伦敦碗:最轻的奥运主场馆是怎么造出来的?

时间: 2012-07-29 / 分类: 你知道吗 / 浏览次数: 715 views / 3个评论 发表评论

2008年的北京奥运会上,宏伟的“鸟巢”让全世界观众都震撼了一把,但主打环保牌的伦敦奥运会并不想再创造出一座钢铁巨作。虽然有批评者认为伦敦奥林匹克主体育场看上去就像“一个用来放牛奶布丁的小碗”,“无法对其留下丝毫印象”,不过精心设计的“伦敦碗”却成为了史上最轻、活动性最强、最具可持续性的一座奥林匹克主体育场。

俯瞰“伦敦碗”

以往的奥运会主体育场都是永久性建筑,采用大量水泥和钢铁建造,以呈现出其宏伟和堂皇,“鸟巢”的设计期限就长达一百年。不过伦敦奥组委却首次将奥运会主体育场造成了一座临时性建筑,为了方便拆除,连螺钉都没有加上覆盖保护层。“伦敦奥运会一直在致力于推动环保可持续型建筑的发展,”“伦敦碗”项目的首席建筑师汤姆•琼斯(Tom Jones)说,“我们要建造出一座小而紧凑的轻量级体育场。”

“伦敦碗”的一张设计草图

当然,“伦敦碗”绝不是一座普通的临时性建筑,设计者通过风洞实验与计算机建模保证了这座体育场能够提供给运动员最完美的比赛环境。大量特殊建造材料的使用也让“伦敦碗”的坚固度丝毫不弱于那些永久性建筑。现在就让我们一起来看看这座神奇的临时性奥运主场馆是怎么建造出来的吧。

新型建筑材料

“伦敦碗”的设计工作是由美国Populous建筑公司完成的,他们设计了这座周长3千英尺(约914.4米)的椭圆形体育场。“伦敦碗”从2007年开始建造,耗资约为7.85亿美元,这个造价不及现在顶级足球场造价的一半。整个场馆的建造一共只使用了1万吨钢铁(“鸟巢”用了4万2千吨),设计观众容纳量为8万人,而在奥运会结束之后,“伦敦碗”将会被拆除重组成一座观众容纳量为2万5千人的中型体育场,用作体育运动和社区活动场馆。场馆的基础部分(也就是奥运会之后要保留的部分)使用“低二氧化碳混凝土”建成,这种混凝土中所含有的二氧化碳要比一般的混凝土少40%;场馆地基深达20米,共有80万公吨泥土在建造过程中被挖出运走。

左图:“伦敦碗”的可回收钢支架 右图:钢支架上覆盖的织物层

整个“伦敦碗”的建筑材料中有超过50%是经过回收再利用的旧材料,比如其屋顶的支架部分就使用了英国北海天燃气管道项目中剩余的天然气运输管道,使用这类新材料让整个场馆的重量减轻了75%。

“乐高式”的建造方法

以往的奥林匹克主体育场一般都拥有可以覆盖整个或是大部分顶部的顶棚,但是对于“伦敦碗”来说这是不必要的,因为“伦敦碗”只是一座临时性建筑,加上巨大的水泥或是金属顶棚将使它变得非常难以拆除,但若是顶部开放面积过大又会使场馆抗风能力下降。因此,设计师对其顶部开放面积进行了精密测算,才得到了目前这个合适的顶部开放度。

为了让“伦敦碗”更容易被拆除,Populous公司的建筑师们采用了一种“乐高式”的模块化建造法。场馆的顶棚、外层包围圈、内层包围圈和附加设施(洗手间、票务中心等)都是完全彼此独立的,就像我们平时玩的乐高积木一样。

“伦敦碗”就是这样像乐高积木一样逐层建造的

“我们可以把屋顶拆掉,把场馆的看台移走或者分解成一个一个小块。”琼斯说,“我们对顶棚的覆盖度有过不少争论。”要知道,这不是简单地在一个混凝土大碗上加个碗盖子。因为模块化的建造方法,建筑师们几乎无法将场馆的外保护层造出来,更别说要造出一个合适的顶棚了。“我们曾经尝试过不搭建顶棚或是只搭建一个很小的顶棚,”琼斯说,“但是物理模型和计算机模拟都告诉我们这样的场馆无法禁受住大风考验。所以接下来的问题就是,‘我们需要多大的顶棚呢?’”

从设计到最终完成,“伦敦碗”的顶棚变更了好几个版本。早期的版本是用可调节铰链和悬臂来构建顶棚,但是由于成本和可持续性原因被否决了。最终的解决办法是压缩桁架系统,建筑师们使用了常见的三角形架构,仅用了有限的材料就让整个支架达到了足以支撑织物覆盖面的强度。

在顶棚覆盖层的材料选择上,Populous希望能够找到一种在防火能力、强度和可持续性上都足够高的织物材料。建筑师们最终委托法拉利公司制造了27万5千平方英尺(约2万5千平方米)1毫米厚的新型聚氯乙烯(PVC)涂层材料,这种新材料的PVC含量远小于传统材料,强度也非常高,足以承受34辆伦敦双层巴士的重量。

为了抵抗那可怕的风

即使设计工作已经非常到位,建筑师们在实际的建造过程中仍然进行了许多调整。售票处、洗手间和许多其他建筑模块最终被移到了场馆外部,成为了一个个“独立的村落”。在最终的建筑性能检查中,Populous的团队发现伦敦盛行的西南风威胁到了场地安全——一条10米宽的通道会持续遭到大风的侵袭,而在奥运会上有大量的运动员和工作人员会通过这条通道进出“伦敦碗”,其安全必须得到保障。为了解决这个问题,建筑师们不得不为这条通道建起了一堵混凝土墙,这也是在短时间内最便宜最快的解决方法了。

设计师通过将建筑模块化来进行计算机模拟风力测试

我们都知道,在短跑和跳远项目中,超过2米/秒的风速都会使运动员的比赛记录无效,奥组委肯定不希望作为田径项目主体育场的“伦敦碗”会因为风而取消大量记录。为了兼顾可持续性和有效性,设计师又参照大量的往年气象数据进行了风洞实验和计算机模拟风速分析,最终决定减少部分“受风力因素干扰可能性较小”的顶棚,最终的顶棚覆盖了三分之二的看台,这样的顶棚大小已经是最低要求,再小一点都会导致风力影响比赛结果的可能性大大增加。我们也无法指望设计师用一些精妙的设计来改变场内风力情况,毕竟“伦敦碗”只是个临时性建筑,对它来说简约才是王道。

另一个用来抗风的必要部分是场馆外围的“围巾”,这条“围巾”由336条高82英尺(约25米)宽8英尺(约2.4米)的织物层组成,使用的材料与顶棚覆盖层相同,底部还预留了观众进出通道。事实上,就连这条“围巾”都差点因为成本原因而被舍弃,最后伦敦奥组委还是点头批准了,感谢伟大的广告商们。

可拆卸、可持续、低成本,这就是“伦敦碗”建造过程中的主要关键词。“伦敦奥林匹克主体育场的建造过程很有趣,”琼斯说,“从某种角度看,北京奥运会为大型体育场树立了一个非常高的标准,而伦敦奥运会则改变了这种导向,找到了一种对未来更负责的场馆设计方法。”



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