بررسی معماری ورزشگاه المپیک پکن (آشیانه پرنده) -هرتزوگ و دمورن
گروه طراحی- موقعیت
ورزشگاه المپیک پکن (آشیانه پرنده)
معمار : هرتزوگ و دمورن
مکان : پکن – چین ۲۰۰۸
طرح استـــادیوم
در سال ۲۰۰۲ کمیته برنامه ریزی شهری پکن مسابقه بین المللی طراحی استادیوم اصلی به علت نهمین دوره بازی های المپیک را برگزار نمود. این استادیوم به منظور محل برگزاری مراسم افتتاحیه و اختتامیه المپیک و همچنین مسابقات دو و میدانی و فوتبال در نظر گرفته شده است. محتوای کلی برنامه اولیه مسابقه به شرح ذیل بود.
یک استادیوم با ظرفیت تقریبی صد هزار نفر در زمان برگزاری بازی ها، که تا تعداد تقریبی هشتاد هزار نفر بعد از جریان بازی های قابل کاهش است.
برای طراحی ورزشگاه پکن مسابقه ای در اوایل سال ۲۰۰۳ برگزار گردید. از بین طرح های متعدد، ۱۳ طرح به دور اصلی مسابقه راه یافتند. از این ۱۳ طرح، ۳ طرح به مرحله نهایی رسید و در نهایت یک طرح به عنوان برنده نهایی انتخاب شد.
برندگان نهایی مسابقه هرتزوگ و دمورن بودند. ساخت این ورزشگاه از اواخر سال ۲۰۰۳ آغاز شده و در ابتدای سال ۲۰۰۸ برای المپیک پکن به اتمام خواهد رسید.
مشخصات پروژه
این ورزشگاه و استادیوم در زمینی به مساحت ۲۵.۸ هکتار ساخته شده است. دارای ۸۰ هزار صندلی ثابت و ۱۱ هزار صندلی موقت است. ظاهر حیرت انگیز آن نیز، با فریم ها و قاب های بزرگی از جنس استیل پوشانده شده است.
سقف پوشاننده ورزشگاه به حالت زین-اسبی طراحی شده و محورهای طولی بزرگی به طول ۳۳۲.۳ متر دارند. محور های عرضی این سقف هم، ۲۹۶.۴ متر کشیده شده اند.
سقف به حالت زین-اسبی
آشیانه پکن
ورزشگاه آبی پکن
یک سقف متحرک، طراحی چند عملکردی به منظور جای دادن مناسب گستره ای از کاربری ها در آینده و طراحی با تاکید بر ایجاد بنای سازگار با محیط زیست GREEN BUILDING و بهره مندی از تکنولوژی مدرن در حقیقت کارفرمای طرح خواستاریک معماری تندیس گونه و دراماتیک بود.
استادیوم ملی پکن معروف به «آشیانه پرنده» با گنجایش ۹۱ هزار صندلی که میزبان مراسم افتتاحیه و اختتامیه المپیک بوده و مسابقات دو و میدانی و فینال فوتبال نیز در این استادیوم برگزار خواهد شد.
بررسی حجم
حجم ساختمان یک شکل بیضی با ابعاد127 در 183 می باشد. این حجم توسط سازه از فولاد احاطه شده است.
ویژگی طراحی
طرح دربرگیرنده یک کاسه درونی که متشکل از سکوهای بتنی است که توسط پوسته خارجی از جنس فولاد خمیده شده احاطه شده، به اضافه یک فضای تجمع عمومی که بین این دو طراحی شده است. جای دادن صد هزار نفر تماشاچی در اطراف زمین ورزشی و مسیر دو و میدانی استفاده از فرم بیضی را برای ساختمان استادیوم اجتناب ناپذیر ساخته است.
پوسته خارجی از جنس فولاد خمیده
ضمن این که ارتفاع متغییر سکوی نشیمن تماشاچیان، بین محورهای بزرگ و کوچک تر بیضی امکان استقرار بیشترین تماشاچی را در امتداد بزرگ ترین طول مسیر مسابقه ها، مسیر می سازد و شعاع دید یکسانی را نسبت به همه زوایای زمین برای تمامی تماشاچیان فراهم می آورد.
در مجموع سازه بنا به طول ۳۳۳ متر، عرض ۲۸۴ متر و ارتفاع ۶۹ متر را ایجاد می نماید.
طراحی و اجرای ورزشگاه المپیک پکن
استادیوم ملی پکن بر روی تپه ای در میان مجموعه المپیک شهر واقع شده است.
ترکیب مواج و بلند و کوتاه در نما باعث ایجاد حجمی متعادل به شکل یک کاسه شده و شکلی پر پیچ و خم را ایجاد نموده است. نمای این استادیوم متشکل از سازه خالص است.
کانسپت طرح
همان گونه که از نام مستعار این پروژه پیداست استادیوم در فرم یک آشیانه پرنده وارونه بر بستر زمین شکل می گیرد. از زمانی که معماران و طراحان به استفاده مناسب از انرژی و مصالح توجه نشان دادند. طراحی براساس ساختاریهای مقاوم و زیبای الهام گرفته از عناصر طبیعی، روند رو به رشدی پیدا کرده است.
بنا به گفته ی JANINCBAYUS این جنبش «تقلید از طبیعت» نامیده می شود. دانش جدیدی که مدل های موجود در طبیعت را مطالعه می نماید و به تقلید از طرح های این مدل ها یا الهام از آن می پردازد و آن را به روشی برای حل مشکلات انسانی تبدیل می کند.
راهکار «تقلید از طبیعت» در واقع مفهوم جدیدی نیست. زیستگاه های انسانی در سراسر تاریخ از طبیعت الگوبرداری کرده اند. به عنوان نمونه سرپناه های انسان های اولیه که از شاخه ها و عناصری با حداقل مصالح قابل دسترس ساخته شده بودند و انسان ها را در برابر عوامل طبیعی محافظت می نمودند، کمی پیشرفته تر از یک آشیانه پرونده وارونه بوده اند.
در واقع می توان چنین استدلال نمود که «تقلید از طبیعت» جنبش جدیدی نیست، بلکه بازگشتی است به نخستین الهامات بشر از طبیعت به هر حال تکنولوژی امرزو امکان مطالعه و تکرار سیستم هایی که نیاکان ما قادر به بهره برداری از آن در مقیاس مکان نبوده اند را به ما ارزانی داشته است.
پوسته فلزی استادیوم که به شکلی، نامنظم می باشد، دارای 24 ستون می باشد که دور تا دور این بیضی با فواصل منظم چیده شده اند و بر روی هر یک خرپایی بزرگ قرار گرفته که وظیفه آن تحمل وزن پوسته و سقف استادیوم است
شکل خارجی ورزشگاه توسط مجموعه ای از تیرهای توری مانند فولادی محصور شده است. ترکیب موجی شکل بالا و پایین استادیوم فرمی چشمگیر را به وجود می آورد.
ورزشگاه جدید ملی پکن به صورت یک حجم برجسته در مرکز مجتمع المپیک قرار گرفته است.
نما و سازه آن کاملا شبیه به هم هستند و در واقع سازه اصلی استادیوم به طور نمادین اجرا شده است. عناصر سازه به طور کامل پیوسته اند و شبکه ای را به وجود می آورند که تقریبا شبیه به لانه پرندگان است که با شاخه های کوچک به هم بافته شده است.
فرم ورزشگاه به صورت فرمی واقعی و ملموس است که تاثیر فضایی آن بدیع، ساده و نوظهور است، که نشانه ای بی نظیر برای المپیک ۲۰۰۸ خواهد شد. بدون در نظر گرفتن مقیاس و عظمت این ورزشگاه، درک این فرم غریب سخت است.
طرح موجود تمام نیازهای عملکردی و فنی مورد نیاز یک استادیوم المپیک را داراست. در این طرح اصراری بر شاخص نمودن معماری از طریق ایجاد دهانه های بزرگ و صفحات نمایشگر بزرگ نیست.
بلکه تاثیر فضایی این استادیوم بدیع و منحصر به فرد است و به دلیل سادگی در ذهن بیننده به سادگی قابل درک است. به این ترتیب یک عنصر شاخص معماری برای المپیک ۲۰۰۸ پکن شکل گرفت. هندسه سکوهای ورزشگاه و سازه آن مانند تنه درخت و شاخه های آن به صورت یکپارچه عمل می نمایند.
سازه ورزشگاه المپیک پکن
جمعیت تماشاچیان از روی راهروهایی منحنی و مشبک که از سازه استادیوم بیرون زده است منتقل می شوند. در فضای میان راهروها و سازه تسهیلات رفاهی برای بازدیدکنندگان و فضای سبز، قطعات سنگ، شاخه های بامبو و حتى باز شدگی هایی به سمت فضای داخل استادیوم در نظر گرفته شده است.
زمین زیر استادیوم به شکل نرم و غیر محسوس بالا آمده و استادیوم را برجسته نموده است. به این ترتیب محل ورودی استادیوم بالا آمده و از این محل دیدی کامل را به سوی تمام مجموعه المپیک در اختیار قرار می دهد.
این مجموعه توسط سازه ای با کمترین مصالح ورزشگاه را محاصره کرده است و این سازه بایستی بتواند این ساختمان را در برابر آب و هوا، برف، زمین لرزه و … محافظت کند.
اعضای سازه ای هر کدام به صورت متقابل یکدیگر را در محل خود قرار داده و فضایی به شکل شبکه را تشکیل داده اند که نمای استادیوم، پله ها، سازه سکوها و سقف را به صورت یکپارچه در خود جای داده است.
برای عایق نمودن سقف استادیوم در برابر تغییرات آب و هوایی، مانند آنچه پرندگان برای پر کردن حفره های میان لانه خود انجام می دهند،
نورگیری
فضاهای خالی میان سازه نور طبیعی ساختمان را تامین می کند. با توجه به آنکه فضاهای رفاهی مانند رستورانها، سوییت ها، مغازه ها و اتاق های استراحت محصور می باشند می توان نما را بدون ایجاد سطحی پر و صاف ایجاد نمود.
فضای خالی باعث تسهیل تهویه هوای داخل استادیوم می شود که این مسئله نکته ای مهم در طراحی پایدار استادیوم است.
به منظور دستیابی به ایده و طرح مورد نظر طراحان، عناصر فولادی پوسته در دیوارها و سقف به صورت یکپارچه اجرا شده اند. این پروفیل های فولادی از ضخامت 1 تا 10 سانتی متری (بسته به نوع و مقدار بار وارده به آنها) طراحی شده اند.
پوشش سقف
سقف فولادی به درازای ۳۳۰ متر در پهنای ۲۲۰ متر و وزن ۴۵۰۰۰ تن در اکتبر ۲۰۰۶ کامل شد. لایه اولیه سقف با عایق ETFE و لایه دوم (داخلی) با صفحه های اکوستیک برای بازتاب و انعکاس صدا پوشش داده شده است.
شاید منحصر به فردترین ویژگی سازه استادیوم سیستم بالشتک محافظ آن است که فضاهای خالی پوسته بیرونی را به منظور تنظیم میزان جریان باد، هوا و نور خورشید پر می کند. این حفاظ فضاهای خالی بر روی سقف را برای محافظت استادیوم در برابر باد و باران پر می کند.
مصالح سقف
همان گونه که پرندگان فضای ما بین شاخه های در هم تنیده لانه خود را با پر کننده های سبک می پوشانند، فضاهای خالی سازه استادیوم با بالشتکی محافظ که قابل باد شدن و خالی شدن هستند پر می شوند. جنس این بالشتک از مصالح ETFE است. پوشش ETFE به کار رفته در سازه سقف از ۱۰۳۸ جز تشکیل شده است.
سقف مجموعه با استفاده از40000 متر مربع مصالح، های تک ETFE پوشش داده شده و در فضاهای داخلی نیز حدود 50000 متر مربع پوشش اکوستیک از جنس تفلن(PTEF) استفاده شده است.
پوشش ETFE با PTEF تفاوت های اساسی دارد چرا که ETFE، محصولی از جنس پلیمر است که از خواص الاستیکی و پلاستیکی بسیار مناسب برخوردار بوده و نگهداری و نصب آن نیاز به توجه فراوان دارد. در مقابل PTFE بافتی از جنس پارچه داشته و تنها دارای خاصیت الاستیکی می باشد. از این روی بکارگیری آن نسبت به ETFE بسیار آسان می باشد.
الگوی ســازه
نمای خارجی متمایز بنا به منظور پوشش تیرهای اصلی فولادی به صورت دوگانه طراحی شده است. یک سری تیرها و ستون ها برای نگه داشتن سقف متحرک استادیوم که در طرح اولیه پیشنهاد شده بود در نظر گرفته شده بودند.
نما و سازه طرح به صورت یکپارچه عمل می کنند. به عبارتی سازه های مشبک، نما و سازه بنا را شکل می دهد و نمایی جداگانه برای آن تعبیه نشده است، همانند آشیانه پرندگان که از شاخه های در هم تنیده شکل گرفته است، بدنه اصلی استادیوم متشکل از ساختار در هم تنیده ای است که خرپاهای فولادی و یا در واقع ستون های اصلی ساختار بیضی شکل استادیوم را در برگرفته اند.
در تعریف هندسه ساختمان می توان گفت خطوطی که بدنه نما را به وجود می آورند، در امتداد سقف و سطوح جداره به سمت زمین در یک شکل ممتد ادامه می یابند.
زوایای این خطوط به گونه ای طراحی شده اند که در سطح زمین در ۲۴ نقطه یکدیگر را در فواصل معین حول فرم بیضوی استادیوم قطع می کنند.
این موضوع این امکان را ایجاد می کند که اجزاء قائم عناصر سازه در قالب ستون های خرپای یک هرم تقریبی به صورت پیش ساخته تولید شوند. در مقابل خطوط اریب توسط پلکانی که پیرامون هرم قرار می گیرند ایجاد می شوند
که به صورت یکپارچه از روی زمین، در امتداد سقف و به سمت بخش زیرین ضلع دیگر حرکت می کنند.
سایر عناصر نقش تامین زیبایی نما را برعهده دارند. هندسه اجزاء با ظاهر نامنظم سازه سبب محدودیت استفاده از اشکال هندسی شده است که این محدودیت براساس عملکرد و مقاومت سازه تعریف می گردد.
لایه بندی نما
سطح خارجی از سه لایه اصلی تشکیل شده است :
یک قطعه مارپیچی برای سطح سقف
یک بیضی مخروطی شکل برای غشاء خارجی
یک پر کننده شعاعی بین مارپیچ و مخروط
سازه اصلی از مجموعه ای خرپا تشکیل شده است که یکدیگر را برای خلق یک خرپای سه بعدی قطع می کنند. این تنها عنصر سازه است که از سطح صفحه بیرون از آن امتداد دارد.
سطوح اصلــی
به محض این که هندسه کلی طرح ایجاد شد، ساخت جزئیات اجزاء اصلی سازه آغاز گردید که اصلی ترین آن ها جزئیات بالاترین بخش ستون اصلی است، جایی که خرپاها یکدیگر را قطع می کنند.
این نقطه یکی از اصلی ترین بخش های تماس سازه با سقف است که مرکز اصلی تحمل باری است که از سقف به پی منتقل می شود.
عنــاصر پوسته خــارجی (نــما)
به نظر می رسد اجزایی که پوسته خارجی را می سازند پیچیده ترین اجزا باشند، چرا که این اجزا ناچار به خمش هستند تا بتوانند لبه خارجی را نگه دارند.
مراحل اجرایی این پروژه بر استفاده از طیف وسیعی از ابزار تجسمی تکیه دارد. از مدل های طبیعی گرفته تا نمونه های ساخته شده فوری و مدل های کامپیوتری بدون هر کدام از این مطالعات شناخت شکل و هندسه طرح میسر نبود.
عنــاصر فولادی
سازه به گونه ای طراحی شده است که قطعات پیش ساخته مرکب از اجزا در هم تنیده HSS (قطعات فولادی توخالی) بر روی هم سوار می شوند، این قطعات روی زمین به روش جوشکاری به هم متصل می شوند. جوشکاری در محل همواره با یک مساله رو به رو می شود، برای دستیابی به بالاترین مقاومت در محل اتصالات نیاز به توجه در شرایط جوشکاری در محل می باشد.
جوشکاران در این زمینه با دو شکل عمده مواجه می شوند.به منظور تامین زیبایی مورد نظر طراحان مجموعه عناصر فولادی نما از سطح نما تا روی سقف به صورت یکپارچه طراحی شده اند، بدین منظور ضروری بود تا از قطعات فولادی HSS استفاده گردد.
این قطعات با برخورداری از قابلیت خم شدن بر روی مقاطع منحنی در محل تلاقی جداره ها و سقف، برای نگه داشتن لبه بیرونی مقطع موازی غشاء بیرونی کاربرد دارند. قطعات توخالی سازه ای HSS در برابر نیروی پیچش مقاوم هستند که ویژگی مهمی برای عناصری است که در مقاطع منحنی شکل سقف جداره نیروی خارج از مرکز را تحمل می کنند.
اولین مساله دمای جوشکاری است. مساله بعدی این است که با جوشکاری بیش از ۱۲۸ قطعه طول تعدادی از اجزای سازه به ۶۰۰ متر خواهد رسید. هر چند که در محل اتصالات ظاهر یکپارچه و سطح صافی ایجاد می شود، اما اتصال یکپارچه ای بین قطعات پیش ساخته ایجاد نشده است.
مقاومت زیاد فولاد نسبت به وزن آن مزیت دیگر برای آن محسوب می شود. به دلیل دهانه بزرگ استادیوم های ورزشی، سازه سقف می بایست از دیوارهای خارجی کنسول شود تا از استفاده ستون های داخلی در فضا که مانع دید تماشاچیان می گردد اجتناب شود.
این مساله در طراحی استادیوم بین المللی پکن به دلیل سقف متحرک آن که سبب ایجاد یک بار عظیم در مرکز سازه سقف می شود از اهمیت بیشتری برخوردار بود. همچنین این نکته حائز اهمیت است که این سازه در منطقه زلزله خیز واقع شده است.
سقف متحرک به سبب کاهش بودجه پروژه از طرح نهایی آن حذف شد. به هر حال این موضوع سبب خلق سازه ای شد که در به کارگیری مناسب مصالح بسیار موفق بود. در مجموع تقریباًً 40000 تن فولاد از 80000 تن فولاد تخمین زده شده برای طرح اولیه، در این سازه استفاده شده است.
الگوی این سازه، علاوه بر شکل دهی شبکه به هم تنیده شده ای از عناصر، از یک فرم سه بعدی و موجی شکل پیروی می کند که تصویر کاسه جای گرفته درون خود را به نمایش می گذارد.
براساس این فرم مجموعه ای از سطوح خنثی می توانند اجزائ داخلی و خارجی سطوح را خلق نمایند.
ارتفاع
بلندترین نقطه استادیوم لانه پرنده پکن ارتفاعی به اندازه ۶۸.۵ متر داشته و پایین ترین نقطه آن ارتفاعی به اندازه ۴۲.۸ متر دارد. سقف بالای استادیوم، با حبابهای هوای نیمه شفافی پوشانده شده است.
این سقف نه تنها از بارش باران و برف به درون جایگاه و استادیوم جلوگیری می کند، بلکه مانع تابش شدید آفتاب به صورت تماشاچیان می شود. با این حال نور کافی را به درون ورزشگاه هدایت نموده و فضا را روشن می کند. در نتیجه چمن های استادیوم می توانند با این نور، به خوبی رشد کنند.
در استادیوم ملی همه چیز مناسب با ویژگی های انسانی طراحی شده است. سکوی تماشاچیان می تواند به شیوه های گوناگونی بسته به نیاز تغییر کند. در زمان برگزاری بازی های المپیک صندلی های موقتی بر روی سکو نصب می شوند.
نکاتی درباره استادیوم آشیانه پرنده
این سازه عظیم با مساحتی به اندازه ۲۵۸,۰۰۰ متر مربع، ۹۱,۰۰۰ نفر را به صورت نشسته در خود جای داده که حدود ۸۰,۰۰۰ عدد از این صندلی ها دائمی و باقی موقتی هستند.
آشیانه پرنده از ۳۶ کیلومتر استیل بدون پوشش ساخته شده است.
این استادیوم ۳۳۳ متر طول و ۲۹۶ متر عرض داشته و بلندترین نقطه آن ۶۸ متر ارتفاع دارد.
در زیر زمین فوتبال، ۳۱۲ سیستم پمپ حرارتی زمینی وجود دارد که در زمستان و تابستان با استفاده از خود زمین دمای داخل استادیوم را تنظیم کرده و در مصرف برق صرفه جویی جدی می کنند.
آب بارانی که توسط سیستم بازیافت آب باران بالای استادیوم جمع آوری می شود، می تواند در آبیاری، مصرف توالت، کنترل آتش و … مورد استفاده قرار بگیرد که خود باعث صرفه جویی در مصرف آب می شود. به طور کل می توان آشیانه پرنده را یک سازه بزرگ سبز دانست.
https://pickcad.com/%D8%A8%D8%B1%D8%B1%D8%B3%DB%8C-%D9%88-%D8%AA%D8%AD%D9%84%DB%8C%D9%84-%D9%85%D8%B9%D9%85%D8%A7%D8%B1%DB%8C-%D9%88%D8%B1%D8%B2%D8%B4%DA%AF%D8%A7%D9%87-%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%BE%DB%8C%DA%A9-%D9%BE%DA%A9/
https://sedayememar.ir/?p=2886
https://www.eligasht.com/Blog/travelguide/%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D8%A7%D8%AF%DB%8C%D9%88%D9%85-%D9%84%D8%A7%D9%86%D9%87-%D9%BE%D8%B1%D9%86%D8%AF%D9%87-%D9%BE%DA%A9%D9%86/
https://www.eavar.com/fa/blog/2017/4/23/129643/national-stadium-beijing/
https://www.loginbrands.com/tagimage/%D9%84%D8%A7%D9%86%D9%87-%D9%BE%D8%B1%D9%86%D8%AF%D9%87-%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D8%A7%D8%AF%DB%8C%D9%88%D9%85-%D9%85%D9%84%DB%8C-%D9%BE%DA%A9%D9%86
https://slideplayer.com/slide/16394212/
https://pt.slideshare.net/luisaam/beijing-national-stadium/14
https://www.arch2o.com/birds-nest-beijing-olympic-stadium-herzog-de-meuron/
https://www.dezeen.com/2008/07/30/national-stadium-beijing-by-herzog-de-meuron/
https://en.wikiarquitectura.com/building/beijing-olympic-stadium/
https://architecturever.com/2019/04/16/beijing-national-stadium-and-its-bio-mimetic-history/