体育场看台视线设计方法及优化初探.docx

总第 175 期vol175fujian architecture construction体育场看台视线设计方法及优化初探 王亮( 重庆大学建筑城规学院 重庆 400030)摘 要: 看台视线设计是体育场设计中的重要组成部分，本文通过对现代体育场看台视线设计的计算方法和数值变量进行分析，对已有方式的总结和优化，归纳总结出一定的设计方法和优化策略，并通过实例加以验证，望对以后的实践工作起到指导和帮助作用。关键词: 体育场设计; 视线分析; 通视; 变量数值中图分类号: tu245 2文献标识码: b文章编号: 1004 6135( 2013) 01 0033 03the exploration of the method and optimization in stadium grandstand view designwang liang( college of architecture and urban planning of chongqing university，chongqing 400030)abstract: grandstand view design is one of the most important part of stadium design. through the analysis of calculation method and numerical variable of sta- dium grandstand view design，summary and optimizate exesting way，induce the way of design and optimization strategy，use the example to verificate it. hope to get some effect of guidance and help in the future practice work.keywords: stadium design; line of sight analyze; visibility; variable valuee-mail: 519075030 qq com1综述近年来，我国体育事业得到长足发展，特别是 08 年奥运会之后，全国各地新建了许多体育设施和体育场，随着各种赛事水平的专业化，观众对观赛质量要求也越来越高，国家出台的关于体育场馆建设的规范文件也更加完善和具体， 体育场馆设计面临新的挑战。 体育场的设计具有很强的功能性，除了满足比赛场地的工艺设计要求，保证比赛赛事的正常进行外，对于使用人数最多 的看台部分进行合理和优化设计，是体育场设计的重点，看台设计中的视线设计则是其重中之重，视线设计决定了看台各层的高度和距离，决定了看台坡度的形状和大小，从而直接影响 着体育场的规模大小，使用功能和空间形式。图 1 体育场视线分析基本变量示意图的距离。视距的长短，决定着观看者的舒适程度。视距越近越 清晰，但在体育场的设计中，由于比赛多以足球和田径为主，场 地较大，过近的视距反而会使观看者头部来回摆动，不利于观 看，所以视距的选择还应根据具体比赛项目而定。视线升高差值( c) : 这个值是指前后排观众眼睛至视点 视线间的垂直距离。首排距视点的水平 距 离 ( x1 ) : 是指看台前沿至剖面视 点的水平距离，一般座位运动缓冲带和休息地。首排距视点的眼高 值 ( y1 ) : 是指首排观众保持坐立姿 势时眼睛距视点的垂直高度，首排高度主要保证观众不受在缓 冲带上行走的运动员的遮挡，大型体育场还应考虑下部活动座 椅的高度。2视线设计基本概述及主要数值变量的定义影响视线设计的因素主要包括: 视点的选 择，排 深，视 距，各排视线升高值，首排距视点的水平距离以及首排距视点的眼高值( 如图 1) 。视点的选择: 视点是指为保证观众的观看质量，在 视 线 设计时，根据不同竞赛项目和不同标准，保证观众看到比赛场 地的全部或绝大部分时所确定的场地设计平面位置。排深( d) : 排深是指观众席位排与排之间的距离。视距: 视距是指，由观众眼睛到比赛场地中被观察 物 体各变量数值的变化规律及对看台剖面的影响由于现代体育场趋于多功能复合型，体育场中并不只举办 单一赛事，各个赛事对场地大小高低的要求不同，视点的选择 也不同。一般而言，通常选择比赛场地较大的项目作为参 照。 例如在含有标准 400m 田径跑道中间设有 足球场地的体育场 中，视点通常选择在田径跑道的外道边缘线上，而不选在中间 足球场地的边线处。3作者简介: 王亮( 1985 10 ) ，男。收稿日期: 2012 11 152013 年 01 期 总第 175 期王 亮体育场看台视线设计方法及优化初探34 从上面的定义可知，当确定了视点后，影响看台座位 变 化的变量主要有 d，c，x1，y1，前 苏 联 工 程师鲍哥洛夫斯基和达 尼留克提出了视线设计的任意阶 计 算 法，在 c 值 和 d 值 一 定 的情况下，得出的各排升起高度形 成了连续的曲线 ( 通 视 曲 线) ，从中可以看出 各 个 变 量 之 间 的 关 系，以及对整体看台通 视曲线的影响:d: 排深越大，前后排观众的距离越大，活动空间越舒 适 灵 活，但在每排升起值不变的情况下，排深加大，视线受遮挡更严 重，按照我国的体育建筑设计规范一般将排深定为 750mm，800mm，850mm，主席台或嘉宾席可适当加宽。c: 良好的观看 c 值为 12cm 或更大，但在体育场设计中由 于整体观众的数量过多，c 值过大会使后排的座位升起过高， 导致后排观众使用不便，因此在体育场设计中很难满足 12cm 的要求。在我国的体育建筑设计规范中一般将 c 值取为 6cm。 视线遮挡在体育场设计中是无法避免的，这主要通过观众自行 调整坐姿来解 决。在 逐 排抬高的设计方式中，c 值 一 般 取 定 值，但在其他方法如折线法中 c 值并不是一成不变的。x1: 距离过大，视距过远，比赛场地周围空闲区域过大，不 利于观看氛围的营造，距离过近，导致通视曲线升起过快，后排 的高差不利于使用。y1: 首排眼高值过 小，会使看台下部使用空间层高过低， 浪费建筑面积，过大则又会使后排升起过陡，同样不利于使用。4 看台视线设计方法及优化4. 1 变量的确定从上可见，各个变量在设计中得取值都不是一成不 变 的， 根据实际场地，实际涉及的比赛项目，以及各个体育场的规模 要求，这些变量总是在一个范围内变化，它们相互制约，共同影 响整个通视曲线的变化。在优秀的体育场设计中，首要问题就 是正确合理的解决好四个变量的取值，不断调整，反复斟酌，视 情况而定。四个变量中由于 d 和 c 的变化范围较小，往往取定值，因 此变化最灵活的是 x1 和 y1，从视点出发，根据比赛缓冲区尺 寸要求合理选取首排的水平距离，留出场地周围的缓冲区域， 一般 3 5m 为宜，y1 的确定则需考虑看台下部空间的利用， 和替补运动员的视线遮挡，一般根据下部用房层高需要而定。4. 2 看台剖面分段设计和优化古罗马的剧院和斗兽场中的看台采用直线升起形式，不仅 使后排观众的视线遮挡严重，而且升起过高，行走和站立很不 方便。现代体育场设计通过作图法和计算法两种科学方法，确 定出需要的通视曲线，在此基础上逐一确定每排看台的高度。图 2 依次排列法示意图图 3 叠层排列法示意图体育场规模巨大，导致最后几排看台的视距过远，观众无法看 清比赛。因此针对大型体育场设计需要对看台剖面进行优化。 如图 3，将分段后的上层看台同下层看台重叠一小部分，形 成 悬挑结构，这样不仅拉近了上部看台与视点的距离，缩小了体 育场的规模，同时也使看台更加紧凑，观看氛围更好。需要 说 明的是，这样做会使上部看台的 x1 值变小，后排升起变陡，因 此需要对第一段看台的 x1 值和 y1 值进行合理调整。这种方法在现代的体育场设计中已得到普 及 和 应 用，如2008 年奥运会国家体育场的看台设计，就 是 利用叠层排列的 方法，将二，三层看台部分重叠，使致场地中心的最远视距仅有129. 90m，10 万人时也不 超 过 140m，很好的优化了视觉质量， 缩小了场地建设规模( 图 4) 。依次排列设计法:4. 2. 1现代体育场设计中除了规模很小的小型看台以外，大型体育场的看台纵向连续排数不超过 20 排，因此需要设置横向过 道，这样，我们在剖面设计中，利用横向过道将通视曲线打断， 将完整的看台分 为 若 干 层，再通过每层的单独出入口进出看 台，上层看台的观众也可通过纵向过道到达下层看台，以保证 每个座位的可达性和疏散安全( 如图 2) 。4. 2. 2 叠层排列设计法在大型体育场中，由于看台数较多，依次排列法会使 整 个图 4 国家体育场看台剖面图2013 年 01 期 总第 175 期王 亮体育场看台视线设计方法及优化初探35 4. 3 通视曲线的设计和优化折线 优 化: 通视曲线在精确计算结果下，由 于 c 值 为 定 值，因此每排的升高高度不同，且多为零数，在实际施工中很难 实现。因此实际工程中的通常做法是将通视曲线以折线代替， 以 4 6 排为一组，这样会使 c 值有所变化，但由于变化不大， 通常被忽略，这样的好处是方 便 施 工，且更易计算和绘制 ( 如 图 5，以下均以两层看台为例) 。在此，我们在图中的曲线上选 取 2 个点 a 和 b，作直线，直线满足的条件是: 既与虚线 ab，bc 平行，也与曲线相切，如图 6。可以看出，曲线 aa 段和 bb 段比 优化虚线 ab 和 bc 陡，也就是说经过优化的折线并 不 是 每 排 座位都能满足固定的 c 值，因此为满足视线的通畅，我们需要 再次进行优化。图 7 切线法示意图求，则可增加 y1，方便前排观众的观看和下部空间的使用。例如，在笔者参与的重庆梁平县体育场的看台设计 中，以 东看台为例，由于体育场规模不大，我们将看台分 2 层，采用上 述的依次排列法，视点选取为东侧直线跑道的终点外边线处， 首先计算出标准通视曲线，再对通视曲线进行折线法和切线法 的优化。得到的折线 段 满足最后一排的 c 值 要 求，但 经 过 第 二次优化后的折线段中，每排抬升高度虽为定值，且每排均满 足 c 值要求，但抬升数值并不为整数，造成施工困难。之后，在绘制看台剖面图时，根据所得折线，将抬升高度取 整数值，且折线尽量靠近第二次优化的折线，第一层的抬升高 度取为 350mm，第 二 层 前 6 排 抬 升 高 度 取 为 350mm，后 面 取400mm，由于最终折线并不是第二次优化的折线，而 是 将 数 值 取整后的折线，因此需要对最终折线进行验算，经过验算后的 最终 c 值在 161mm 到 80mm 之间。既保证了视线的 通 畅，也 方便施工( 图 8) 。图 5 折线法示意图图 8 梁平体育场东看台视线分析图图 6 折现法中的不利段示意图提高 c 值大小: 通 过 改 变 通 视 曲 线，适 当 增 大 c 值，得 出更陡的通视曲线，通过优化过的曲线进行分段折线处理，再 次优化的折线看台便可保证每层看台的视线通畅。这样，看台 座位在可控制范围内变得更陡，优化后的看台每排视距更近，更利于观看，需要注意的是在对看台总高度有特殊要求的项目中，和视角过大的情况下，需要对 x1 和 y1 做进一步调整。切线法: 如图 7，取 2 条曲线 ab 和 bc 段最陡处 a 点和b 点，分别作曲线的切线( 实际工程中由于看台不是平滑曲线， 因此这条线可以看做是最后一排看台视高点和前一排视高点的连线，稍缓于所作 切 线) ，从 图 7 中可以看到两端切线比曲 线段陡，以所作切线作为看台新的倾斜折线，只需 a点和 b 点的前后排满足 c 值 要 求，其 他 座 位 的 c 值 均 满 足 条 件。这种做法会使 y1 变小，由于 bc看台部分的视线有富余，可进一步优化，对 bc的坡度做适当调整，使 b点 满 足 c 值 要5小结综上所述，体育场的看台视线设计并不是建筑师的一厢情 愿，也不是通过某个公式就能直接一次性确定的，它需要协调 各种因素的作用。比赛项目，场地大小，建筑