以满足结构合理性要求。
▲视线质量分析©作者绘制
▲玻璃幕墙范围搭配图©作者自绘
4.2 造型构造——从存在到美的性能参数化设计
东安湖体育场由于其内场、观众休息室等空间形态，具有大跨度、大悬臂的特点，结构成为性能优化的重要组成部分。 Grasshopper插件Ameba是一款基于双向渐进结构优化方法（BESO）的拓扑优化设计软件，为基于结构性能优化的建筑形态设计提供了良好的研究平台。性能分析结合建筑特点，对北、南、东西两侧三个典型断面进行了不同工况下的结构性能模拟。根据计算发现，悬臂部分（A）和靠近内场的外曲面部分（B）是需要优化的关键内容。 A 部分是一条灯光照明的圆形马道。 A端结构厚度在满足2m净高要求的情况下应尽可能减少。 B处形状的结构性能较低。造型优化策略包括两个方面：1）综合南侧高空观景厅内部空间体验和使用效率，适当减少悬挑，将结构内侧作为休闲、展览等功能空间，外侧为室外外观 2）除高空观景厅外，其他区域均采用幕墙系统塑造原有建筑形态。
▲结构性能模拟©作者绘制
▲A区登桥马道优化调整 © 作者绘制
▲B区优化调整 © 作者绘制
4.3 数字化建造——从美观到精准的建筑参数化设计
东安湖体育场外立面横向格栅的设计必须兼顾通透性和整体性。在建立计算规则时，利用断面形式、尺寸、渗透率等参数，研究了立面渗透率的影响和相互关系，并通过计算得出符合设计的断面形式。概念。
体育场结构选用“立面正交网格+屋顶平面桁架”的结构体系。水平网格单元划分原则与立面网格相对应，无需额外的结构体系。如果单纯对应结构体系，网格单元长度不一，连接点较多，会增加加工难度，效果不理想。该方案最终对应于单一逆时针方向的结构，因此网格单元需要在12m左右的跨度上满足最小挠度（1/180跨度）要求。因此，截面尺寸的选择就成为工程成败的关键因素。截面尺寸太小，挠度变形大；截面尺寸过大，自重增大，经济性下降。将格栅垂直挠度变形计算公式写入Python编程代码，比较不同截面尺寸（200mm×100mm、400mm×200mm、600mm×300mm）的变形程度和综合渗透率（满足消防排烟的最低渗透率）综合考虑率25%、35%、50%）和整体效果，最终选择截面尺寸为400mm×200mm，立面透明度达35%。
▲网格单元划分研究 © 作者绘制
▲格栅样式效果对比©作者绘制
如何重新设计矩形截面是实现内场渗透的重要一步。该项目采用拓扑变形的设计思想，使用Grasshopper计算器Galapagos Evolutionary Solver保证矩形框外侧的垂直高度保持不变（Pt1/Pt2的位置不相同）。变化）保持整个建筑的通透性，由比赛场地内角（Pt3/Pt4）垂直移动，最大移动距离150mm（保证垂直50mm结构要求），格栅将阻挡以内场角最小和作为评价参数，利用这种迭代计算方法对矩形截面进行拓扑变形。结果发现，Pt4的向下移动可以显着增加内部渗透率，而Pt3的垂直移动对渗透率没有影响。根据拓扑分析结果，综合泛光照明、排水等因素完成详细深化工作，并对加深节点进行竖向挠度计算。最后通过1：1的材料样品对比，选择不同表面处理工艺的光泽度、光晕等，指导幕墙的设计。生产加工。水平格栅的数字化施工过程直观地展示了体育场馆的施工效果，也大大提高了建筑师对项目的整体掌控力。
▲网格节点示意图©作者绘制
和平与竞争相结合，可持续设计
场馆的可持续设计重点关注建筑在整个生命周期的运营活力。针对传统大型场馆“重赛事、轻运营”带来的赛后运营问题，设计从规划之初就提出了“复合高效、扁平化结合”的理念，利用场馆空间嵌入特色经营产业，实现体育产业与赛事融合。功能高效组合，以专业赛事为引领，链接群众体育、泛体育全产业链，实现惠民、兴业、兴城的设计愿景。
5.1“城市之窗”——120°高空全景观光厅
项目充分考虑地块南侧景观资源，创造性地利用屋顶结构空间设置运营功能。在标高29.170m的钢结构桁架内，克服结构、机电、消防等难题，打造出长约300m的120°全景高空观景厅。在赛后运营中，特色鲜明的“时空隧道”可以根据需要规划成不同的商业功能，也可以成为展示成都城市公园建设的“城市窗口”。
▲ 全景高空观光厅轴向剖视图©作者绘制
▲120°高空观景厅©艺伟摄影
5.2 功能灵活的设计
场馆充分考虑了未来扩建和使用场景转换的可能性。游泳池观众厅可根据观众厅断面设计进行扩建；体育馆可改造成冰篮，可在赛事和演艺模式之间平滑切换；看台设计充分考虑运营需求，采用短边不对称设计，并预留舞台搭建面积；小场馆结合造型设计了大空间并预留了机动车通道。不仅可以作为全民健身场所，还可以举办各种会展活动。
▲跳水馆剖面分析--3000座模型 © 作者绘制
▲跳水馆剖面分析--4500座模型©作者自绘
赛营城
东安湖体育公园位于成都“东进”的桥头堡。作为成都未来的“景观客厅”，设计从生态角度重新定义建筑、场地与城市的关系，力求最大限度地利用生态景观。将视野从基地延伸至城市，构建“一廊一带”生态格局，形成“望山看水”的空间形态，打造雪山下大运会场馆、全景高地——高空观光厅、“城园一体化”体育公园。多个互动公共区域推动城市格局转变，打造成都公园城市概念示范区。
▲一轴一廊生态格局©作者绘制
▲东方透视图©艺伟摄影
▲东南角整体鸟瞰图©艺伟摄影
为高质量、高标准举办成都大运会，以东安湖体育公园为代表的成都体育场馆设施得到大幅改善。这些场馆在承担赛事任务的同时，也成为城市市民体育赛事和健身活动的主场馆。在建设“世界赛事名城”的背景下，通过高端赛事提升全民健身参与度，场馆采取“不开放、低开放”的开放方式惠及百姓，植入体育运营产业，促进文化，商业，旅游，体育跨境综合发展将形成“专业运动型体育奔跑运动”的可持续发展模型，将“寻求比赛”与“寻求城市”和“促进行业”相结合，以提供充分的发挥力量城市建设中的运动。
项目信息
所有者：成都中国资源土地Yidu Real Estate Co.，Ltd。
施工地点：四川省成都市朗quanyi区
建筑设计：中国西南建筑设计学院有限公司
项目负责人：江伊
副项目经理：Yuan Zhenhua（体育场，三个体育场），Jin Bei（体育场）
体育场设计团队：Yuan Zhenhua，Zhou Hongwei，Qian Cong，Sheng Rizhao，Deng Jiyue，Hao Fei（建筑）； Feng Yuan，Chen Wenming，Zhou Quan（结构）； Wen Ye，Li Jing，Yang Hongbing，Tu Min（供水和排水）； Chen Yingjie，Zhang Mingyu，Li Boran，Yao Qi（加热和通风）； Yin Xue，Li Jiangtao，Chen Han，Xu Shengmei（电气）； Wu Huan，Bu Xiangyu，Yang Yi（智能）； Dong Biao，Zhao Xin，Xiang Yu（窗帘墙）； Zhang Guoqiang，Tu Qiang（装饰）
这三个大厅的设计团队：元Zhenhua，du Cheng，Zhou Hongwei，Xiao Bo，Yang Yang，Qiu Yanquan，Qian Yanquan，Qian Cong，Sheng Rizhao（建筑）； Wang Liwei，Zhang Shulu，Liu Xiang，Zhang Zhijun，Chen di，Lai Chenggang（结构）； Wang Jianjun管桁架钢结构吊顶构造，Liu Shuai，Shen Bingjie（供水和排水）； Wei Minghua，Du Yanhong，Wu Jia（供暖和通风）； Li Hui，Zheng Yu，Zhang Tao，Qiu Yu（电气）; Wu Huan，Bu Xiangyu，Yang Yi（智能）； Dong Biao，Zhao Xin，Xiang Yu（窗帘墙）
三个亭子的联合设计（方案，初步设计）：德国GMP国际建筑设计有限公司。
总建筑区域：约320,000平方米
设计时间：2019.06-2020.09
施工时间：2021.04
注意：上述内容摘自“理性建筑，诗意的表达 - 在2022年4月的“建筑技术”杂志上的第31届Universionde夏季运动会的主要场所设计”（作者：作者： Jiang Yuhui，Yuan Zhenhua，Du Cheng，Zhou Hongwei）和“在数字渗透的背景下探索复杂的建筑设计 - 对整个过程的简短讨论东曼湖体育场的参数设计实践”（作者：江湾，周·洪维，尚伊佐伊），参考部分已被省略。
关于作者
江伊
中国西南建筑设计学院有限公司的副首席建筑师，体育建筑设计与研究中心的首席建筑师。
Yuan Zhenhua
中国西南建筑设计学院有限公司体育建筑设计与研究中心的副首席建筑师
周港
中国西南建筑设计学院有限公司体育建筑设计与研究中心的首席建筑师
都城
中国西南建筑设计学院有限公司体育建筑设计与研究中心的副首席建筑师
Sheng Rizhao
中国西南建筑设计学院有限公司体育建筑设计与研究中心的首席建筑师
