摘要：以当代体育建筑的形态特征为主要研究对象，对不同类型体育建筑的形态表现途径进行了探讨。首先以体育建筑的基本功能和结构体系为研究基础，分析其形态表现的生成逻辑及创造条件；然后根据大量实证分析，将其形态表现方式归结为几何生成、环境融合、肌理展现等多种途径，从而为当代体育建筑包涵力与美的形态特征进行了类型梳理；最后总结出体育建筑表现途径应遵循理性逻辑和感性创意相互结合的研究结论。所得结论可以为不同类型的体育建筑形态塑造提供理论指导及设计依据。
关键词：体育建筑形态；几何生成；环境融合；肌理展现
中图分类号：TU245文献标志码：A
Abstract： Taking the form features of sports architecture as a main research object， the performance way of different types of sports architecture form was explored. Firstly， based on the basic function and structure system of sports architecture， the generation logic and created conditions of form performance were analyzed. Then， according to a large number of empirical analysis， the performance ways were summarized to different approaches， such as geometric generation， environment fusion， texture show. Finally， it was summed that the performance ways of sports architecture should combine with the rational logic and perceptual ideas. The conclusion can provide theoretical guide and design basis for the different types of sports architecture form.
Key words： sports architecture form； geometric generation； environment fusion； texture show
0引言
体育建筑的体量巨大，形象鲜明，它们以宽广的空间在承载着人类各项运动的同时，也表现出令人印象深刻的形态特征。随着世界大型体育赛事的不断举行，某一国家或地区会建造为其配套的大量体育建筑，这些高等级、大规模的体育场馆不仅展现出一个国家成熟的工程技术，而且往往以引人瞩目的外观成为当地的巨大图景和象征地标。另一方面，人们生活质量的提高也促使各类体育运动在民间得到了越来越广泛的普及与开展，这也成为当代体育建筑的种类及其表现形式更为丰富的重要缘由。同时，许多体育建筑设计也屈从于强大的形象要求或长官意志，陷入了只重其表而形态与结构、空间相脱节甚至背离的创作误区之中。本文通过对当代体育建筑的形态表现途径进行分析，以期促使体育建筑丰富的创作理念更加遵循理性的建构逻辑，能够以适宜的创造途径为今后体育建筑的形态设计达到技术与艺术相结合的塑造目标提供参考。
1创造条件
决定体育建筑形态塑造及创新的动因主要有结构技术、功能空间、审美意象、地域环境等多方面的因素[1]，结合当代的设计方法，其创作条件可以归纳为3个主要方面：
（1）大跨技术的进步。建筑师熟练于以结构技术为理性基础的造型创作方式，使得基于这些基本几何原形所塑造出的体育建筑，无论规模和等级大小，其外部形态都趋于简洁且规整（图1）。随着大跨结构技术的进步及结构材料性能的提高，不仅体育建筑所容纳的大跨空间更为宽广，其相应的外部形态也展现出更多令世人惊奇的姿态和身影。
（2）审美意向的拓展。建筑审美观念的拓展也在改变着体育建筑的“身形”和“容颜”，多元化的时代背景为体育建筑设计带来了更为广泛的立意基础和创造依据，且多样、新颖的外观也为人们传达出更为清晰的设计意图和塑造意图，其构筑形态所承载的寓意与内涵也越发丰富。
（3）数字化设计的运用。数字化设计与建造为当代体育建筑的形态创作建立了更为有效的条件，RHINO和GRASSHOPPER等数字软件及建筑信息模型（BIM）具有强大的建模及计算能力，为体育建筑表现出自由动感或生态有机的外部形态[1]。如建筑大师哈迪德所设计的伦敦奥运会游泳馆、2020年东京奥运会主体育场、2022年卡塔尔世界杯主体育场等都以参数化设计方法表现出超现实主义的非线性形态，其造型风格也代表着未来体育形态塑造的一种趋势（图2）。
2表现途径
随着建筑理念与实践的多元化发展，当代体育建筑形态的表现途径也越发丰富。从整体发展趋势来看，体育建筑的形态塑造依旧会遵循其结构体系的理性逻辑，但会结合自身更为具体的创造条件与背景，表达出有据可循且又充满个性的形态特征。体育建筑形态的塑造与表现依旧应服从于功能空间的本质需求和结构体系的理性逻辑[2]。虽然一部分体育场馆充满着动感个性的外形，其不规则的形态却造成了功能制约，如伦敦奥运会游泳馆的外观虽然极具视觉效应，但在举行跳水比赛时却出现了其下凹屋面使部分观众视线受阻的尴尬局面。因此，体育建筑的外观形态必须应与其功能空间相匹配，这就促使设计者更为重视造型逻辑与形态韵律的生成关系，从而在大量体育建筑上体现出以基本几何原型的拓扑生成和形变来塑造整体外观。体育建筑的形态设计更为注重与整体环境的融合，并逐渐重视其围护表层上的细节设计，使其形态同时富有宏观整体和微观细节之美。总体而言，当代体育建筑在遵循功能要求与结构体系的理性基础上，塑造逻辑从几何原型的拓扑生成、地形环境的完整契合、表皮材料的肌理展现这几方面着手，综合创造出丰富多彩的体育建筑外观及空间形态。 2.1几何原型的拓扑生成
在体育建筑创作中，结构技术既是获得理想形态的技术保证，也是几何形态表现的主要决定要素。托罗哈说：“结构设计与科学技术有密切的关系，然而却在很大程度上涉及到艺术，关系到人们的感受、情绪、适应性以及对适宜结构造型的欣赏。”[3]从结构形态的受力体系与几何形式的相关联属性出发，可以说是建筑师在体育建筑创作中的首要途径。设计者必须深入理解体育建筑的结构受力方式，从而灵活运用结构元素的几何特征，把握结构功能与形象的统一。由结构选型所塑造出的围合平面分为2种类型：直线围合平面及曲线围合平面。直线围合平面的结构受力形式较为直接，无论是钢架、桁架、平面网架这类刚性结构，还是张拉膜、悬索等柔性结构，都可以根据体育建筑的功能要求生成简洁明了的围合式外观。曲线围合平面的结构选型稍显复杂，但可以更好地结合体育建筑的功能布置，并且创造出更富曲线美感的体育建筑形态（图3）。
体育建筑大跨屋面下的最主要功能空间承载着各类运动，其比赛场地和观众坐席在很大程度上对其外部形态有较为严格的限定，长方形、多边形、圆形、椭圆形等二维形状所产生的规则三维形态能够很好地满足比赛场地和观众坐席的面积及视线要求。因而，体育建筑的形态应忠实于完整的功能空间，同样也依附于最基本的结构选型之上。体育建筑创作过程应首先满足结构选型与功能平面的要求，自然地生成符合结构受力的围合平面，再通过这些几何原型符合逻辑地生成空间形态。那些充满视觉冲击感的异形形体归根溯源都是基于一些几何原型的变化而来，这些新颖的建筑形态具有极为强烈的视觉冲击和信息传达，同时也成为审美思潮中改造自然力量的象征和人工雕琢痕迹的技术展现。
为了表现出当代体育建筑的动态形态，设计者往往利用强大的结构技术进行部分空间的巨大悬挑设计，并利用金属板材、新型GRC纤维混凝土、合成高强塑料等表皮材料的曲面塑型特性进行了整体非线性的形态创作，为体育建筑雕塑出新的形态美感。相对于过于追求异形形体的设计理念，绝大部分体育建筑还是需要人们以更为理智和科学的态度去构筑。体育建筑最为重要的还是作为其“内核”的功能空间，应该避免以高昂的成本和材料浪费为代价建造华而不实的“外壳”。因此，设计者可以深入挖掘和利用简单基本几何形态的拓扑与变形，使得体育建筑的形态新颖并富有生成逻辑。令人欣慰的是，从许多体育建筑设计方案及建成实例来看，设计者能够充分挖掘几何原型的形变潜力，将符合使用功能的矩形、椭圆等基本几何形状通过局部的有规律变化，衍生出了形式多样的形态。具体而言，设计者对原有的基本形体运用了推拉、分解、扩展、延伸等不同的造型方法，进行体育建筑外部形态的多样性塑造。在这种从基本几何形状到三维形态的转换中，一些体育场馆建筑往往在符合功能需求的立方体上进行边角切割或板面结合，达到整体雕塑或连续界面的外部形态，而体育场馆建筑主要利用其大跨屋面在高度和平面上的尺度变化，进行基本几何形体的局部推拉，或者打破传统体育建筑中顶棚与墙体之间的界限，以一体化的设计概念使屋面、墙面至看台都成为整合的塑形元素，创造出丰富多样的外部形态。图4为由基本几何原型拓扑和变化生成的体育建筑形态。
2.2地域环境的完整融合
人们对“建筑几何”进行多样性的形变使得体育建筑的外部形态逐渐丰富，但这种生成途径也使得体育建筑形似一个不断等候而被修刻的雕塑作品，有时会割裂与自身环境的关系。因此，从另一个角度来看，体育建筑也可以谦虚的态度去主动适应其自身环境，使得体育建筑的形态因环境而“自发而成”。体育建筑所处的地域环境因素主要可分为地方气候与地形条件，设计者结合地方气候中日照、风向、降水等特征，能够为体育建筑的形态塑造确立围护体系的虚实界面、材料选用以及开窗形式等方面的综合设计，对气候的呼应也紧密关联着今后体育建筑可持续节能的发展趋势。地形条件包括了山地、丘陵、高原、平原、盆地等不同的基地环境以及具体的场地设计条件，因地制宜依旧是体育建筑所遵循的建造法则[4]。目前人们也开始反思体育建筑以往过于封闭和庞大的身躯所带来的耗能严重、维护困难等种种弊端，转而让体育建筑以谦虚低调的身形和姿态来适应原有的气候与地形，避免在土地中“扎入”巨大的建筑机器。在这种设计理念的指导下，体育建筑对地形条件的适宜改造或充分融合也成为体育建筑形态塑造的主要途径之一。
首先，体育建筑承载着运动的激情与活力，又聚集了大量的人群，在比赛中运动员和观众出汗是难免的，这时如果能够有自然的空气流通是最为舒适的。当代体育建筑往往为了形态要求将大跨屋面与墙体进行形态上的整合设计，但如果设计者一味为了塑造令人瞩目的形态外观，而采用了不能适应地域气候的材料，使得体育建筑的内部空间过于封闭，在闷热的气候环境下成为令人们谈及色变的蒸笼，这就明显违背了对地域环境的融合。如著名的德国BMP事务所在深圳设计的2座体育场――龙岗“水晶”体育场和宝安“竹林”体育场（图5），虽然它们的建筑轮廓都呈近似椭圆形，但两者由不同材料所构成的外部形态却截然不同。龙岗“水晶”体育场虽然运用了聚碳酸酯板塑造出了晶莹通透的“水晶”形态，但在南方夏季酷热的气候下，这些板材所构筑的封闭外壳使得体育场内的外部通风极为不利。宝安体育场的“竹林”形式不仅让人联想到南方的植被特征，也利用自然的形态与合适的尺度很好地呼应了南方地区建筑对自然通风的要求，得到了人们更为良好的使用反馈。
再者，虽然平坦规则的场地成为体育建筑的首选，但在城市用地逐渐紧张的情况下，也有很多体育建筑依据自身场地的特殊性，创造出了独有的形体特征。如由法瑞尔设计的肯尼迪游泳中心位于香港寸土寸金的狭窄地形之中，设计者将这个项目的功能整合到香港西岛轨道枢纽的项目规划与设计之中，将土地利用发挥到了极致，其形态完全契合于地形的边界之中，在拥挤的城市空间中创造出了一个独具识别性的建筑形态（图6）。
与场地形状的契合也不仅仅表现在平面轮廓的层面，一些位于优美自然环境中的综合型体育设施与地形条件的融合更为具体，设计者往往根据体育建筑所处范围内的坡度、地势、植被的具体情况以及山体、水体等自然风貌，进行景观与体育建筑充分融合的形态设计。设计者可以对原有场地与环境进行三维维度上的挖掘与利用，结合地下空间、覆土坡地、屋顶绿化等多种设计方式将体育建筑塑造为“地景建筑”[5]，这类形态的表现途径更注重表达尊重自然环境或城市肌理的生成过程，更加细致地考虑体育建筑在其场地中共同塑造整体环境的本质要求。如克罗地亚Zamet运动中心的整体形态完全突破了体育建筑固有的集中式构图，其生成逻辑的出发点就在于设计者希望与原有的城市环境与场所建立联系，首先考虑将这座运动中心作为城市中一个可以自由穿越的公共空间，再根据其功能设置使得建筑形态从原有基地中“自在生成”。这样的设计不仅使克罗地亚Zamet运动中心具有独特的外观形态，其结合地形与穿行功能的生成方式也为城市提供了更多的公共空间与交流场所，如图7所示。 由此可见，体育建筑同样可以不再追求庞大笨拙的身型，而是希望自身以更贴切和适宜的形式融合到城市公共空间与场所之中。随着建筑可持续发展理念的深入，体育建筑也表现出更多“绿色建筑”和“生态建筑”的外观特征。无论是一个位于山地景致中的小型运动会所，还是一个身处沙岩地貌中的庞大球场，它们的建筑形态都能充分地“隐入”其地形环境之中，与植被和岩石等地方材料的结合不仅使得它们既美观又实效，还能以低成本的节能环保等技术促使体育建筑具有更为健全的生命周期[6]（图8）。因此，注重与地域环境的融合是体育建筑形态塑造的重要途径，这样人们也可将更多的资金注入到场地、器材、设施等更具实效的方面，使体育建筑真正满足人们的社会生活与运动需求。
2.3表象肌理的丰富展现
体育建筑虽然体量巨大，但也不仅限于几何之美，其相应的大面积围护面恰好能够成为表现它们个性所在的绝佳创作图底。因而，人们已经开始重视对体育建筑进行从整体到局部再到细部的塑形途径，甚至是反之以微观细部来组织出宏观整体，这也使传统的围护体系进化成为富有细节之美的建筑表皮。随着结构“骨架”的不断成熟，体育建筑围护“皮肤”的状态和形式也更为稳固与自由，同时也成为静态符号或动态信息的表达媒介。各类材料如轻盈通透的薄膜、冷峻大气的金属、自然亲和的木材等，都化身为传达建筑美学意义的物质载体。许多体育建筑表皮的丰富表象肌理成为其形态表现的依据所在，这也从宏观和微观的对应层面表达出“构筑”与“营造”的双重语意[78]。
体育建筑表皮通过对材料特质上的真实反映，及其形状、色彩、质感等特征在细节方面的丰富表现构成了表皮美学的微观细节。细部构件在以自身尺度来限定表皮视觉反馈的基础上，往往转化为抽象拼贴等艺术形式。大量尺度适宜、形状丰富的构件形态作为独立的单元体进行聚合，以重复、交织、阵列等形态构成的组织方式构成了体育建筑的整体形态与细节之美。如巴塞罗那新体育场的外观设计方案就将主队比赛球服的色彩作为其表皮构成，在简约的形态上运用了大量尺度统一而色彩不同的复合板单元构件，展现出色彩缤纷但又富有规律的外观效果，远远望去，就像是一面立体绚丽的旗帜在为主队进行着助威（图9）。
建筑的“媒体化”进程也同样反映在当代体育建筑的外观上，体育建筑可以在其表皮上将材料与先进的光电技术相互结合，使表皮单元成为整个建筑外表上的“像素点”，通过精准的技术控制，在外部形态上构成丰富且时尚的视觉效应。例如慕尼黑安联球场的外部表皮运用了统一的ETFE薄膜材料，并且在薄膜表层内部设置了先进的照明系统，使得自身的整体外观得以展现出丰富的光电景象[912]（图10）。这种“媒体化”的趋势使得体育建筑的外部形态具有从材质肌理到“信息肌理”的进化效果，这也使体育建筑外观能够成为大量商业或体育活动的信息载体，并为许多体育场馆扩展了其相应的功能设置。因此，体育建筑的形态表现途径也随着材料与技术的发展而拓展，使丰富而悦目的表象肌理成为其形态表现的目的所在。
3结语
（1）设计者以技艺结合的方式对体育建筑进行充满想象力的形态塑造，而人们不断进步和升华的结构技术和审美倾向也促使这类庞大构筑物展现出更为丰富的外部形态。虽然基于不同背景和条件下的多样表现途径为体育建筑塑造出了丰富的外部形态，也有不少体育场馆的设计过于追求异形形态和光鲜外壳，其异形形体虽然时尚动感，但最基本的功能空间却是被生硬且昂贵的表皮所虚假包裹，还需要耗费更多的结构构件与材料资源。许多体育建筑由于施工技术及造价选材等方面的因素，其展示效果经常从方案阶段中的光鲜耀目而沦为建成后的粗制滥造，成为难以弥补和修改的“效果图建筑”。
（2）人们必须清楚地认识到，体育建筑的形态表现途径应坚持适宜的“量体裁衣”和真实的“表里如一”，设计者应把握体育建筑功能空间所限定的几何原型，忠实于其结构理性和符合逻辑的美学拓展，即可以自然地生成优化形体。建筑师也应对体育建筑形态塑造中的地域环境、表皮材料等因素更为重视，以客观的态度去审视它们之间的合理结合点，赋予体育建筑情感的秩序和艺术的属性，最终塑造出符合力学逻辑与美学表达的体育建筑形态。参考文献：
References：[1]钱锋，王伟东.体育建筑形象创新与结构设计[J].新建筑，2009（1）：7274.
QIAN Feng，WANG Weidong.The Creativity of the Image of Sports Architecture and the Structural Design[J].New Architecture，2009（1）：7274.
[2]张险峰，张煜，戴帼钰.体育建筑的地域性创作手法解析[J].华中建筑，2014（8）：711.
ZHANG Xianfeng，ZHANG Yu，DAI Guoyu.Research on Regional Architectural Designing Methods for the Sports Architecture[J].Huazhong Architecture，2014（8）：711.
[3]樊可.体育建筑创作中的结构形态分析[J].西安建筑科技大学学报：自然科学版，2007，39（2）：245248，253.
FAN Ke.Analysis of Structural Form in Sports Architecture Creation[J].Journal of Xian University of Architecture & Technology：Natural Science Edition，2007，39（2）：245248，253.
[4] 连旭，刘德明，杨雪O.地域思潮影响下的国内大跨建筑结构形态表达[J].四川建筑科学研究，2011，37（6）：228231. LIAN Xu，LIU Deming，YANG Xueping.Structural Form Research of Largespan Sports Facilities in Regionalism Theory Context[J].Sichuan Building Science，2011，37（6）：228231.
[5]陆诗亮，余洋.体育场馆空间形态构成趋势研究[J].城市建筑，2009（11）：913.
LU Shiliang，YU Yang.The Research on the Space Form of Gymnasium and Stadium[J].Urbanism and Architecture，2009（11）：913.
[6] 胡望社，雷永辉，赵梦宇.从体育建筑造型设计谈个性与内涵的表达[J].华中建筑，2013（1）：58.
HU Wangshe，LEI Yonghui，ZHAO Mengyu.Expression of Character and Connotation：Exploring Sports Architecture Appearance[J].Huazhong Architecture，2013（1）：58.
[7]李慧莉，张硕松，张险峰.数字技术影响下体育建筑的参数化及协同设计[J].城市建筑，2012（14）：3234.
LI Huili，ZHANG Shuosong，ZHANG Xianfeng.Parametric and Collaborative Design of Sports Building in the Impact of Digital Technology[J].Urbanism and Architecture，2012（14）：3234.
[8]汤朔宁，喻汝青.新媒介艺术视角下体育建筑表皮设计研究[J].时代建筑，2013（2）：110113.
TANG Shuoning，YU Ruqing.Design Research on the Skin of Sports Architecture from the Perspective of New Media Art[J].Time+Architecture，2013（2）：110113.
[9]DUSTIN R.Modernizing Sports Facilities[J].ASHRAE Journal，1996，38（9）：3238.
[10]BESJAK C，BISWAS P，PETROV G I.Geometric Optimization of Kuwait University Stadium and Tennis Centre[C]//ASCE.Structures Congress 2013：Bridging Your Passion with Your Profession. Reston：ASCE，2013：29892995.
[11]CHEN X J.City Landscape Effects on the Sports Architectural Design[J].Applied Mechanics and Materials，2014，533：191194.
[12]ELKADI E W M A， FANNY M A.Architectural Designs and Thermal Performances of School Sportshalls[J].Applied Energy，2003，76（1）：289303.
