如何建造有史以来最轻、最开放的奥运场馆

今年奥运会的中心场馆是我们前所未见的。

如果您期待看到 2008 年北京奥运会令人惊叹的“鸟巢”体育场的翻版,那么您就来错比赛了。对于明天开始的本届奥运会,伦敦选择了低调。评论家们形容新奥林匹克体育场是“一碗奶冻”和“相当令人失望”,但它的设计却是有意为之:伦敦奥林匹克体育场是有史以来最轻便、最灵活、最可持续的场馆。

奥运会体育场通常都是宏伟的钢筋混凝土宫殿,旨在永久使用——即使它们最初的用途甚至不会超过两周。北京的“鸟巢”设计寿命为 100 年,而伦敦的体育场则以其临时性为傲。就连连接钢材的螺栓都没有隐藏起来,因为它们之后也会被拆除。

但设计师们必须确保该结构具备所有必要的功能,以保持运动员比赛条件的完美。通过风洞测试、计算机模型和独特的织物,伦敦奥运会的临时体育场馆发挥的作用就像永久性场馆一样——尽管它绝非如此。

Populous

临时体育场

从 1976 年的蒙特利尔一直到 2000 年的悉尼、2004 年的雅典(奥运会的高成本被认为是导致其财务困境的原因之一),甚至 2008 年的“鸟巢”,奥运会体育场馆大多空置:一次性建筑不舒适的典范。为了呼应 2012 年奥运会的可持续性主题,设计者们采纳了建造临时体育场的想法。

该体育场由美国公司 Populous 设计。与永久性建筑不同,洗手间和餐饮区设置在主体育场外,并由织物外墙覆盖,这座黑白相间、朴实无华的建筑看起来已经准备好举办田径比赛,但仅此而已——它将是跑步、竞走、投掷和跳跃项目的比赛场地,仅此而已。

该项目的首席建筑师汤姆·琼斯 (Tom Jones) 表示:“伦敦 2012 年奥运会的宗旨是推动大型体育场馆的环境设计和可持续方法。其目标是建造一个小型、紧凑、轻便的体育场。”

Populous

材料

Populous 创建了一个基本的椭圆形结构,周长 3000 英尺,有一个短织物屋顶——事实上,屋顶是不完整的,因为它没有覆盖整个体育场。

奥林匹克体育场的建设始于 2007 年。耗资 7.85 亿美元,其建造成本不到目前纽约和德克萨斯州顶级足球场价格的一半。其结果是使用了 10,000 吨钢材。相比之下,“鸟巢”使用了 42,000 吨钢材。该体育场在比赛期间可容纳 80,000 名观众,赛后将缩减至 25,000 人,作为体育和社区活动场所,将成为英国第三大体育场。其底层——在奥运会结束后将是唯一一层——由低碳混凝土建造,这里的“低”意味着其碳含量比普通混凝土少 40%。从该地点挖出了 800,000 吨(约合 881,849 美制“短”吨)泥土,深度达 20 米。

体育场使用了 50% 以上的回收材料建造,包括北海天然气管道项目剩余的旧燃气管道,用于支撑屋顶。最终,该体育场的重量比使用传统材料建造的体育场轻了 75%。

Populous

乐高式体育场

奥运会体育场通常有完全或大部分覆盖的屋顶,但对于伦敦的临时体育场来说,这不是一个可行的选择——当体育场有一个巨大的水泥或金属屋顶时,很难拆除。因此,设计师们尝试了不同类型和程度的开放度——但过度的开放性会使其容易受到风的影响(部分原因是周围的水),这在奥运会上是绝对禁止的。

为了更容易拆卸体育场,Populous 的建筑师们设计了一个类似乐高的模块化结构,其中屋顶、外碗、内碗和辅助支撑件(洗手间、餐饮区等)彼此独立。

琼斯说:“我们可以拆下屋顶,移走看台碗,或者将其分解成更小的单元。”

“我们对屋顶覆盖和所需工作进行了很多讨论。”但这不像在混凝土碗上搭一个巨大的顶篷那样简单,从而完全封闭赛道并像近几十年的体育场建设那样保护其免受天气影响。由于是模块化结构,甚至无法建造常见的围墙——通常用于封闭看台和设施并保护内部免受风吹——更不用说提供一个巨大的屋顶来遮挡比赛场地了。

琼斯说:“我们研究了没有屋顶或屋顶很小会怎么样。物理模型和计算机模拟表明,风力模式对于大型锦标赛来说是不可接受的。然后,真正的问题是‘我们需要多少屋顶?’”

为了确定屋顶的实际结构,团队经历了几个版本——早期的铰链式和简单的悬臂式模型都被否决了,主要是出于预算和可持续性的原因。

最终的方案采用了一种受压桁架系统——一种常见的桥梁三角形结构,使用有限的材料和压缩力来增强整体结构的强度——并覆盖着织物。

Populous 希望一种新型织物能满足防火规范和强度要求,同时也符合可持续性倡议。建筑师委托 Serge Ferrari 定制了 275,000 平方英尺的聚氯乙烯 (PVC) 涂层聚酯纤维织物,厚度为 1 毫米,专为奥运会设计。它含有的 PVC 比传统屋顶覆盖物少,进一步提高了可持续性。而且它可以承受 34 辆伦敦双层巴士的重量。

屋顶看起来和运作起来都像自行车的辐条。受压桁架系统围绕体育场,管状钢制构件连接到一个内部钢缆网环,钢缆将织物拉紧。琼斯说:“每根辐条都很纤细,但由于其固有的支撑系统而具有强度。”整个轻质自稳定结构包含 28 个屋顶柱基,支撑着一个 260 米宽、310 米长的钢制受压桁架和 6,000 米的钢缆。

Populous

恼人的风

即使接近最终设计,也需要进行一些调整。通常嵌入外墙的餐饮区、洗手间和其他组件被移出,并围绕结构外部布置,形成一种被描述为“独立村落”的布局。在完成所有这些组件的性能检查后,团队发现来自西南方向的盛行风会直接吹入一个薄弱点——一个 10 米宽的隧道,它将元素带入体育场——无论是用于开幕式还是田径比赛——并一直到达 100 米的终点线。为了解决这个明显的难题,设计师们建造了一堵混凝土墙,这是在如此紧张的时间内,解决地面层风力入口问题的唯一经济实惠的解决方案。

任何超过每秒两米的强风吹入体育场都会使所有跑步和跳跃记录无效;风来自哪个方向都不重要。大型赛事组织者不希望这样。尤其是在奥运会上。

通过在风洞测试中使用微型物理建筑模型和计算机流体动力学模型进行风速分析测试,所有这些都基于历史天气数据,团队将屋顶设计缩小到“风速概率被认为是可接受的”程度。(顺便说一句,这种概率是 5% 的得分因风而失效的风险。)结果是屋顶覆盖了大约三分之二的座位。再小一些,就会让太多风吹进来。由于屋顶将在比赛结束后被拆除并重新组装,设计无法进行太多大幅度的改动来以任何花哨的方式引导风,因此它必须相当简单。

防风措施的另一个重要部分是体育场外部的“包裹”,实际上是 336 条织物带,类似于用于屋顶的织物。每条织物带高 82 英尺,宽 8 英尺,底部有一个 90 度扭转,以便观众进入体育场。(这条包裹实际上几乎因为预算原因被取消了,这可能会扰乱所有的风力计算。幸运的是,陶氏化学公司主动支付了费用,以换取一些广告。)

反应

一些人认为该体育场缺乏灵感,尽管它已入围 2012 年斯特林建筑奖。在赛后使用权方面,它也经历了一场激烈且有争议的竞标——几支足球队和大学在过去几年里提交了投标、被接受、被拒绝、提起诉讼,然后又告吹。目前有四个待定投标:西汉姆联足球俱乐部,一家竞标体育场用于 F1 赛车的公司,莱顿东方足球俱乐部,以及白金汉大学的一个附属机构。其使用决定将在 10 月做出——除非再次推迟。西汉姆联在 2011 年 3 月获得批准,随后爆发了一场丑闻,因为一名奥运委员会雇员与一名西汉姆联雇员有染,然后与市长办公室进行了谈判……到 2011 年 10 月,西汉姆联购买体育场的计划破产了。但该俱乐部仍然是主要的租赁竞标者之一。

琼斯说:“我认为体育场馆的建造方式非常有趣。在某些方面,北京是无限材料和巨大永久性体育场的最高峰。伦敦改变了方向,着眼于更负责任的设计。”

 

更多优惠、评测和购买指南

 
© .