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首都体育馆修建于1968年，建筑面积约5.3万平方米，属于综合性、多功能的体育馆，是北京重要的体育文化活动场所之一。在建成后的38年时间里，承担了众多的国际、国内体育比赛和训练，以及大型文艺演出任务。为满足2008年奥运会排球比赛和训练的需要，首都体育馆进行大规模改建工程。首都体育馆场馆改造完成后建筑面积增至约5.46万平方米，满足国际奥委会及国际单项体育组织的功能需求。改造工程主要包括比赛馆、综合训练馆和赛时附属用房，扩建部分主要是售票大厅和四个物品寄存处，另外还要对馆区环境进行改造和修缮。改建后的首都体育馆不仅可以满足2008年奥运会排球项目的训练和比赛，还能满足赛后其它大型活动的要求。
作为北京2022年冬奥会冰上项目场馆，2018年底前将开始改造。
首都体育馆占地面积7公顷，平面呈矩形。建筑物东西长122.2米，南北长107米，建筑面积4万平方米。比赛大厅屋盖净跨112×99米，屋盖结构为平板型双向空间钢网架。馆内有空调、冷冻系统设施，还有照明、扩音、广播电视转播、计时记分、通讯等现代设施。
奥运会期间首都体育馆将作为排球主比赛场馆。首都体育馆改扩建工程历时一年半，面积达54707平方米，设观众席17500个。首体是一个综合性体育馆，可以进行球类、冰上比赛和大型文体活动等。这座体育馆设有比赛大厅一个，练习馆三个，观众休息厅六个。比赛大厅的比赛场长88米，宽40米。比赛场内的地板可以移动撤走，放水结冰后，可进行滑冰，冰球，花样滑冰等冰上体育比赛。
建筑布局按功能分层布置，除比赛大厅外，还有三个练习馆和六个观众休息厅，观众主要从南、东、西三面室外台阶经二层休息厅进入比赛大厅；一层为运动员、裁判员、工作人员和贵宾用房。馆内还有广播、音响、电视转播、传真、计时记分、空调等设备。
体育馆比赛大厅是由21块活动地板组成的；每块活动地板长30米，宽3.5米。地板的下面是滑冰场，开动机器，地板就能往东、西两边撤走，并且一层层地下降，进到地板仓里。
撤走地板后，露出的是水磨石地面，在水磨石地面泼上水，水磨石内的低温氨液排管制冷，一年四季都能结冰，并能使冰面保持一定的温度，即使在炎热的"三伏天"，人们仍可观看冰球比赛和各种滑冰表演。比赛场地四周是看台，场内有18个观众出入口，观众可在5分钟内疏散完毕。
为了适应各种体育项目对场地大、小的不同要求，比赛大厅的看台，有活动的、半洗动的和固定的三种。前五排是活动看台，在进行冰球比赛时，可以把它推进去，扩大场地。东西看台第六排到第十排是半活动的，在进行大型兵乓球比赛时，可以把半活动看台撤走，整个比赛场地可以同时安放二十四张国际标准的兵乓球台进行比赛。主席台的前半部是活动的，为了适应大型会议的需要，它可以自动升降，延伸扩大120平方米，不用时就自动推进到主席台的后面。
比赛大厅设有空气调节系统，室内温度冬季不低于18℃，夏季不高于28℃，在冻冰时，温度也能保持适中。
为了适应国际比赛的要求，首都体育馆在1985年对比赛馆的灯光、音响、计时记分进行了更新改造。灯光采用的是镝灯和碘钨灯两种混合光照明（镝灯400瓦、碘钨灯1000瓦），发行后的照明达到了国际比赛的要求，平均水平照度为1500勒克斯；电子计时记分设备是目前国内先进的体育馆用大屏幕显示装置。
通过这套设备能将体育比赛中的各种信息迅速显示出来。此外，还能中、英文字资料，如标语、口号、广告、讲话稿等。显示牌能同时显示篮球、排球、手球、冰球等项体育比赛的时记分，也能显示不同的内容。操纵全部由电子计算机微机控制；广播音响功率改造后，比以前增加了一倍多，实际功率达到1500-2000瓦。
据北京市规划委员会、北京市文物局2007年12月19日通知，该建筑已经北京市政府批准列入《北京优秀近现代建筑保护名录（第一批）》。很多歌手的演唱会都选择在首都体育馆举办。
为88×40米，净高20.65米。可容纳观众18000人。
场地有活动木地板，木制地板可用机械转动，不用时，全部存人地板仓内。其第二层场地安装有制冰设备，由直接输氨系统可制冷为30×61平方米的冰场地面。制冰后可以进行冰球、花样滑冰和短跑道速滑比赛。铺上活动木地板就可以进行篮球、排球、羽毛球、乒乓球、手球和体操比赛，以及文艺演出活动，可同时进行24台乒乓球比赛。
在这里进行过世界体操锦标赛、世界冰球（C组）锦标赛，及多次重大国际比赛，第11届亚运会体操比赛，男女篮球决赛，男女排球比赛。
2007年夏天，代表世界水平的杯赛斯坦科维奇洲际篮球冠军杯赛在这里举行。
首都体育馆场馆改造完成后建筑面积增至约5.46万平方米，满足国际奥委会及国际单项体育组织的功能需求。改造工程主要包括比赛馆、综合训练馆和赛时附属用房，扩建部分主要是售票大厅和四个物品寄存处，另外还要对馆区环境进行改造和修缮。改建后的首都体育馆空间更加开阔，设施更加先进，功能更加完备，环境更加舒适，不仅可以满足2008年奥运会排球项目的训练和比赛，还能满足赛后其它大型活动的要求。
首都体育馆特为少年儿童、老年人和残疾人参加体育健身活动提供便利条件。每周一、周二和周四的上午9：00至11：00划定为面向老年人和残疾人的开放时间。届时将向残疾人、老年人开放给予半价优惠。少年儿童以俱乐部形式或集中安排时间，有组织对外开放。
首都体育馆是北京规模大、功能多、适用范围广的体育馆。东邻北京动物园，西望紫竹院公园和中国国家图书馆，绿荫环抱，空间广阔，环境优美。首都体育馆是1966年6月1日动工，1968年10月正式交付使用。整个工程从设计、施工到材料到设备，全部工程造价1500多万元。
首都体育馆是上个世纪60年代建筑，此次奥运工程改扩建给首都体育馆增添了新的生命力，在比赛场地东西两侧增加12个观众包厢，在馆外东西两侧各设两部电梯，还改善了通风空调、广播音响等设施，可更好地为观众服务。
此外，首体还减少了部分座席，增加了座席间的距离。由于在申奥期间首体的座席曾进行过更换，出于节俭办奥运的考虑，改造观众坐席基本保持原貌。但是原本能容纳1.8万名观众的首体，最终只有1.75万个坐席。此外，为满足大型活动的需要，主席台的前半部是可活动的，可以自动升降。据了解，这些“活动”主席台全部收起后，可为体育馆扩大面积120平方米.
已将近50岁的首都体育馆，在此举办过多次国际大赛和大型活动后，进行了奥运工程改造。此次改扩建给首都体育馆增添了新的生命力，作为2008年北京奥运会排球主赛场，将为首都体育馆的历史上增加光辉的一页。
首都体育馆场馆改扩建面积为54707平方米，功能全部参照国际标准进行，充分体现了奥运精神的内涵。改造加固部分主要包括比赛馆、综合训练馆和赛时附属用房，新建部分主要是售票大厅、四个物品寄存处和注册中心等。
改造后的首都体育馆外观上基本没有变化，只是在东西两侧各增加了两部电梯和一部爬梯。其中，体育馆西侧增加的两部电梯为无障碍电梯，电梯全部采用盲文以及语体提示系统，升降过程中有语言提示，是“会讲话”的电梯。
首体建成于上个世纪60年代，当时的国家建筑标准以及相关规范还比较不完善，不能适应现代建筑的需要。能容纳接近2万名观众的首体馆，观众的疏散是个大问题，因此，此次改造新增了电梯和步行梯，以便观众在紧急情况下进行疏散。”韩富士说：“另外，功能用房也需要有上下的交通。最终人们看到了首体东西两侧的竖条状的玻璃幕墙内的电梯和爬梯。”
为保持建筑外形和一些特殊部位的原貌，施工中采用了脚手架、大防护等措施，尽量避免与其接触。在对原结构梁板及混凝土墙开洞、部分钢筋混凝土结构的拆除上，为了避免对原建筑结构产生破坏，均采用无震动水钻方法进行切割，同时，为了达到无损拆除要求，在切割、拆除施工中，也全部选用取芯式金刚石钻孔机施工。
作为北京2022年冬奥会冰上项目场馆，首都体育馆已经初步形成改造方案，2018年底前将陆续开始改造。
