中新天津生态城南部片区健身中心

中新天津生态城健身中心项目，位于生态城北部片区，总建筑面积7800平方米，地上两层，地下一层，含三个标准网球场地，三片羽毛球场地、健身馆、乒乓球馆和台球馆。

 
结合项目的地域特征和功能要求，明确了“低能耗体育健身建筑”这一设计目标，为了实现这一目标，整个设计过程围绕“绿色创意”以及“体现创意宗旨的精细化技术设计”两方面进行。

绿色创意篇
健身中心从绿色角度出发设计，将绿色原理和技术应用到从构思、方案生成、技术实施
的全过程中。
1、设计方法：问题导向   技术集成
一方面以问题导向为思考方法，提出针对体育健身建筑的绿色建筑特点和问题，并针对核心问题提出节约能源与资源的解决方案；另一方面通过指向问题的技术集成应用，将各项适宜技术整合使用，达到最优的绿色建筑效果。
   本项目绿色建筑提取的核心问题是“大空间多运营模式体育建筑的节能”以及“标准化结构体系的快速建构”。
由此得出节能与节材的核心策略：

 
根据问题导向，提出健身中心的技术集成框架：

 
2、形体创意：简单体型  形体变化
形体节能是健身中心外形设计的出发点，在简单体量的基础上追求形体变化。首先采用节能的简单形体，体形系数仅为0.13；通过形体生成的变化（通过对公共空间的扭转操作，生成直纹旋转曲面）传达体育建筑飘逸、动感的形态。
直纹曲面形体一方面在南侧和东侧形成自遮阳，另一方面流线型的造型有利于导风，优化室外风环境。

形体高度的生成逻辑中将健身区和羽毛球场设置于地下，充分利用地下空间，一方面降低建筑高度，形成适宜的城市建筑尺度，同时减少对北侧住宅的日照影响。

3、内部空间造型：异形曲面空间
健身中心在南侧和东侧的大厅及休息厅借助直纹曲面形成了丰富的室内公共空间，白色的结构构件形成变幻的韵律，通过错落的窗形成变化多端的光影效果。异形的曲面空间还起到优化自然通风和促进热压通风的效果。入口大厅与共享中庭贯通流动，网球场休息平台也延伸到东侧的共享中庭之中，可体会变幻的曲面韵律空间之美。健身场地空间完整简洁，不设吊顶，暴露结构构件，体现了运动空间的大气与结构美。健身场地的配套卫生空间通过精细化的功能分割，形成更衣、卫浴等专属空间。
    位于二层的网球场上方屋顶加入了带型天窗的设计元素，以增加网球场室内的自然采光
照度，从而减少人工照明，达到节能的目的。天窗的尺寸，数量和位置都是通过计算机模拟室内采光照度最终确定的。 

 
4、功能整合：便利性  简洁性  节能性
建筑的平面功能综合考虑了使用的便利性、空间的简洁性以及布局的节能性。地下层为羽毛球、健身区及设备用房；首层为入口大厅、羽毛球、乒乓球和台球等体育功能；二层为完整的网球场。
结合使用功能和节能原理，将公共活动空间以及主要空间布置在平面的东南侧，将设备、交通核、卫生间等辅助空间布置在建筑北侧。
公共空间结合曲面幕墙体系，采用天窗自然采光，并结合共享空间形态自然通风。网球场采用聚碳酸酯天窗自然采光，即无眩光，又具有极佳的保温性能。

功能分析图： 

 
5、立面设计：整体性  标志性
健身中心的建筑造型从城市设计角度出发，与周边的建筑相呼应，采用现代主义建筑风格，追求建筑的整体性与标志性，通过简单体量的变换操作，生成直纹曲面扭转的生动造型，体现体育建筑的动感与飘逸。
建筑造型结合钢结构体系的特点，通过结构、构件的标准化，达到了节材和快速建构的目标。同时，通过标准化构件的旋转操作，生成了独特的体量，达到了数字时代参数化设计的“标准化定制”模式（即运用标准化的构件以参数化的操作方式产生非标准化的定制形体）。
建筑表皮材质选择铜铝复合板幕墙体系，以铜表面高雅的金属黄色一方面体现出独特的金属质感，另一方面与世茂生态展馆的金色表皮相呼应。 

6、气候的分析及利用：综合考虑  均衡体量
建筑布局及形体综合考虑了天津的寒冷气候特点，结合太阳辐射、风、温湿度等进行综合分析，得出均衡的造型体量。

中庭热压通风

 技术特色篇
1、建筑专业
设计难点主要集中在二层的网球馆部分的消防设计：由于网球馆要求的面积大、空间高、用地的局促以及特殊的外立面效果等等因素，使得网球馆在分区面积和疏散距离方面均不能满足《建筑设计防火规范》中的规定（见图1）。

为解决上述问题，根据项目体育建筑的特殊性，按照《建筑设计防火规范》以及《体育建筑设计规范》中体育馆其防火分区最大允许建筑面积可适当放宽的相关要求，经与生态城消防部门多次沟通，最终得出解决办法：在分区面积上书面提出放宽申请；在疏散问题上，增设开向休息区的防火门，作为第四疏散口（此疏散口至室外出口的最近直线距离为16m），使得网球馆最远一点距安全出口的距离为30.5米（见图2），在此基础上同样书面提出放宽申请；将申请提请消防规范编制组给予认定。
最终实现了网球馆完整的使用功能，最小程度减小了对外扭转造型室内空间效果影响，且经济合理，较好的解决了消防设计难点。
此项措施也为我们在今后的工作中遇到类似体现特殊功能不能满足现行规范的情况下，如何在理性、客观、全面进行分析、评估的基础上与客户、消防部门沟通和探讨最终寻找出解决方案，提供了实践经验。
 

2、结构专业
① 结构形式：主体结构为钢框架，屋顶为钢管平面桁架，外扭转部分为钢骨架。
 
② 主要难点：外扭转的最上方采用人字撑悬挑，最大悬挑部位9米多，悬挑端与桁架连接，悬挑末端接下面的钢骨架，钢骨架采用H型钢。 

③ 其他特点：
◇ 由于桁架与柱为刚性连接，并且桁架及其支撑系统承受外扭转骨架悬挑所产生弯矩使屋顶桁架与普通桁架设计存在很大的差别，为此支撑采用不常见的人字撑。
 

◇ 钢框架上的楼板采用钢筋桁架楼承板，此板的钢承板为平板，有利于建筑效果。

3、给排水专业
经多方面的方案比较和精细计算后，突出了以下几方面专业亮点：
① 室外消防水源问题的解决：健身中心由于地理位置限制，室外市政水源为单水源，使室外消防设计面临较大困难。经过反复讨论和现场踏勘，结合项目的具体情况，建议客户协调市政部门增设市政消火栓，利用市政消火栓满足室外消防用水量，在解决室外消防问题的同时，由于不再需要室外设置消防环网也为客户节省了投资。
② 用水量的精细计算：自设计伊始就着手对该建筑的用水量进行计算，为了真正能够切实可行地做到节水控制，我们各项计算取值均采用了《民用建筑节水设计标准》的取值，特别是对道路冲洗、室外绿化进行了细致考虑，对于道路冲洗采用了0.35L/㎡.次,与以往选用的2~3L/㎡.d有较大不同，在绿化上采用冷季型草坪的浇灌次数和水量，20L/㎡.次和全年浇洒14次；这两项变化对非传统水源利用率有着较大影响；经过综合计算在满足各项用水的需求下，本项目的非传统水源利用率达到34.4%，满足绿建指标的要求；
         
③ 高大空间的消防设施的设置研究：因为本项目为体育建筑，多处为功能性大空间，防火分区面积超过规范要求，需要增设喷淋系统；在增设喷淋系统的过程中，羽毛球馆的高大净空，成为设计的一个难点，如果按照结构专业的梁格布置喷淋，喷淋水量将突破100L/S，这样消防水池将增大近40%，所经过反复讨论和与结构专业协调，取消部分次梁和最大限度降低次梁高度的方式，使喷淋系统的水量将为66L/S，为客户节省了可观的投入，同时也为地下使用空间节约了近70㎡的面积，有效的提高了建筑面积的利用率。

④ 对太阳能热水系统进行适用性研究：通过对实际运行经验的调研，太阳能热水系统中的电辅助加热系统成为能耗的一个主要来源，本项目开始就着眼降低此项能耗，为了能够有效的降低辅助能源的能耗，在制定太阳能热水方案时，收集了天津市多年气象资料，同时经过了多次方案比较最终确定利用空气源热泵作为辅助能源，经过核算空气源热泵全年综合能效比大于2，有效的降低了辅助能源的用量，为了进一步降低辅助能源的能耗，将热水储水箱根据温度，分为储热水箱和供热水箱，使辅助能源只为供热水进行辅助加热，保证用户用水的同时，使辅助能源的用量更进一步的降低，同时考虑可能出现连续阴天的不利因素，在屋面条件允许的情况下我们考虑适当增加太阳能集热板的面积，再一步的降低辅助能源用量，从而为实现建筑目标能耗值，提供了有力的措施。
 

4、暖通专业：设计亮点主要体现在空调系统设计所达到的节能、环保与舒适度方面。
① 采用了高效模块式地源热泵作为空调系统的冷热源。该系统充分利用可再生能源（地热能）为建筑供热，且模块式机组能够通过自动控制开启压缩机台数使得机组的输出与建筑的需要相匹配，避免出现大马拉小车的现象发生。
 
 
② 分区域设置空调系统，保证空调系统能够分室开启及调节。

③ 地下健身区及办公区域采用风机盘管+新风系统，对排风进行热回收，能够节省65%新风冷热负荷，过渡季节旁通掉内部换热器，采用室外风对室内进行冷却。网球馆、羽毛球馆采用全空气系统在过渡季节采用全新风方式运行，减少制冷机组的开启时间，从而达到节能的效果。
 
④ 网球馆、羽毛球馆采用下送风的空调形式，只保证人员活动区域的室内温度。上部区域不做制冷和加热，从而节约了空调能耗。

5、电气专业：设计主要在精细化上下了功夫。
超前期配合方案、针对功能设计、绿建设计、规划报批等步骤提前确定了大量的设备方案及技术细节；针对体育建筑的特点，抛弃了以往照明设计方式，精确计算了场馆的照明照度，均匀度，眩光值，形成了各个场地的照度计算书和眩光报告。给出了具体的各场景控制的模式控制表等，以便业主运行时参考。

  
另一方面是一次性解决装饰设计问题。配合精装修出图、有效的控制施工进度、降低管线的重复施工范围。
再者就是供配电系统安全可靠，通过整体建模方式计算了全部干线的短路电流计算和主要末端的短路灵敏度校验，逐个箱体进行检验，人身安全防护达到了先进水平。