结缘世界杯，潜心打造“中国设计”

卡塔尔世界杯是这项当今世界最具影响的体育赛事首次走进中东地区。作为本届世界杯的主体育场，卢塞尔体育场可容纳超过92000余名观众，将举办包括决赛在内的10场重大赛事活动，是整届杯赛最受瞩目的标志性建筑。体育场设计方案由Foster+Partners、Arup、Populous等机构组成的设计联合体完成。在设计施工总承包方中国铁建的组织下，由澳大利亚Aurecon、北京建院、英国AFL等设计机构组成的国际团队合作进行方案调整和设计。北京建院承担了整座建筑最复杂的系统——主体钢结构和屋顶索膜结构的方案调整、初步设计和施工图设计。国内钢结构和索膜结构的参建方还有精工钢构、巨力索具、北京建筑工程研究院、海勃膜结构、中国建筑科学研究院等。作为北京建院设计团队的负责人，全国工程勘察设计大师、北京建院总工程师朱忠义分享了卢塞尔体育场项目的设计历程和团队在工作中的技术创新。

卢塞尔体育场建筑造型的设计灵感来源于卡塔尔传统灯笼（Fanar）形象，其外立面图案取自传统阿拉伯金碗和器皿的装饰图形，巨大的马鞍形屋盖由轻盈、通透的菱形叶脉网格覆盖。作为世界杯决赛场地，体育场需要满足超过9万名观众的观赛体验，同时还要严格控制体育场规模和造价，这给包含立面和屋顶在内的大跨度结构设计带来了空前挑战。朱忠义带领的北京建院团队在设计中克服了结构空间受限、复杂索膜结构形态控制困难等技术难题，在结构体系、设计方法方面进行了大量技术创新，并在设计中采用了深度达LOD350的BIM技术，确保了体育场壮观绚丽的建筑外形和满足世界杯要求的高标准功能的实现。

在与世界各地优秀设计机构的激烈竞争中赢得项目设计权并顺利完成设计任务，团队在技术上精益求精、迎难而上的执着态度是核心原因之一。回顾项目的整个设计历程，朱忠义感慨颇深：“这个项目是中国工程师走出国门、真正与国际团队联合设计完成的超级工程。在投标阶段，我们就提出了七种结构优化方案，不仅对每一种方案进行了分析计算，还给出了详细的优劣分析。这些工作给业主和合作方留下了深刻的印象，应该是我们参与卢塞尔体育场设计的一个重要因素。另外，我们能够参与这个项目的设计，也离不开中国铁建给予的大力支持。”

作为曾经设计了500米口径球面射电望远镜（FAST）、北京大兴机场航站楼的团队，北京建院设计师们的工程业绩给卢塞尔体育场项目的业主和各方留下了很好的初步印象。但最终真正“征服”大家的，还是团队在设计过程中展示出的扎实的设计水平、丰富的设计经验、言出必行的良好信用和极高的工作效率。朱忠义回忆，项目初期，为了尽快确定实施方案，团队利用卡塔尔与国内五个小时的时差，北京和现场两个小组全天24小时无间断接力持续工作了一个月，按照约定提交了各方均满意的方案。在解决难题的过程中，团队与外方的沟通日渐顺畅，慢慢掌握了设计的主动权和话语权。后来，所有重要的会议，卢塞尔体育场的业主都要求北京建院出席，并且北京建院的专业意见都会被当作决策的重要依据。疫情期间，团队的设计师们也没有被病毒和距离阻隔，克服重重困难，圆满完成了贯穿建设过程的技术服务工作，为体育场按时高质量地建成提供了坚实的技术保障。

努力总是伴随着收获，北京建院设计师们在卡塔尔世界杯场馆建设中的精彩表现，最终汇聚成了一个全新的“中国设计”形象。

专业足球场，为老工体赋新活力

这次改造本着“基于建筑科技系统构建的专业足球场体育产业综合体，解决传统建筑、现代场馆、体育产业的有机结合与更新”的设计理念，遵循“传统外观、现代场馆”复建原则，在保留经典工体造型、外立面形式和特色元素的同时，融入现代场馆功能要素，赋予工体新的生机与活力。

资深足球节目评论员张路与工体也有着深厚的渊源。他本人在工体参加过比赛，而老工体的牵头设计人正是他的父亲、原北京市建筑设计院院长、著名建筑师沈勃。直播期间，他十分关心观众们在观看球赛时的体验，还特别强调东部位置的观众席是最热的区域。针对这一问题，全国工程勘察设计大师、北京建院党委副书记、总经理、总建筑师张宇介绍道，“工体这次改造充分考虑了这个因素，新增罩棚的造型经过CFD流体力学模拟生成并进行了反复的优化，能够覆盖全部观众席，提升场馆在极端天气下的办赛能力和观众的观赛体验。罩棚采用参数化数字协同设计，具备遮阳、照明、排集水、融雪、光伏发电和吸声降噪等功能。”

为了改善不利天气条件下的观赛体验，新工体设置了超精细水喷雾降温系统，可以实现最低能耗的物理降温，在特殊条件下喷雾系统还可以改装作为防疫消毒使用。看台区还设置座椅送风，实现体育场整体气流的被动、主动双向组织。

工体周边市政设施较为陈旧，为了帮助市政减负，本次改造独创了工体雨水、再生水、生态再利用关键技术，用生态科技的方式解决工体草坪及绿化浇灌问题，改善工体区域城市排水环境。对标国际主流专业足球场的设计理念，新工体使用了目前在欧洲顶级联赛已成主流的锚固草系统，将天然草与人造草结合，保证赛场达到更高标准。

除此以外，工体项目总设计师、北京市建筑设计研究院副总建筑师、第一建筑设计院院长杜松介绍：“工体在设计上还采用了许多全国首创的新技术——大跨度屋盖三向摩擦摆隔震+阻尼器组合减震关键技术、大开口单层拱壳高效受力结构体系的结构方案优化布置关键技术、大跨度开口单层拱壳健康监测关键技术、大尺度超长不设缝清水混凝土建造及监测技术、城市中心区TOD一体化沉降协同控制技术等。”

专业足球场是北京建院在体育建筑领域深厚技术积淀的一个缩影。在七十多年的发展历程中，体育建筑的设计和研究一直是北京建院的业务重点内容和长项。从新中国成立开始，北京建院与祖国的体育事业一起经历了四个发展阶段。

第一阶段：新中国建立初期百废待兴，体育事业刚刚起步，体育场馆和基础设施极为欠缺。这个时期是北京建院与体育建筑结缘的开始，北京建院老一代设计师独立自主，自力更生，设计了以北京体育馆、工人体育场、工人体育馆和首都体育馆等为代表的新中国最高水平的体育建筑，为中国体育建筑写下浓墨重彩的开篇。

第二阶段：伴随中国改革开放，中国承办大型国际体育赛事的时机日益成熟。20 世纪80年代初到2000 年，北京建院完成了国家奥林匹克体育中心、北京大学生体育馆、光彩体育馆、亚运村以及中国第一座室内速滑馆等一批原创场馆。这个时期，北京建院体育建筑设计团队敏锐地把握和吸取国际最新体育建筑趋势，大幅提升了中国体育建筑的设计理念、技术标准和设计方法，使中国的场馆真正成为承办国际体育赛事的舞台。这既是改革开放后中国综合国力提升的表现，也是中国体育建筑接轨国际标准的开始。

第三阶段：北京经历了三次奥运会申办，北京建院是唯一三次参与申办工作的设计单位。在2008年奥运会申奥成功之后，北京建院承担了国家体育馆、五棵松体育馆等新建场馆的设计，以及国家奥林匹克体育中心体育场和体育馆、工人体育场、工人体育馆、首都体育馆等改造设计。从20世纪末到2010年，以2008年奥运会场馆为代表的国际最高水准的体育建筑，极大地提高了中国体育建筑的设计水平和建设标准。这一时期，建筑师们在高标准满足场馆顶级赛事功能的同时，开始考虑场馆赛后运营的多功能使用问题。

第四阶段：北京奥运会的成功举办带动了全国大中型体育场馆的建设，许多城市为了承办赛事，大量建设大型场馆，随之也引发了体育场馆日常运营的问题。在国家大力发展体育产业的背景下解决场馆运营的难题，成为后奥运时代体育建筑发展的重要课题，体育服务综合体也因此成为体育建筑设计的新趋势。在这一时期，北京建院完成的深圳湾体育中心、重庆华熙LIVE鱼洞体育馆等场馆成功完成了运营转换。在随后的2022年冬奥会场馆设计中，北京建院秉承着“绿色、共享、开放、廉洁”的办奥理念，在设计之初就考虑到后续运维使用功能，承担了国家速滑馆等4个新建场馆、首都体育馆等5个改造项目、16项赛时运营设计和临时设施设计工作，北京建院的体育建筑作品再一次向世界交出圆满答卷。

中国工程院院士、全国工程勘察设计大师、北京建院顾问总建筑师马国馨介绍道：“七十多年来，北京建院在从事体育建筑设计的同时，一直坚持不懈地对体育建筑进行探索与研究，出版多部专著、编写规范标准、编制图集手册，研究方法论，引领着行业发展并不断创造新的高度。”