当前位置：首页>活动策划>干旱环境下游泳馆的设计与“水”元素的表达——以石河子大学游泳馆为例

干旱环境下游泳馆的设计与“水”元素的表达——以石河子大学游泳馆为例

时间：22-12-01 网友

张永红;乔俊军

【摘要】该文以石河子大学游泳馆为例,在深入分析基地周边环境、当地气候条件和建筑自身功能的基础上,从“建筑造型、结构体系和材料选型”三个方面,阐述了干旱环境下游泳馆的设计理念,提出了用曲线图形诠释和表达“水”元素的设计思想.同时,在设计中本着“轻重一体、虚实结合、曲直对比、便于识别”的设计原则,采用轻巧的大跨度钢架结构体系与稳重的混凝土结构体系,构建了一个富有动感、内外通透和形态飘逸的“波浪型”建筑,表现出游泳运动所特有的技巧和力量,彰显出建筑造型的流畅感、运动感和意境感.

【期刊名称】《华中建筑》

【年(卷),期】2014(000)009

【总页数】3页(P52-54)

【关键词】干旱环境;游泳馆;“水”元素

【作者】张永红;乔俊军

【作者单位】中工武大设计研究有限公司;武汉大学测绘学院

【正文语种】中文

【中图分类】TU245.3

石河子大学游泳馆规划于石河子大学中区核心地带，建筑基地北面为地势起伏、绿树掩映的校园绿地，与远处的公共教学楼遥相辉映，东面为东二路与东三路之间宽阔的街心绿化带，南临城区主干道北三路，西面为校园中轴线广场，绿色的大学校园和浓郁的文化气息为游泳馆的建造提供了良好的自然与人文环境（图1）。

游泳馆占地面积5400m2有余，东西长86m，南北进深64m，地下一层，地上有三层配楼和一层游泳池大厅组成，建筑总高度21.6m，总建筑面积近8000m2。三层配楼采用钢筋混凝土框架结构体系，一层游泳池大厅采用的钢架结构体系，不同的结构体系融为一体，相得益彰。三层配楼的主要使用功能为泳池大厅的服务用房和跆拳道训练馆，一层游泳池大厅长82m，进深42m，内设一个50m×25m、10泳道、池深1.8m的、具有国际标准的比赛池和一个25m×10m、5泳道、池深1.2m的初级训练池（图2）。

游泳馆作为体育建筑的重要类型之一，是建筑学、体育工艺学、城市景观学、生态科学、工程经济学等多学科相互作用、积极渗透的产物，也是体育设施中工艺最复杂的建筑，特别是在西北干旱地区，如何构建一个满足校园文化要求、适合地域气候特点和富有时代特征的综合性体育场馆？这是本案设计的出发点，也是本案设计的目标。以下从“建筑造型、结构体系和材料选型”三个方面，并结合石河子大学游泳馆的设计实践，谈一谈干旱环境下游泳馆的设计和“水”元素的表达。

1 从环境中发现灵感

建筑之美在于其根植于自然环境，又服从于自然环境，所以，环境在建筑设计中起着至关重要的作用。从石河子大学校园现状与规划来看，各个功能分区、细部建设都已经基本完成，这里不做深入研讨，但唯一缺少的就是“水”元素。由于石河子市地处欧亚大陆腹地，远离海洋，气候干燥少雨，属于典型的温带大陆型干旱气候。在这样的环境下，水就是生命，水就是希望。如何弥补和表达校园规划中缺少的“水”元素？正是本案寻求的灵感和平衡点。

建筑是利用象征性而表达寓意的一门艺术，象征的价值又是通过联想来获得，当建筑造型与人们对该事物的认识发生对应联系时，建筑的表现力和艺术感染力就会被完全地释放出来。为了更好地运用建筑的象征性，把要寻找的“水”元素完美地表现出来，设计时应尽可能用简练的、夸张的造型语言和比兴的手法，通过抽象的点、线、面组合，运用象征而引起的联想，运用比兴而赋予的内涵，将抽象的文化感受转变成明晰的建筑实体和空间形态，于是一个写意的、空灵的、流动的、有生命的游泳馆形象逐渐清晰起来。

沿着这个思路，设计师从造型入手，采用轻巧的大跨度钢架结构体系与稳重的混凝土结构体系，相互依存，轻重一体，虚实结合。在外型上构建了一个富有动感和形态飘逸的“波浪型”建筑，把“水”元素用曲线图形尽情地诠释出来，强化了建筑的独立个性，提高了游泳馆的可识别性，生动地反映出建筑本身的功能性和生活主题（图3）。而在其内部，又构筑了具有多个功能及形态各异的公共活动空间，并采用透明、膜状的玻璃幕墙，使内部空间及人的活动均清晰可见，其通透性有利于内外的交融，把“水”元素象镜子般地映射出来，泳池中的水，犹如给校园注入一片清泉。

和谐是美的基础，由于游泳馆是由多个功能各异的部分相互组合在一起的综合体，所以在处理建筑与环境的关系上，需要在矛盾中寻求统一、在对比中求得和谐，以不平衡来构成平衡，充分体现出现代游泳馆四个层次的美感：第一个层次是配楼的直线，挺拔的美，第二层次是游泳大厅的曲线，流动的美，第三层次是个体组成的建筑造型，和谐的美。第四个层次是建筑整体与周边环境，融合的美。建筑基地周边开阔的硬化地及篮球训练场，为建造具有个性的游泳馆提供了和谐的环境和共鸣的空间。

2 从结构中体现动感

如果说建筑造型表现得是一种感性的美和艺术的美，那么结构体系则表现的是一种理性的美和技术的美。游泳馆的造型不能独立于技术之外，而技术往往又是出于游泳馆艺术功能的要求，这正是艺术与技术的高度结合。如何正确选择适合设计构思的结构体系，需要对各种结构形式的利与弊进行权衡和分析。

拱形结构，其优点是结构简单、受力合理、空间利用较好，采用轻型钢架材料，造价低廉，其缺点是结构形式只适应于矩形和“L”形平面，对于其他形式平面适应性较差。

钢架结构，其优点是适应跨度在30~45m以内的主体结构，适合于矩形平面游泳馆，其缺点是跨度超过50m则不经济，对不规则平面适应性差。

网架结构，球形节点钢管网架是目前体育场使用较多的一种结构体系，其优点是重量轻、跨度大，能适应各种平面形式和建筑造型，结构制作可工厂化、安装、运输方便，其缺点是矢高过大，不能很好地表现轻薄、运动的感受。

悬索结构，是体育建筑常用的结构形式，其优点是造型轻柔、结构轻巧、具有曲线美的特点，其缺点是由于其质量轻薄，抗风能力较差，受气候环境的影响较大。

由此可见，单一的结构形式不能很好地表达设计思想。构思是创作的源泉，创新是设计的生命。根据泳池大厅的跨度，主体结构采用经济、适用、合理的钢架结构体系，同时吸纳悬索结构的造型轻柔、结构轻巧、具有曲线美的特点，把受力构件做成轻巧的曲线钢梁，并且有意识地将钢架结构的轮廓线完全暴露在外，从不同角度映衬出“水”的元素，表现出游泳运动所特有的技巧和力量，彰显出建筑造型的流畅感、运动感和意境感，使得整个建筑的内涵更加丰满，正是这种结构的美，使得游泳馆独具魅力（图4~5）。

3 从材质中表现美感

建筑的造型直接表现出建筑美的性格形态，建筑与结构的结合则更多表现为新材料的应用。作为游泳馆主体受力构件的曲线钢梁及结构构件，采用了Q345C低合金高强结构钢制作，使得建筑能够达到足够的强度。同时对整个建筑构造也进行了全方位的控制，采用完成面控制标高和网格与轴线定位的方法，对结构曲线钢梁按1:1进行放样，运用切割、组装、焊接等工艺进行加工制造。独特的钢架结构与钢筋混凝土结构相比，具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性好、环境污染少、可重复利用等优点，是建造游泳馆的理想材料。

巨大的曲线钢梁是建筑与结构的融合体，由12榀曲线钢梁构成骨架，沿长方向呈水平有序排列，钢梁之间由连杆、斜撑连接形成整体。顶面采用银色不透明的铝镁合金板，既是建筑外表面的装饰材料，也是构成围护结构抗风、防雪、防渗漏的面层材料，墙面与顶面浑然一体没有界限。钢材的“强度、塑性、韧性”的质地，与铝镁合金极具金属质感、自重轻、耐腐蚀、表面光泽、美观大方的品质，充分表现了建筑与结构刚柔并济的观赏效果（图6）。

游泳池大厅南面设有面积约800m2的透明鱼腹钢梁点式玻璃幕墙，点式玻璃幕墙是近年来采用计算机设计的现代结构技术和玻璃技术相结合的一种全新建筑空间结构体系，玻璃幕墙通过不锈钢接驳件支撑体系与主体受力构件曲线钢梁连接，并沿外轴线挑出3m与银色不透明的铝镁合金板形成“波浪型”弧线。根据保温、安全的要求，玻璃采用三层夹胶中空（惰性气体）玻璃，由于玻璃表面没有任何金属框架，使建筑尽可能的轻巧和透明，让人们可以透过玻璃清楚看到支撑玻璃的整个结构体系，形成别具一格和充满想象力的建筑。

配楼采用900×900×30mm的毛面浅灰色花岗岩石材，厚重的花岗岩石材与轻巧的银色铝镁合金板和透明点式玻璃幕墙形成了材质上的强烈对比，展示了建筑材料固有的色彩、质感、光影和透明度，增强了建筑的艺术感和视觉美感。

结语

游泳馆作为石河子大学体育文化实体，它构成了大学“体育文化圈”，并通过文化圈表现出一定的“文化形态”。文章从石河子大学校园现状入手，在全面分析基地周边环境、当地气候条件和建筑自身功能的基础上，提出了用曲线图形诠释和表达“水”元素的设计思想，本着“轻重一体、虚实结合、曲直对比、便于识别”的设计原则，采用轻巧的大跨度钢架结构体系与稳重的混凝土结构体系，构建了一个富有动感、内外通透和形态飘逸的“波浪型”建筑，表现出游泳运动所特有的技巧和力量，彰显出建筑造型的流畅感、运动感和意境感。

资料来源：

图1：作者和项目组成员编写的投标书附图截图；

图3，图6：作者和项目组成员创作；

图4：作者和项目组成员实景拍摄；

图2，图5：作者自绘。

参考文献

1 曾涛. 体育建筑设计手册（1版）. 北京：中国建筑工业出版社，2001.

2 张秀国，魏冬. 细节决定品质：国家大剧院建筑设计. 建筑创作，2007（10）：84-140.

3 姜哲，郑丽娜. 新疆阜康体育馆设计研究. 建筑技艺，2012（3）：180-183.

4 张丽莉. 高校体育建筑的文化性——厦门大学游泳馆浅析. 福建建筑，2006（1）：59-61.

5 [美]托伯特·哈姆林. 建筑形式美的原则（1版）. 邹德侬，译，沈玉麟，校. 北京：中国建筑工业出版社，1982.

6 [丹麦]扬·盖尔. 交往与空间（1版）. 何人可，译. 北京：中国建筑工业出版社，2002.