上世纪50年代北京的西北郊曾有一个“满井村”,因北京科技大学南门一口四季满而不溢的井得名。巧合的是,北京科技大学的平面设计图也是一个“井”字形,按功能分区为9个区域,一条代表着校园“文脉”的中轴线横贯东西。如今,“满井”已干涸,但井字结构却完整地保留了下来。一座奥运会场馆坐落在中央区域,也是校园的中轴线上,“文脉”得以延伸。
钢铁情怀
由校园西门进入,经过主楼、图书馆、体育场就可以看到一座由锈红色的亚光金属面板包裹着的奥运场馆。
“选择这种颜色是出于我们对钢铁的一种感情。”设计者坦言将绿色改为锈红色的初衷。馆外到馆内处处展现着挺直的线条,这是属于北京科技大学的建筑风格,用学校后勤基建处金仁东处长的话说就是:“既体现老钢铁学院的厚重感,又彰显北京科技大学的严谨。”
2008年北京奥运会时,这里将举行柔道、跆拳道比赛,在残奥会时将承担轮椅篮球和轮椅橄榄球的比赛。
148个光导管
体育馆顶部的中心是一块面积很大的菱形区域,里面规则排列着众多白色“球体”,由外至内逐渐变大。这些被称为“采光罩”的球体里,藏着多达148个530mm口径的光导管。工程师栗铁介绍说:“体育馆的钢屋架是网架结构,杆件较多,如果用开天窗的方法采集自然光,会受到杆件遮挡。而使用光导管,就可以很好地解决这个问题。”
光导管的管壁内涂有折射率最高为99.7%的材料,当阳光透过采光罩进入光导管,就会在管壁内产生多次折射,进入室内。光导管穿过钢屋架,连接到室内的漫射器。这种漫射器的外形,与我们家用的圆形灯罩相似,它可保证阳光均匀地射向室内,看上去明亮而不刺眼。
由于奥运会比赛的电视转播照明要求使用人工光源,所以奥运会后才是光导管大显身手的时候。白天,它采集光源照亮室内,晚上则可以将室内的灯光通过屋顶的采光罩传出,起到美化夜景的效果。
“四面找坡”增厚度
“用四面找坡的方法来解决体育场大跨度钢结构普遍存在的设计问题。”栗铁的这句话乍听之下让人很迷糊。
大跨度会带来怎样的问题?这就好比在两块砖之间架一块木板,要么将砖块间的距离减小,要么增大木板厚度,否则一旦重物压下,木板就容易断裂。钢结构就像木板,而跨度则像是两块砖之间的距离。钢结构越厚,承载力越大,才能更适应大跨度带来的问题。但是,体育馆檐口的最大高度是根据校园整体规划确定好的,而室内的比赛场地对净空又有要求(也就是说在室内一定的高度范围内是不允许有任何东西的)。这就将钢网架的“活动”区域限制在了一个比较小的范围内。于是,一种叫“四面找坡”的技术被运用于屋面钢结构的设计。将屋面做成一个四面坡状的钢结构,这就使钢网架变大变厚,大大提高了结构的承载力和刚度,减少了钢材用量。同时也巧妙地满足了屋面对雨水有组织排放的设计要求。