一座面向台风高发海域的6万座体育场，如何用3万吨钢、3万余片非标膜单元，在马鞍形双曲面屋盖上同时实现抗风、采光与美学？厦门新体育中心的答卷，是近年来中国大跨空间结构最具代表性的创新实践之一，也是烨兴膜结构的重要案例作品。

一、项目概况：跨岛发展战略的核心工程

厦门新体育中心是厦门市实施“跨岛发展”战略的核心工程，定位为国际级体育赛事与全民健身综合体，坐落于翔安区“一场两馆、新会展中心”片区。

·总用地面积约 66.6 万平方米，总建筑面积约 53.3 万平方米；

·由“一场两馆”（白鹭体育场、凤凰体育馆、白海豚游泳馆）及综合训练馆等组成，打造兼具竞技体育、群众健身与城市地标功能的滨海文体新城。

白鹭体育场

建筑面积 18.06 万平方米，最高点火 86.25 米，南北拱跨度 350 米，地处台风高发区；

·造型灵感源自闽南古厝与白鹭展翅，南北向设 80 米宽景观开口，观众可远眺海景；

·屋面以 PTFE 膜、ETFE 膜和穿孔铝板再现传统瓦屋肌理，兼顾美学与抗风性能；

·结构采用“巨拱 + 索膜 + 可移动看台”复合体系，用钢量约 3 万吨（与北京鸟巢相当）。

白鹭体育场：造型灵感源自闽南古厝与白鹭展翅，南北向设80米宽景观开口

二、结构体系与重难点：台风区的马鞍形屋盖

屋盖采用“巨拱 + 屋面桁架 + 车辐索 + 立面密柱”复合结构，总用钢量约 3 万吨。其挑战集中体现在三点：跨度大、造型不对称、受力极不均衡。

1. 巨拱结构

·南北跨度 350 米，拱顶高度 86.25 米，需同时承受台风荷载与地震作用；

2. 车辐索系统

·由 40 组径向索（长度均不同）、6 根环索及 236 个关节轴承组成；

·因东西侧造型不对称，局部采用 18 根钢撑杆替代下径向索，进一步增加设计复杂度；

3. 马鞍形屋面

·屋面高低差达 33 米（国内之最），且东—西、南—北均不对称，导致索网受力分布极不均衡。

巨型复合屋盖结构体系：“巨拱+屋面桁架+车辐索+立面密柱”

4. 二次钢构与膜面体系

二次钢构包含上层、下层钢杆件与拱杆，直接固定 PTFE 膜夹具，以平衡膜预张力、抵抗风吸力；水平环向则分散地震/温度应力并悬挂设备。膜面体系分三层：

·立面 PTFE 膜——作为主受力层抵御强风；

·屋面 PTFE 膜——兼顾防护与肌理；

·内环 ETFE 膜——提供自然采光，降低照明能耗；同时借助自然通风降低热工能耗。

二次钢构体系：直接固定PTFE膜夹具，平衡膜预张力、抵抗风吸力

屋面PTFE膜

5. 六大重难点总结

·风荷载挑战：地处台风高发区，迎风面负压吸力−2.5kPa 与背风面正压推力 +1.8kPa 并存；

·施工精度：跨度大、双曲面造型，拟合精度要求达到毫米级；

·多专业交叉：幕墙、索膜、金属屋面等 20 余个专业同步作业，南侧 80 米结构开口处幕墙与索膜张拉时序需精准匹配；

·结构复杂：复合屋盖工序繁多；

·二次钢构体量大：6 万余钢构件，设计、生产、测量、安装工作量巨大；

·膜单元体量大：3 万余非标膜单元，设计、生产、裁剪、安装工作量大，材料损耗可控性难。

三、创新运用：参数化与数字化的全链条解法

针对上述难点，项目以 Grasshopper 参数化与 BIM 数字化为主线，贯穿“设计—生产—施工”全生命周期，形成了一套可复制的台风区大跨屋盖技术路径。

1. 风荷载挑战：参数化膜单元分块优化

·针对台风高发区，屋面膜系统通过 Rhino/Grasshopper 参数化建模与三维扫描逆向建模，确保 3 万余块膜单元精准安装，每块形态与受力匹配，提升抗风防水性能；

·边界锚固强化：采用“双排夹具 + 抗滑移齿槽”边缘固定技术，抵抗台风掀揭力；

2. 施工精度控制

·双曲面拟合精度借助参数化与测量复核实现毫米级落地。

3. BIM 数字化协同

·从设计、生产到施工多维度协调，各专业合模检查碰撞，显著降低返工与成本。

4. 二次钢构参数化（设计 / 加工 / 施工模拟三阶段）

·下层钢杆件 4983 个、上层钢杆件 23656 个、拱杆 6648 个，全程 Grasshopper 参数化管控，确保每个杆件编号、长度及空间位置一致；

·施工模拟阶段各专业合模，对碰撞杆件实时调整，无碰撞交付，大幅降低施工成本。

5. 膜单元参数化（划分—展开—排版）

·划分：对每个膜单元编号并按要求分割；

·展开：逐片展开、编号并测量尺寸，最终一一对应导出表格；

·排版：依据工厂膜卷尺寸排布，用退火算法求最优解，最大限度减少膜材损耗。

Grasshopper参数化膜单元分块优化（含三维扫描逆向建模）

膜单元参数化划分：编号与分割一一对应

四、效果展示

从概念意象到建成实景，白鹭体育场以“巨拱 + 索膜”的轻盈轮廓，成为厦门面向东海的新地标。

厦门新体育中心效果展示（一）

厦门新体育中心效果展示（二）

厦门新体育中心效果展示（三）

厦门新体育中心效果展示（四）

五、结语：台风区大跨结构的中国方案

2023 年 7 月，项目成功抵御超强台风“杜苏芮”，验证了“巨拱 + 索膜 + 可移动看台”复合结构在台风区大跨场景下的可靠性，也印证了参数化与数字化技术的工程价值。

作为本项目PTFE膜结构技术服务单位，烨兴膜结构具备“设计—加工—施工”全链条能力，长期深耕 ETFE / PTFE / PVDF 膜结构及索膜、金属屋面系统，服务体育场馆、交通枢纽、会展中心与城市地标等场景。