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【摘 要】网壳结构作为大跨度结构广泛的应用于体育馆，本文主要针对网壳的技术与艺术展开论述，重点讨论网壳的空间形态、建筑造型两者之间的关系。从设计手法和建筑造型入手，对体育馆建筑进行了剖析。
【关键词】网壳；体育馆；技术与艺术
The Form Design for Reticulated Domes Used in Gymnasiums
Jin Yuan-jun1, Zhang Bo2
(1.College of Civil Engineering and Architecture Heibei university Hebei 071002；2.China building decoration Co., LTD Beijing 100011 )
【Abstract】Reticulated domes, one type of the long span structures, are widely used in gymnasiums. This thesis mainly discusses the technique and the art of reticulated domes in gymnasium, including the relationship of the space farm, the architecture configuration. Mainly from design method and model, this thesis analyses many problems of gymnasiums deign.
【Key words】reticulated domes; gymnasium; technology and art
在体育馆中，网壳结构大量的运用，空间的品质决定建筑的功能质量。附着在结构上的表皮起到围护内部空间的作用，表皮作为现代建筑造型语言备受关注。造型是功能的外在表现，体量设计是造型的基础。
柯布西耶在《走向新建筑》里曾把建筑划分为体量、表皮和平面这三个要素。在柯布西耶看来，体量作为纯粹几何体块的创造是建筑艺术的基础，平面是建立三维的手段或生成要素。而表皮的处理可以强化或破坏体量。柯布认为“体块被表皮包裹……建筑师的任务是使包裹体块的表皮生动起来，防止它们成为寄生虫，遮没了体块并为他们的利益而把体块吃掉。”事实上，柯布的建筑主要是展现体量的雕塑之美，强烈的阴影之美。
在北京奥运会主会场项目中标的赫尔佐格和德梅龙建筑师事务所Herzog&de Meuron是当代表皮理论的有力实践者。国家体育场以巨型钢网壳结构为骨以膜结构为皮，被人们称赞为中国文化神韵的“鸟巢”。
表皮材料主要有复合彩钢屋面系统、膜结构、采光带，遮阳板等。对特定形体，建筑造型主要通过表皮的材质、表皮的肌理变化、表皮的色彩以及表皮的构造做法等来表现建筑。长春五环体育馆，以表皮的变化来塑造建筑形体，材质曲线划分赋予建筑动感，表现体育馆活泼运动的建筑性格，建筑形体简洁而不单调。再如奥运羽毛球馆优秀方案，通透的玻璃作为采光带和雨棚，玻璃和金属形成质感、虚实的对比。建筑造型在一定程度上由表皮决定。
建筑空间艺术不仅是建筑内部功能的外在表现，而且是建筑结构技术的外在表现。M .E托罗哈说：“结构设计与科学技术有密切的关系，然而却在很大程度上涉及到艺术，关系到人们的感受、情绪、适应性以及对合宜的结构造型的欣赏。”在建筑空间艺术创作中，结构为空间提供有效的骨架和支撑，是空间形态的物质附着物，从而创造特定的空间形态。空间形态反映结构的规律，是结构内在理性和技术美学的外在表现。
球壳具有明确的焦点，球面网壳覆盖圆、椭圆平面匹配。体育馆类建筑一般进行体育比赛或者其他类型的演出为了营造比赛、演出气氛，圆形平面布置方式中间为比赛场周边
布置观众看台，观众席包围比赛场地，营造了良好的场所凝聚力氛围。虽然小部分观众的视觉效果不佳，但能容纳更多的观众，营造出和谐的氛围。比赛场地对室内净高也有一定的要求，如排球比赛场地净空高度的国际标准12.5m，球壳中间高而四周低，刚好满足比赛场地净高要求较大，四周观众席上方的净高较小。这样不但减少了不必要的看台上空高度，也减少了体育馆的容积，降低能耗，减少空调的负荷，外墙面积也大为减少，有利于降低比赛厅内部墙面的视觉空白，使观众注意力自然的导向位于中心的比赛场地上。
球壳在营造良好体育比赛气氛的同时，也带来室内声学聚焦效应，增加了室内的噪音。因此需要建筑声学处理，控制二次反射声以及混响时间。容积小于4000m3的小型体育馆其比赛大厅的满场500~1000Hz混响时间为1.2~ 1.4秒，一般采用吸声保温隔热复合屋面板，或对室内进行声学二次装修，在墙面用穿孔板吸声，在顶面悬吊空间吸声体悬吊在网壳的弦杆上。网壳结构本身已经有良好的室内视觉效果，声学装修时应尽量保留网壳结构的网格美和韵律感，以及视觉空间的穿透性。
尺度与体量的关系十分密切，但尺度并不完全取决于体量，它还与体块和表面的划分及比例有关系。体育馆一般体量巨大，当设计意向需要时，体育馆还可以在尺度方面多加推敲，以得体的尺度出现，同环境取得更好的协调。形体环境的设计从以下几个角度进行思考：首先是建筑设计角度，体育馆的总体布局、基地文脉，外部形式及风格、体块、材料、质感、色彩等一定范围内的整体构思。其次是基地环境角度，外部环境的空间划分、集散广场、地面铺装、环境艺术小品、座椅、喷泉、绿化种植等。再者结构构思及选型，作为体育馆大跨度建筑的形体塑造主要受限于大跨度结构形式，结构形式的选择要受力合理，表里如一的反映建筑的内部空间和形体塑造。
网壳的外立面有着起伏的轮廓线，中间高两边低，突出了视觉重心，体育馆一般体量庞大，对于基地比较拥挤的环境，网壳因其自身形体的收敛性能减小对周围建筑的压迫感，能更好的融于环境，网壳形体与方形体量的比较：哈尔滨速滑馆整个体量由柱面网壳和半球网壳相接，使本来庞大的建筑体量看起来尺度十分的宜人，若采用长方体体量则显得硕大无比和周围环境极不协调。
针对具体的球壳结构来说，建筑意向也不胜枚举，个性化的立意给体育馆标志性和可识别性带来可能，否则网壳类的体育馆都千馆一面。但应注意：喻体及喻意的建筑表达；结构表现重要性和局限性；标志性。
参考文献
［1］ 梅季魁，刘德明，姚亚雄. 大跨度建筑结构构思与结构选型［M］.中国建筑工业出版社.
［2］ 周大明，于淑华. 建筑空间艺术创作中的结构构思［J］ .华中建筑. 2000，18（1）.
［3］ 孙艳. 学校体育馆声学设计［D］ .湖南大学硕士论文.
［4］ 陈晓明. 高校体育馆设计研究［D］ .湖南大学硕士论文.
［5］ 姚亚雄. 建筑创作与结构形态［D］.哈尔滨工业大学博士论文.
［基金项目］河北省科技厅科学技术研究与发展指导计划项目（04213709）资助。
［文章编号］1006-7619（2010）11-11-019
【关键词】网壳；体育馆；技术与艺术
The Form Design for Reticulated Domes Used in Gymnasiums
Jin Yuan-jun1, Zhang Bo2
(1.College of Civil Engineering and Architecture Heibei university Hebei 071002；2.China building decoration Co., LTD Beijing 100011 )
【Abstract】Reticulated domes, one type of the long span structures, are widely used in gymnasiums. This thesis mainly discusses the technique and the art of reticulated domes in gymnasium, including the relationship of the space farm, the architecture configuration. Mainly from design method and model, this thesis analyses many problems of gymnasiums deign.
【Key words】reticulated domes; gymnasium; technology and art
在体育馆中，网壳结构大量的运用，空间的品质决定建筑的功能质量。附着在结构上的表皮起到围护内部空间的作用，表皮作为现代建筑造型语言备受关注。造型是功能的外在表现，体量设计是造型的基础。
柯布西耶在《走向新建筑》里曾把建筑划分为体量、表皮和平面这三个要素。在柯布西耶看来，体量作为纯粹几何体块的创造是建筑艺术的基础，平面是建立三维的手段或生成要素。而表皮的处理可以强化或破坏体量。柯布认为“体块被表皮包裹……建筑师的任务是使包裹体块的表皮生动起来，防止它们成为寄生虫，遮没了体块并为他们的利益而把体块吃掉。”事实上，柯布的建筑主要是展现体量的雕塑之美，强烈的阴影之美。
在北京奥运会主会场项目中标的赫尔佐格和德梅龙建筑师事务所Herzog&de Meuron是当代表皮理论的有力实践者。国家体育场以巨型钢网壳结构为骨以膜结构为皮，被人们称赞为中国文化神韵的“鸟巢”。
表皮材料主要有复合彩钢屋面系统、膜结构、采光带，遮阳板等。对特定形体，建筑造型主要通过表皮的材质、表皮的肌理变化、表皮的色彩以及表皮的构造做法等来表现建筑。长春五环体育馆，以表皮的变化来塑造建筑形体，材质曲线划分赋予建筑动感，表现体育馆活泼运动的建筑性格，建筑形体简洁而不单调。再如奥运羽毛球馆优秀方案，通透的玻璃作为采光带和雨棚，玻璃和金属形成质感、虚实的对比。建筑造型在一定程度上由表皮决定。
建筑空间艺术不仅是建筑内部功能的外在表现，而且是建筑结构技术的外在表现。M .E托罗哈说：“结构设计与科学技术有密切的关系，然而却在很大程度上涉及到艺术，关系到人们的感受、情绪、适应性以及对合宜的结构造型的欣赏。”在建筑空间艺术创作中，结构为空间提供有效的骨架和支撑，是空间形态的物质附着物，从而创造特定的空间形态。空间形态反映结构的规律，是结构内在理性和技术美学的外在表现。
球壳具有明确的焦点，球面网壳覆盖圆、椭圆平面匹配。体育馆类建筑一般进行体育比赛或者其他类型的演出为了营造比赛、演出气氛，圆形平面布置方式中间为比赛场周边
布置观众看台，观众席包围比赛场地，营造了良好的场所凝聚力氛围。虽然小部分观众的视觉效果不佳，但能容纳更多的观众，营造出和谐的氛围。比赛场地对室内净高也有一定的要求，如排球比赛场地净空高度的国际标准12.5m，球壳中间高而四周低，刚好满足比赛场地净高要求较大，四周观众席上方的净高较小。这样不但减少了不必要的看台上空高度，也减少了体育馆的容积，降低能耗，减少空调的负荷，外墙面积也大为减少，有利于降低比赛厅内部墙面的视觉空白，使观众注意力自然的导向位于中心的比赛场地上。
球壳在营造良好体育比赛气氛的同时，也带来室内声学聚焦效应，增加了室内的噪音。因此需要建筑声学处理，控制二次反射声以及混响时间。容积小于4000m3的小型体育馆其比赛大厅的满场500~1000Hz混响时间为1.2~ 1.4秒，一般采用吸声保温隔热复合屋面板，或对室内进行声学二次装修，在墙面用穿孔板吸声，在顶面悬吊空间吸声体悬吊在网壳的弦杆上。网壳结构本身已经有良好的室内视觉效果，声学装修时应尽量保留网壳结构的网格美和韵律感，以及视觉空间的穿透性。
尺度与体量的关系十分密切，但尺度并不完全取决于体量，它还与体块和表面的划分及比例有关系。体育馆一般体量巨大，当设计意向需要时，体育馆还可以在尺度方面多加推敲，以得体的尺度出现，同环境取得更好的协调。形体环境的设计从以下几个角度进行思考：首先是建筑设计角度，体育馆的总体布局、基地文脉，外部形式及风格、体块、材料、质感、色彩等一定范围内的整体构思。其次是基地环境角度，外部环境的空间划分、集散广场、地面铺装、环境艺术小品、座椅、喷泉、绿化种植等。再者结构构思及选型，作为体育馆大跨度建筑的形体塑造主要受限于大跨度结构形式，结构形式的选择要受力合理，表里如一的反映建筑的内部空间和形体塑造。
网壳的外立面有着起伏的轮廓线，中间高两边低，突出了视觉重心，体育馆一般体量庞大，对于基地比较拥挤的环境，网壳因其自身形体的收敛性能减小对周围建筑的压迫感，能更好的融于环境，网壳形体与方形体量的比较：哈尔滨速滑馆整个体量由柱面网壳和半球网壳相接，使本来庞大的建筑体量看起来尺度十分的宜人，若采用长方体体量则显得硕大无比和周围环境极不协调。
针对具体的球壳结构来说，建筑意向也不胜枚举，个性化的立意给体育馆标志性和可识别性带来可能，否则网壳类的体育馆都千馆一面。但应注意：喻体及喻意的建筑表达；结构表现重要性和局限性；标志性。
参考文献
［1］ 梅季魁，刘德明，姚亚雄. 大跨度建筑结构构思与结构选型［M］.中国建筑工业出版社.
［2］ 周大明，于淑华. 建筑空间艺术创作中的结构构思［J］ .华中建筑. 2000，18（1）.
［3］ 孙艳. 学校体育馆声学设计［D］ .湖南大学硕士论文.
［4］ 陈晓明. 高校体育馆设计研究［D］ .湖南大学硕士论文.
［5］ 姚亚雄. 建筑创作与结构形态［D］.哈尔滨工业大学博士论文.
［基金项目］河北省科技厅科学技术研究与发展指导计划项目（04213709）资助。
［文章编号］1006-7619（2010）11-11-019