1965年,休斯敦“太空巨蛋”(Houston Astrodome)落成启用,被当地人誉为“世界第八大奇迹”;这座高达18层的场馆不仅是全球首个室内、带空调且拥有穹顶结构的体育场,也是首个铺设人造运动场地的场馆,而这种人造草坪也因此被命名为“AstroTurf”(太空草坪)。
然而,“太空巨蛋”无论在物理层面还是象征意义上,最终都开始走向衰败。休斯顿油人队(Houston Oilers)于1996年迁往田纳西州;几年后,休斯顿太空人队(Houston Astros)也搬离了这座体育馆。2005年,该场馆被用作“卡特里娜”飓风2.5万名幸存者的临时避难所。由于该场馆不再符合当地消防安全规范,休斯敦市政府最终于2009年将其正式关闭。自那以后,它便一直处于荒废状态。
“太空巨蛋”并非个例。放眼全球,许多曾经宏伟耀眼的体育与娱乐场馆如今都处于闲置状态。它们已不复往日风采,失去了吸引力和观众,许多建筑甚至丧失了结构的完整性。然而,情况未必非得如此。全球知名建筑设计事务所博普乐思(Populous)擅长体育馆、大型体育场、会展中心以及多功能活动场馆的设计,其澳大利亚布里斯班办事处主管及亚太区数字业务总监Nathan Tobeck表示,事物的发展可以有不同的取向。
“我们的行业完全可以做得更好,”Tobeck说道。他所在的公司正致力于在体育与娱乐建筑领域采取一种更具可持续性的新路径,即工业化建造技术,利用数字工具将复杂的项目“产品化”。
“当你投入数十亿美元建造那些每年仅使用30到220次的场馆时,确实必须使这些投资的价值最大化,”博普乐思全球数字业务负责人Jonathan Nelson说道,“而‘产品化’和‘工业化建造’在其中发挥着至关重要的作用。”
场馆产品化与工业化建造的理念其实很简单:设计师和建造商可以借鉴产品设计与制造(PD&M)行业的原则和流程,并借助数字技术将其应用于工程建设和运营(AECO)领域,从而使项目交付更快速、更高效且更具可持续性。
“我们这个行业有一个充满讽刺意味的现象:每当我们开展一个新项目时,大家聚在一起,表现得就像以前从未做过类似项目一样,”Nelson说道。“我的工作就是改变这种状况,告诉大家:‘其实我们以前做过,而且我们可以把过往的经验应用到你们当前的项目中。’效率的提升和生产力的增长,正是从这里开始的。”
以汽车为例。当汽车在工厂制造时,产品工程师并不会从零开始设计每一辆车;相反,他们会利用通用零部件的可复用模板,通过机械化方式进行批量生产和组装。
如果具备了前瞻性思维并有了合适的工具,建筑物同样可以采用这种“制造”模式。Nelson指出:“我们的基础设施日益庞大而复杂,但我们行业在建筑的采购和建造方式方面却没有发生根本性的变革,这说明整个行业严重滞后。”他感慨道,航空航天业仅用了63年时间,就从莱特兄弟在北卡罗来纳州的首次飞行,跨越到了人类登月。“反观我们的行业,过去63年里有这种水平的飞跃吗?解决这一问题,是一项极具吸引力的挑战。”
博普乐思认为,通过工业化建造和产品化手段,公司能够助力解决工程建设和运营行业停滞不前的问题,并克服随之而来的种种障碍。
纽约州拿骚县国际板球场(Nassau County International Cricket Stadium)便完美地诠释了这一理念。这座可容纳34,000名观众的场馆是2024年T20板球世界杯的纽约赛区举办地。鉴于板球在美国的普及度不及其他许多运动项目,该体育场从设计之初便定位为临时设施,并采用了模块化策略。其设计在满足严苛的板球赛事标准的同时,侧重于可持续的临时性解决方案,这在板球运动史上尚属首创。
在建造这座体育场时,使用的绝大多数构件均基于大型活动租赁市场上标准尺寸的常见帐篷、脚手架及设备,这些构件具备高度标准化的模块特性。在看台方面,主体环形结构主要由近期一级方程式(F1)赛事中使用的看台改造而成,仅有少量区域——即模块化看台之间的三角形连接段——采用了传统的建造方式。
项目的总体目标不仅是搭建一座临时体育场,更是在配套设施方面尽可能向永久性场馆看齐。这些设施涵盖了多种类型的座椅、贵宾及俱乐部专区、运动员更衣室,以及媒体、简报及转播区域,所有这些均由七组模块化单元组合构建而成。
模块化系统在场馆的设计与交付过程中发挥了重要的作用;该项目从零起步到最终投入使用仅仅用了九个月,而同等规模的永久性场馆建设往往需要数年的时间。
可持续性也是该项目的一大关键考量。T20板球锦标赛结束后仅两周,该场馆便被拆除并用于北美地区的其他活动——最终现场仅保留了板球比赛场地。
Tobeck表示,该项目展示了便携式与模块化座椅在临时场馆等应用场合的潜在价值:“板球在美国不是主要的体育运动,但如果我们能够以模块化系统制造座椅平台和座椅,就可以快速搭建一个完全满足需求的临时场馆,用于举办一场精彩的单次大型赛事。这些座椅平台和座椅随后可以拆卸,然后转移到其他地方重新组装,用于另一个社区的棒球比赛。这与那种为了组办奥运会等活动而大肆兴建、事后却因城市不再需要而导致体育场馆沦为昂贵却无用的‘大白象’的尴尬局面形成了鲜明对比。”
Tobeck和Nelson一致认为,这一令人信服的愿景建立在两个基本要素之上。
首先是体现为紧密的制造合作伙伴关系的行业融合。Tobeck说道:“作为建筑师,我们应当对设计拥有更多掌控权,并对最终的制造环节产生更大的影响。传统上,建筑师完成设计后便移交给施工方,由施工方负责后续所有工作,包括确定制造方案。如果我们想发掘更多的机遇、加快生产流程并缩短建造工期,我们就必须尽早与制造商建立直接联系,以便在设计阶段就能与他们共同验证各种构想。”
Tobeck指出,当建筑师与制造商加强协助时,各方都能从中受益,香港启德体育园便是一个紧密合作的范例。该项目的主体建筑是一座由博普乐思设计、拥有5万个座位的体育场,计划于2025年投入使用。该体育场最初的设计方案要求外立面采用超过47,000块铝板,且这些铝板的形状和尺寸多达8,000种。
“遗憾的是,那47,000块铝板几乎全都需要定制,”Tobeck 说道。“当时正值施工初期,加上新冠疫情,要在合理的时间内完成制作根本不可能。因此,我们尽早与外立面工程师及制造商展开密切合作,通过优化铝板尺寸、板间缝隙以及钢支撑结构,来减少铝板的总数量。我们必须确保有效的铝板制作,并保证有充足的原产品可供切割成所需的尺寸,同时尽可能减少材料浪费。”
通过与制造商合作,博普乐思优化了设计,将铝板数量从47,000块(8,000种规格)减少到了27,000块(仅2种规格);这一举措节省了1,000多吨混凝土,钢材用量减少了40%,项目成本也降低了约25%。
“通过与制造商建立更紧密的联系,我们优化了设计,提升了可持续发展的成效,加快了项目进度,降低了成本,并大幅减少了浪费,”Tobeck说道。
与制造商建立更紧密的联系意味着需要投入精力,扩大沟通协作,还需要依靠技术——这是工业化建造与产品化模式的第二大关键推动力。
Tobeck说:“BIM是一个功能强大的机制,使我们能够尽早与制造商共享信息。”他补充说,Autodesk Revit是“我们所有工作的核心支柱”。Nelson还提到,启德体育园项目完全是在Revit软件平台上开发的。
Tobeck认为,Autodesk Informed Design等工具进一步强化了建筑师与制造商之间的数字化联系。例如,他设想了这样一种未来场景:建筑师能够将Autodesk Inventor中的信息整合到Revit模型里。“如果能以轻量化或代理(proxy)的形式,将制造商提供的Inventor内容植入我们的模型,我们将能够更早地与他们展开协作,”他说。“此外,我们还可以利用Autodesk Construction Cloud等平台,实时获取制造商的动态更新,无论是产品升级、新系列发布还是产品停产。此外,我们可以直观地掌握这些信息,并直接与他们沟通,确认哪些产品可用、供货情况以及价格。能够获取这些信息并根据这些信息进行设计来缩短工期,这对各方而言都将是极大的利好。”
博普乐思也在利用人工智能来指导设计工作。“在设计看台布局时,我们积极运用机器学习技术,“Nelson说。“我们可以利用手中掌握的各类专业数据,确定最佳的票务分区方案……比如,我们可以说,‘对于C型舞台布局的演唱会,票务分区应是这样的;对于U型布局的演唱会,则是那样的;而篮球比赛的票务布局又该是另一种形式。’我们可以利用这些信息来优化设计,从而确保场馆在长远运营中实现观看体验与经济收益的双重最大化。”
这正是“产品化”真正的潜力所在:通过与具有前瞻性思维的业主和承包商开展合作,并与制造商深度协同,建筑师能够在设计阶段结束之后,持续为项目创造价值。Nelson说:“我们的目标是全程陪伴客户走过资产的整个生命周期——从需求分析与规划,一直到设施寿命终结及功能重塑;因此,我们正在开发能够贯穿这一全过程的工具和服务。”
博普乐思采取一体化模式来设计和运营场馆。Nelson解释说:“除了核心的设计工作外,我们还负责大型活动的策划及相关配套服务,因为我们清楚地知道怎样才能最好地利用这些设施。我们确保为场馆所做的每一项设计都切合实际用途,毕竟我们往往也负责策划将在那里举办的各类活动。我们把自己看作一家体育和娱乐公司,而不仅仅是一家建筑设计事务所。”
—— 博普乐思主管及亚太区数字业务总监Nathan Tobeck
然而,工业化建造并非仅限于体育和娱乐场馆。Tobeck指出,这种模式的优势适用于各行各业的各类建筑。比如,将钢结构或木结构框架进行“产品化”创新,其成效将不亚于体育场座椅平台的产品化。
“制造商可能已经生产出了非常出色的钢结构或木结构框架,但设计师往往并不知道,因为双方缺乏持续的沟通,”Tobeck说道。“设计师只管按自己的意愿进行设计,而承包商和制造商则竭尽全力去实现这些设计。试想一下,如果双方能加强沟通,并基于制造商现有的产品能力来设计建筑,情况会怎样?这将降低成本、简化流程并提升可持续性,同时加快安装进度。我们还能将节省下来的时间和资金投入到更优质的设计中去。”
Matt Alderton是一位芝加哥自由撰稿人,专注于商业、设计、美食、旅行和科技领域。他毕业于西北大学麦迪尔新闻学院,过往报道主题涵盖从豆豆熊玩具和巨型桥梁到机器人和炸鸡三明治等广泛内容。可通过其个人网站MattAlderton.com联系。
工程建设业