雄心勃勃的可持续设计技术创新——2024年巴黎奥林匹克水上运动中心
项目概述
圣丹尼斯水上运动中心是为2024年巴黎奥运会和残奥会而建，堪称一座屡获殊荣的奇迹。该中心由施莱希·伯格曼建筑设计事务所（SBP）与VenhoevenCS和Ateliers 2/3/4/建筑事务所合作设计，并由总承包商布依格建筑设计公司（Bouygues Bâtiment）和木结构分包商Mathis为巴黎大都会（业主）负责建造。其创新的设计和工程设计使其脱颖而出。SBP的工程师使用Oasys GSA和Grasshopper插件来确保建筑的结构完整性。作为全球最大的木质体育综合体之一，它保持着张拉木结构最大跨度的世界纪录。该中心是现代体育建筑中可持续轻量化结构的典范。
水上运动中心荣获众多殊荣，包括：2021年法国国家工程大奖；2023年巴黎大都会大奖；2023年BIM金奖；2024年建筑木结构区域竞赛技术成就奖；2024年凡尔赛奖——2024年全球最美体育场馆榜单；2024年结构奖；2024年FIBOIS法国特别奖。这些令人瞩目的奖项彰显了该中心在设计、可持续性和创新方面的卓越成就。

该场馆占地近10,000平方米，拥有引人注目的大跨度悬挂式木屋面，并配备光伏板。屋面设计精心考量了泳池、座位区和跳水平台上方所需的尺寸和净空高度。其悬链线造型不仅提升了美感，还最大限度地提高了材料效率。
© sbp – 模型下部结构和屋顶结构
整个场馆的外露结构构件均由木材制成，可承受高达 800 吨的荷载。此外，弯曲的凹形屋顶有助于减少建筑体积，从而降低供暖能耗。
Oasys 如何彰显其价值
该项目的一个关键设计考量是可持续性目标。生物基材料使用量至少为每平方米 24 公斤（实际使用量为每平方米 69 公斤）。为了最大限度地减少屋顶结构材料，选择了轻质木材（2800 立方米）张拉结构，并搭配低碳混凝土（35%）。屋顶定制的凹形几何形状与室内泳池所需的可用面积紧密匹配，从而减少了大厅的体积，从而相应节省了较小空间的供暖能耗，最高可减少 25%。通过选择一个 70 米长的单池，而不是由泳池平台隔开的多个池子，建筑长度得以缩短。屋顶覆盖了 4,680 平方米的光伏板；这是法国最大的城市太阳能发电场之一，可满足水上中心 25% 的电力需求。
© sbp – 屋顶垂直变形
弯曲凹形几何结构的特点之一是需要进行非线性二阶计算，其中必须考虑较大的位移。悬挂结构非常高效，力的演化过程也易于理解。然而，它们对边界条件（例如支撑刚度、细节设计和非对称荷载）反应敏感。无论是在重力荷载作用下，还是在风吸力作用下，其变形都非常大。这会对设计产生相当大的影响。
我们开展了多项敏感性试验，研究了各种边界参数及其对结构性能的影响。除其他分析外，我们还使用 Oasys GSA 对以下参数进行了测试，并将其整合到设计中：

混凝土基础（柱/拉力构件的延伸）
桩基础刚度
柱底部和顶部连接的弹簧刚度
© sbp – 敏感性研究全局模型
工程师们充分利用了 GSA Grasshopper 插件提供的高级功能。软件之间的无缝集成优化了计算时间，并轻松调整了敏感性研究的各种参数。
© sbp – 主要结构
GSA 的使用显著提高了结构工作流程的效率和协作性。该软件的先进功能显著缩短了计算时间，使团队能够专注于完善设计。此外，GSA 促进了与建筑师的顺畅交流，确保了无缝沟通和协调，这对项目的成功至关重要。轻松调整几何参数的能力使团队能够进行全面的敏感性研究，确保最终设计既稳健又性能优化。

我们感谢 sbp 的董事总经理 Michael Zimmermann 和副总监 Andreas Pfadler 与我们分享这项工作。

了解更多关于该项目的信息。

您可以在产品页面上找到更多关于 Oasys GSA 的信息，或者发送电子邮件至 oasys@arup.com 与团队成员讨论我们的产品。对 GSA-Grasshopper 插件感兴趣？请在此注册您的兴趣。