白玉兰绽放上海旗忠网球馆二

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近百年来，全世界上已建成无数座开合式屋盖的建筑，大部分是近30年来建设的体育建筑，开合屋盖体育场馆可使运动竞赛随时举行，无论晴天雨天，不管白天黑夜……

1.幕墙屋盖返祖现象开合屋盖和玻璃幕墙一样，它们打破了传统建筑室内外空间的界限，使建筑空间回归大自然，虽然这只是建筑形态或外观发生的变化，其实它是建筑思潮的一种返祖现象，与生物的返祖现象无异。建筑屋顶可以在短时间内实现打开或者关闭，从而实现建筑物在室外环境和室内环境之间进行转换，是一种动态建筑。这就适应了体育场馆的多功能发展，提高使用效率，大大方便了场馆的经营管理。建筑大师马国馨院士把开合屋盖建筑称之为“第三代体育建筑”，是通过对其优质高效的赞美，从而推动我国建筑行业的优质发展。

2.开合屋顶世界建造

屋盖的开合方式有多种，但基本上可以分为水平移动、空间移动、绕枢轴转动和折叠移动等开合方式。老罗带大家看几个类似的开合屋顶建筑。1.日本喜凯亚“海洋巨蛋”长米，宽米，是拥有水平滑移开合式屋顶的全天候型泳游池；是吉尼斯认可的“世界最大的室内水上乐园”，其屋顶是世界最大的可伸缩屋顶。平面水平滑移的开合方式。

2.亚特兰大市梅赛德斯奔驰体育场是一个多功能体育场，采用了轨道中轴式旋转的开合方式，它是美国国家橄榄球联盟（NFL）亚特兰大猎鹰队和美国职业足球大联盟（MLS）亚特兰大联队足球俱乐部的主场。

3.日本仙台室内体育馆的开合式屋盖，采用了多片活动屋盖围绕中央竖向轴转动的单轴式旋转体系，表面覆盖材料使用的是PTFE张拉膜材料。

4.新加坡体育中心是一个横跨米的超大穹顶，活动屋盖的面积超过20,㎡，采用空间曲面滑移的开合方式，整体开合需25分钟；

屋面铺满植被，置入智能环保装置，座椅部分还可以收缩；它是世界上唯一能够在同一个场地内举办英式橄榄球、板球、足球、田径运动、音乐会和演唱会等多种活动的体育场馆。

5.日本福冈体育馆穹顶是由三个网架钢结构移动屋盖单元构成；刚性开合指受力结构为桁架、旋转-开合——轨道中轴式旋转。屋面材料为膜材料、金属板及其他轻质材料，通过各单元之间的移动或转动实现屋面的开合。6.日本大分体育公园综合竞技场采用了极其简单的球状几何图形设计，移动屋顶分为两部分，靠钢索拖拉轮车，沿着桁架内建的轨道，让活动部分的球面拖动到另一个球面上，打开或关闭屋顶。

7.南通会展中心体育场与日本大分体育公园综合竞技场一样，都是采用曲面滑移刚性开合方式，由两片活动屋盖沿曲面移动，实现场馆屋盖的开合。

8.华沙国家体育馆屋面为钢索支撑结构，柔性折叠型开合屋盖，使用发散牵引张拉式开合方法，屋面覆盖材料为PTFE张拉膜。

9.日本爱知县丰田体育场日本爱知县丰田体育场，通过钢索牵引，膜结构屋面可以像手风琴一样实现开合。

10.鄂尔多斯东胜体育中心活动屋盖由两个大单元板块组成，在中间直线相交，沿固定屋盖圆弧面上平行轨道的曲面进行移动，实现场馆的开合。

年北京奥运会主体育场设计竞赛中，也有多个开合屋面设计方案，这些方案虽然并不被采用，但新奇的屋顶设计引起人们的无限遐想。举例几个看看。

B02方案：屋盖由透明的充气垫构成，位于中央的顶部天窗可以大角度完全开启，花朵造型的开启屋面直径可达米，设计个性非常独特。

B03方案：屋顶是一系列自由轻巧的花瓣结构所构成，它可以根据各种不同的情况自由开合来满足不同需要，半透明的材料使得遮阳和自然采光兼而有之，并能使屋顶随时敞开实现自然通风。

B06方案：椭圆形运动场上是矩形的屋顶，方形和圆形组合生动的体现了北京传统建筑布局中的圆方理念；屋面采用风琴式机械开合方式，简单便捷。

B08方案：体育场在大屋面的中央设置两个半月型的玻璃顶面，同时相对旋转，平行滑动，完成大屋面的开合。

A2方案：是一个张拉膜的屋面构造，屋顶活动开合部分设计成一个充气结构，利用空气动力学原理，使之成为"浮空上升飞艇"，20万立方的氦气囊为中央上升的飞艇提供足够的升力。

总之，建筑师们都是脑洞大开的，他们会充分发挥想象力，无论成功与否，都在为奥运作出贡献，也为我们今后的建筑构思积累了宝贵的财富。

3.玉兰花开动态场馆

上海旗忠森林网球馆的屋面设计，显著地使用了上海市花的形态构思，有浓重的地域文化味道，8片白玉兰外形的金属花瓣像照相机快门一样旋转开启；每片屋盖结构和装置重达吨，投影面积相当于4个篮球场大。

如此复杂的建筑作品，必须有建筑师、结构、帷幕工程师精诚合作，才会有好的结果。

由于仙田满大师提早告诉了我他的设计，我便有了思想和技术上的准备，又有霍高文的首席代表王宏先生在材料技术上的强烈支持，我们的工作很容易开展下去。开合屋顶是一种在短时间内部分或全部屋顶可以移动或开合的建筑形式；建筑物在屋顶开启、关闭和部分开闭等状态下都可以使用，是一种动态建筑。屋面的开启机构原理简单巧妙，运动模式好似照相机的快门开合，屋顶开启方式也是世界首创的，约7分半钟完全开启或关闭；屋面的投影的形态，由若干条相互关联的几何曲线构成，覆盖了整个内场而又互不干涉；开启时以各自的圆心作离心运动，屋顶就像花瓣在开放。

4.构造简单工艺复杂

支持网球馆的主体多个系统部分组成的，它们分别是混凝土主体结构；直径m，24m宽；7m高的W形大直径钢管空间环梁；固定转轴及旋转轨道；8片每片重约t的钢结构屋盖，单片钢屋盖径长度达72m，宽48m，向圆心悬挑61.5m；3根布置于屋顶钢结构叶片上和3根对应固定在钢环梁的轨道；还有一个屋顶中央封闭装置和8个边缘的大水箱及其排水系统。

首先阐述一下几种构造的关系：

1.钢结构空间环梁及其金属叶片的关系：

直径m，24m宽；7m高的W形大直径钢管焊接而成的空间环梁，然后在环梁上每个叶片相对应的位置设置一个固定转轴及三条旋转轨道；

8片钢结构及其屋面金属防水系统屋盖，每片重约t，单片半径达72m，宽48m，切边向圆心悬挑61.5m；

每个叶片3根分别布置于叶片上的与钢环梁一致的轨道。

2.钢结构空间环梁、主轴、导轨水箱的关系：3.屋顶中央封闭装置与叶片的关系：4.叶片周边碰撞处的封堵与导水排水的关系：

多曲线多面异形叶片的碰合、连接、防排水，超重形态构造的同步向心运动；理想的防水保温屋面系统又必须尽量配合减重的要求；屋面板的异型排版和用材等等……

合同签订后，这些一切的一切，无论是对技术和金钱的投入，还是信念坚持，责任的担当，都是良心的拷问，其过程痛苦并快乐着。

下期预告：技术细节首度公开，超难屋盖轻松完成！

罗小乙

走过路过不要错过～