文/北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 孫衛(wèi)華

北京2022年冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)組織委員會(huì) 富心怡

北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 董曉玉 鄭 方

0 引言

國家游泳中心“水立方”是2008年北京奧運(yùn)會(huì)的標(biāo)志性場館，舉辦了游泳、跳水和花樣游泳等比賽，各國運(yùn)動(dòng)員在此打破21項(xiàng)世界紀(jì)錄，成為世界上“最快的泳池”[1]，給人們留下難忘的奧運(yùn)記憶（見圖1，2）。

圖1 國家游泳中心鳥瞰

圖2 2008年奧運(yùn)會(huì)游泳比賽

“水立方”是一個(gè)關(guān)于水的建筑，“水”是建筑的靈魂[2]。從建筑功能“水上競技休閑”到建筑立面“ETFE氣枕”（見圖3），從建筑結(jié)構(gòu)“多面體空間剛架”到建筑空間“泳池大廳，嬉水樂園”，從室外景觀“放擲于水，水滴漣漪”到室內(nèi)形象“藍(lán)白水韻，漪水盈方”，處處充滿“水”的主題、“水”的感受和“水”的神韻，為大眾創(chuàng)造出前所未有、令人精神愉悅的空間場所。

圖3 水立方ETFE氣枕

在北京2022年冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)期間，水立方承辦冰壺和輪椅冰壺比賽。冰壺場館自改造設(shè)計(jì)伊始即秉承“可轉(zhuǎn)換、輕改造、可逆式”原則，保留既有設(shè)施的運(yùn)行功能，從設(shè)計(jì)到實(shí)施皆采用預(yù)制裝配式系統(tǒng)作為主要技術(shù)路線。此次改造并非場館功能上的替代，而是在保證水上競賽功能的基礎(chǔ)上，增加全新的冰上功能內(nèi)涵，保證場館的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)國家游泳中心的“冰水雙輪驅(qū)動(dòng)”[3]。

根據(jù)冬奧會(huì)賽時(shí)運(yùn)行和電視轉(zhuǎn)播需求，冬奧期間“冰立方”主要包括3類設(shè)施：建筑空間本體+場館臨時(shí)設(shè)施+賽時(shí)形象景觀，涉及體育場地、看臺(tái)、室內(nèi)環(huán)境等方面。

1 冰壺比賽場地

“水立方”在比賽大廳游泳池中設(shè)置4道標(biāo)準(zhǔn)的冰壺賽道場地，以滿足冬奧冰壺和冬殘奧會(huì)輪椅冰壺比賽的要求。

其在泳池上采用裝配式鋼框架支撐系統(tǒng)和預(yù)制混凝土面板，形成冰壺場地的轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)。經(jīng)計(jì)算與現(xiàn)場試驗(yàn)，該系統(tǒng)能提供足夠的承載力及體系剛度，有效控制變形率和自振頻率，實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的安裝精度，將場地高差控制在5mm內(nèi)，保證場地的平整度。該系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)型鋼和預(yù)制混凝土構(gòu)件，加工精密便利、安裝方便快捷[4]。在此基礎(chǔ)平臺(tái)上，鋪設(shè)移動(dòng)式的蜂窩冰排制冰系統(tǒng)，接入室外配套的制冰設(shè)備系統(tǒng)[5]。經(jīng)過多次測試，可提高工效，在20d左右實(shí)現(xiàn)一輪“水冰”的場景轉(zhuǎn)換（見圖4，5）。

圖4 2010年改造后的泳池比賽大廳

圖5 搭建冰場結(jié)構(gòu)

2 看臺(tái)及比賽大廳的空間塑造

“水立方”比賽大廳現(xiàn)有永久觀眾席分列泳池南北兩側(cè)，由于冰壺比賽的運(yùn)行需求，故在冰壺場地東西兩側(cè)各搭設(shè)一套腳手架裝配體系的臨時(shí)看臺(tái)，與南北永久看臺(tái)對(duì)應(yīng)，形成沿冰場四面圍合的總體布局。

“冰立方”冰壺場地包括4條標(biāo)準(zhǔn)奧運(yùn)賽道，每條賽道冰面場地長45.72m，寬4.75m，周邊為寬10.00cm的海綿護(hù)檔，賽道間距1.20m。賽時(shí)制冰范圍為53.62mx26.70m，沿場地四邊設(shè)圍擋，圍擋內(nèi)尺寸為55.62mX30.70m。在東側(cè)臨時(shí)看臺(tái)后方設(shè)置垂幕圍擋，形成空間緊湊、尺度適宜的冰壺比賽空間，在節(jié)能、聲學(xué)等方面有利于冰場的運(yùn)行。盡管如此，“冰立方”依然是冬奧會(huì)歷史上體量最大的冰壺場館（見圖6，7）。

圖6 2022年冰立方冰壺比賽大廳

圖7 2022年冰立方冰壺比賽大廳垂幕

南側(cè)永久看臺(tái)為普通觀眾看臺(tái)，包括首層看臺(tái)和2層贊助商接待看臺(tái)；北側(cè)為奧林匹克大家庭貴賓看臺(tái)；西側(cè)臨時(shí)看臺(tái)包括評(píng)論員席和主要的攝像機(jī)平臺(tái)，攝像機(jī)平臺(tái)的腳手架結(jié)構(gòu)與看臺(tái)其他部分分開，避免評(píng)論員席的人員走動(dòng)引起震動(dòng)；東側(cè)是臨時(shí)搭建的攝影記者平臺(tái)。上方設(shè)置一塊約170m2的超大屏幕。通過該屏幕可實(shí)時(shí)展現(xiàn)4條賽道大本營的畫面，并能實(shí)時(shí)跟蹤冰壺在賽道上的運(yùn)行軌跡，讓觀眾更好領(lǐng)略冰壺運(yùn)動(dòng)的獨(dú)特魅力。

3 空間環(huán)境的控制

冰壺運(yùn)動(dòng)精細(xì)至極，被譽(yù)為冰上的“國際象棋”，是體能與智慧緊密結(jié)合的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，展現(xiàn)動(dòng)靜之美、取舍之道。這種極致彰顯于冰面上，故冰壺場地的冰面要求最為嚴(yán)苛，不僅體現(xiàn)在對(duì)冰面基層精度、穩(wěn)定性的掌控，還體現(xiàn)在對(duì)室內(nèi)環(huán)境的濕度、溫度、照明、采光等方面的精確控制。

“水立方”作為游泳和跳水等水上運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的比賽場館，賽時(shí)比賽大廳為高溫高濕環(huán)境，但冰壺比賽環(huán)境要求為低溫低濕，為此增設(shè)一套冰場專用除濕系統(tǒng)，在比賽大廳內(nèi)采用布袋風(fēng)管和裝配式風(fēng)道，系統(tǒng)體系上實(shí)現(xiàn)反復(fù)拆裝利用，新增的風(fēng)管與設(shè)備系統(tǒng)隱藏或融入比賽大廳的整體環(huán)境中。結(jié)合原有場館空調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“一館三溫”：比賽大廳的冰面溫度-4～-7℃、冰上1.5m位置空氣溫度8～12℃、觀眾席溫度16～18℃。同一高大空間內(nèi)，3個(gè)溫度分區(qū)智能調(diào)控，既滿足冰面環(huán)境需求，又為觀眾營造了舒適的觀賽環(huán)境。如果將冰上場館比作冰箱，“冰立方”則為一臺(tái)容積約2.2億L的大冰箱，且是分區(qū)控溫的智能冰箱。

為避免電視轉(zhuǎn)播照明燈光對(duì)冰面的熱輻射，場館照明設(shè)施全部更新為LED燈具，不僅節(jié)能，還可實(shí)現(xiàn)照明功能升級(jí)，游泳、冰壺及商演模式的燈光照明可一鍵切換，滿足賽事轉(zhuǎn)播及不同種類大型活動(dòng)的照明需要。

“水立方”屋頂ETFE氣枕膜上設(shè)置鍍點(diǎn)涂層，遮蔽散射的大部分自然光線。為降低自然光對(duì)冰面和轉(zhuǎn)播的影響，在比賽大廳上方屋頂結(jié)構(gòu)空腔內(nèi)、下層氣枕上方使用輕質(zhì)PVC遮光膜進(jìn)行覆蓋。遮光膜具備反射、隔熱性能，可有效避免直射光線對(duì)冰面的影響。冰壺大廳天棚上的遮光膜與場地東側(cè)的垂幕圍擋，以及大廳西側(cè)的遮光簾布，基本遮蔽了“水立方”透明氣枕的自然光直射。

“水立方”比賽大廳于2010年賽后改造完成，拆除約12000座2008年奧運(yùn)賽時(shí)臨時(shí)坐席，保留南北看臺(tái)約5000座永久坐席，同時(shí)在南北兩側(cè)臨時(shí)坐席區(qū)建造賽后運(yùn)營用房，其墻面采用穿孔鋁板吸聲構(gòu)造。比賽大廳現(xiàn)狀混響時(shí)間為2.8s，滿場觀眾混響時(shí)間約2.5s，滿足游泳、跳水等水上競技項(xiàng)目的比賽聲學(xué)環(huán)境需求。

大廳搭建冰上運(yùn)動(dòng)場地后，建筑內(nèi)空間的聲學(xué)環(huán)境發(fā)生變化。冰壺比賽對(duì)現(xiàn)場的建筑聲學(xué)環(huán)境要求較高，在賽道兩端，比賽人員要保證清晰的通話交流，其混響時(shí)間需小于2.0s。為進(jìn)一步降低混響時(shí)間，需在“水立方”比賽大廳內(nèi)增設(shè)吸聲體，通過吸聲來局部降低冰壺賽道區(qū)域的混響時(shí)間。聲學(xué)裝置應(yīng)具備輕質(zhì)和塑形性能，賽前賽后可方便裝拆、重復(fù)使用，無需借助額外飾面，自身可融入“水立方”比賽大廳原有建筑裝飾體系內(nèi)。對(duì)比玻璃棉、穿孔板、吸聲布等多種材料后，選用三聚氰胺泡沫板。這種吸聲材料是高開孔率的三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)新型泡沫海綿，具有優(yōu)異的吸聲性、阻燃性、隔熱性、耐濕熱穩(wěn)定性、衛(wèi)生安全性及良好的二次加工性能，是極輕質(zhì)的材料，其密度僅為8～10kg/m3，開孔率高達(dá)99%以上，三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)使空氣的對(duì)流傳熱得到有效阻滯，加之獨(dú)具特色的熱穩(wěn)定性，使其成為難以替代的輕質(zhì)保溫隔熱材料，對(duì)于冰場狀態(tài)的節(jié)能運(yùn)行更有利。對(duì)安裝后的空間混響時(shí)間進(jìn)行實(shí)地測試，空?qǐng)鰻顟B(tài)達(dá)1.95s，滿場時(shí)約1.60s，較好地滿足了“冰立方”冬奧冰壺比賽的聲學(xué)環(huán)境使用要求。

4 賽時(shí)形象景觀設(shè)計(jì)

北京2022年冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)賽時(shí)形象景觀核心元素的設(shè)計(jì)靈感來源于對(duì)自然規(guī)律和中國美學(xué)的理解與感悟，即中國傳統(tǒng)“道法自然、天人合一”的思想，依托中國獨(dú)特的傳統(tǒng)美學(xué)特征，在設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)自然昭示的意蘊(yùn)。其形，以中國獨(dú)特的傳統(tǒng)美學(xué)特征為源；其意，內(nèi)涵中華傳統(tǒng)文化精髓，共同演繹中國美學(xué)意蘊(yùn)，展示中國設(shè)計(jì)美學(xué)研究發(fā)展的新觀點(diǎn)、新流變、新趨勢。借助科技手段，利用計(jì)算機(jī)生成技術(shù)，將象征自然的山景，象征文化的中國畫、云氣紋、書法、長城，與代表人的雪花及體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度感的線條等相融合，運(yùn)用多維的現(xiàn)代化手法，呈現(xiàn)新時(shí)代人與自然和諧共生、構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的理念。

國家游泳中心“冰立方”的整體形象景觀設(shè)計(jì)理念結(jié)合場館冰壺運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目特色與2008年北京奧運(yùn)會(huì)代表性形象景觀，呈現(xiàn)“雙奧”場館“祥和、優(yōu)雅、睿智、熱情”的景觀特點(diǎn)。同時(shí)，堅(jiān)持“服務(wù)比賽、關(guān)注鏡頭、理念清晰、文化傳播、形象統(tǒng)一”的設(shè)計(jì)原則，兼顧冬奧與冬殘奧景觀轉(zhuǎn)換需求，充分運(yùn)用體現(xiàn)春節(jié)節(jié)慶氛圍的紅金色調(diào)，寓意純潔冰雪、未來與夢想的藍(lán)白色調(diào)和代表文化、可持續(xù)的青綠色調(diào)，作為場館人群流線的顏色區(qū)分，形成“冰立方”獨(dú)特的景觀特色（見圖8，9）。

圖8 冰立方冰壺比賽新聞發(fā)布廳

圖9 冬奧賽時(shí)南商街

國家游泳中心的南北連廊是主要景觀點(diǎn)位，更是媒體與觀眾主流線重點(diǎn)設(shè)計(jì)區(qū)域（見圖10，11）。整體縱向以形成連續(xù)核心圖形的包柱為主要設(shè)計(jì)中心，在南北兩側(cè)連廊的最佳觀測點(diǎn)能看到體現(xiàn)中國傳統(tǒng)“道法自然、天人合一”思想的圖形畫卷，畫卷融合京張賽區(qū)山形及長城形態(tài)，與象征文化的《千里江山圖》青綠山水、充滿動(dòng)感與力量的線條、書法的韻味、運(yùn)動(dòng)員的激情、賽場的滑道和前沿科技相融合。橫向考慮到連廊的面積體積以及冬殘奧會(huì)轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)需求，巧妙應(yīng)用基礎(chǔ)材料布，在降低成本的同時(shí)，通過大面積色彩突出視覺中心包柱，側(cè)邊加入冰墩墩各種形態(tài)造型及口號(hào)，形成橫向景觀打卡墻。比較巧妙的是，圖上所有需要轉(zhuǎn)換之處皆在原有材質(zhì)基礎(chǔ)上覆蓋而成，可進(jìn)行二次摘取使用。

圖10 冬奧賽前南北連廊

圖11 冬奧賽時(shí)南北連廊

此次“冰立方”形象景觀設(shè)計(jì)更關(guān)注“冰水轉(zhuǎn)換”概念，融入科技冬奧理念，在整體融合基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)體現(xiàn)2008奧運(yùn)遺產(chǎn)的再利用。在比賽大廳內(nèi)，帶有2022北京冬奧會(huì)會(huì)徽?qǐng)D標(biāo)的大型幕布背后即2008北京奧運(yùn)會(huì)幕布，全新的北京冬奧會(huì)幕布和有著14年時(shí)間沉淀的北京奧運(yùn)會(huì)幕布同時(shí)在場館中展現(xiàn)，體現(xiàn)國家游泳中心“雙奧”場館的風(fēng)采。

5 結(jié)語

從“水立方”到“冰立方”，變與不變，不變與變，如同“水”與“冰”，水之柔，卻是晶瑩的冰；冰之堅(jiān)，亦是清澈的水，二者歸一；在“水立方”中營造“冰立方”，不僅是現(xiàn)實(shí)意義上“冰水功能”的轉(zhuǎn)換，更是精神內(nèi)涵上“冰水合一”的交融。

建設(shè)單位：北京市國有資產(chǎn)經(jīng)營有限責(zé)任公司

施工單位：中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)

項(xiàng)目經(jīng)理：鄭 方

設(shè)計(jì)總負(fù)責(zé)人：鄭 方、孫衛(wèi)華

結(jié)構(gòu)專業(yè)：王雪生

設(shè)備專業(yè)：陳 盛、汪 波、劉 磊、魏時(shí)鳴

電氣專業(yè)：王瀟瀟、徐 昕、孫 妍

經(jīng)濟(jì)專業(yè)：王 帆

圖片來源：圖1，馬健強(qiáng)； 圖2，圖3，圖5，國家游泳中心；圖4，圖7，圖9左，圖10，孫衛(wèi)華；圖6上，圖8，袁藝；圖6下，圖9右，鄭方；圖11，富心怡