國家速滑館“冰絲帶”建筑照明設計

陳天鈺，李奇峰

(上海碧甫照明工程設計有限公司，北京 100022)

引言

國家速滑館位于北京市朝陽區(qū)林萃路2號，近奧林匹克公園，擁有面積達1.2萬m2的亞洲最大的全冰面設計，平時可接待超過2 000人同時開展冰球、速度滑冰、花樣滑冰、冰壺等所有冰上運動。作為2022年第24屆北京冬季奧運會唯一新建的冰上競賽場館，國家速滑館將用于大道速度滑冰比賽，共產(chǎn)生14塊金牌，將是本屆冬奧會產(chǎn)生金牌數(shù)量最多的單體場館。

國家速滑館建成后與“鳥巢”(圖1)、“水立方”(圖2)共同組成“雙奧”之城的核心建筑，成為延續(xù)城市空間記憶和傳承奧運文脈的標志性建筑。

圖1 國家體育場“鳥巢”Fig.1.National Stadium “Bird’s Nest”

圖2 國家游泳館“水立方”Fig.2 National Aquatics center “Water Cube”

1 項目概況

國家速滑館以“冰”和“絲”為建筑設計意向，由22條晶瑩剔透的玻璃圓管環(huán)繞建筑表面，韻律起伏的玻璃圓管成為建筑最具表現(xiàn)力的設計語言，象征速度與激情，體現(xiàn)速度滑冰的運動主題。設計意向代表冰的堅硬和絲的柔滑完美結合，因此又被稱為“冰絲帶”(圖3)。

奧運會作為一項全世界共同的盛會，四年一屆，每屆都會成為主辦國向世界全方位展示自身的舞臺。每屆奧運會都會建造一系列著名的體育建筑，例如：充滿古典與現(xiàn)代相融合的1960年第17屆羅馬夏季奧運會主場館建筑、充滿前瞻意味可伸縮的2000年第27屆悉尼夏季奧運會主場館建筑，以及充滿環(huán)保和無障礙設計的新一代體育建筑2021年第32屆東京夏季奧運會“森林體育場”。這些建筑的完成和使用不但造福了本國民眾，并向世界展示了主辦國的科學技術實力，其不斷探索演化的設計和建造方法也在很大程度上不斷推動著世界大型公共建筑的發(fā)展。

圖3 國家速滑館“冰絲帶”建筑設計意向Fig.3 National Speed Skating Oval “Ice Ribbon” design concept

各項第一(唯一)標志著國家速滑館“冰絲帶”的重要性、前瞻性以及科技屬性。作為典型的新建現(xiàn)代體育場館建筑，國家速滑館的設計集成了通用空間、超大跨結構、自由曲面幕墻、冰場節(jié)能等關鍵技術，為北京冬奧會賽時、賽后的可持續(xù)運營提供保障。同時，建筑設計也在科技創(chuàng)新和綠色節(jié)能方面做出了很大的研究和探索。整體建筑立面采用全玻璃幕墻，采光充足的同時，也給建筑幕墻、照明、暖通等專業(yè)帶來了一系列的挑戰(zhàn)(圖4)。

圖4 國家速滑館“冰絲帶”建筑效果圖Fig.4 Architecture rendering of National Speed Skating Oval “Ice Ribbon”

2 設計原則

作為北京冬奧標志性比賽場館，國家速滑館外觀照明設計遵從以下設計原則：

(1) 符合JGJ/T 163—2008《城市夜景照明設計規(guī)范》，并依照北京市《城市夜景照明技術規(guī)范》和夜景管控的要求進行相應的亮度及動態(tài)控制。

(2) 尋求和周邊環(huán)境的和諧相融。

速滑館的場地位于奧林匹克森林公園西側，森林公園四季分明、綠樹成蔭，是深受公眾喜愛的公眾場所。速滑館的建成，不但增加了京城公眾的休閑運動場所，亦與森林公園形成相互促進的聯(lián)動關系。同時，速滑館與臨近的國家體育場“鳥巢”和國家游泳館“水立方”成就夏季、冬季兩個奧運的傳奇，水、火、冰的建筑意向也形成了中華民族鮮明的四時印象(圖5)。速滑館在這樣得天獨厚的自然、歷史條件下，自規(guī)劃初期便天然具備了自帶光環(huán)的屬性，這為建筑外觀照明設計提供了充分的靈感來源。

圖5 冰絲帶、水立方和鳥巢Fig.5 Ice Ribbon, Water Cube, Bird’s Nest

(3)建筑外觀照明尋求現(xiàn)代體育精神的傳達和延伸。

與鳥巢熱烈、躍動的氣氛以及水立方沉靜、流動的氣質形成巨大反差的同時，又一脈相承的是建筑照明由內而外散發(fā)的場所精神：“冰絲帶”追求卓越、不設限的速度之感。

國家速滑館照明設計立足冬奧契機，力求融入體育精神的內核，并將科技之光、綠色之光的設計理念注入現(xiàn)代體育場館外觀照明的設計脈絡之中，致力于打造一個富于想象力、令人產(chǎn)生記憶點的現(xiàn)象級的建筑照明作品。

3 設計推演

傳統(tǒng)體育場館建筑多采用實體建筑材料圍合，照明設計強調建筑體塊和材料特點。而速滑館采用高透明度的曲面玻璃幕墻和單索支承的網(wǎng)殼體系，整體輕盈通透。曲面玻璃幕墻在立面的基準線上彎曲4次，形成層疊的褶皺，就如同天壇層疊的屋頂。褶皺上安裝總計22根直徑35 cm的印刷玻璃圓管“冰絲帶”，在褶皺的凸起處密集，凹陷處疏松，富有韻律感。通過斜向幕墻索的協(xié)同作用，減小豎向的幕墻龍骨斷面，以強調“冰絲帶”的水平向度(圖6)。半透明的玻璃管與高透明度的曲面玻璃互相映襯，也給予照明設計與建筑設計一體化表達的可能性。

22條“冰絲帶”玻璃圓管共同構成建筑立面上最重要的設計元素，而建筑整體為橢圓弧線造型，并在南北方向形成長軸低點，以及東西方向形成短軸高點(圖7)。照明設計需要分別根據(jù)建筑在雙曲方向上的旋轉角度，考慮燈光呈現(xiàn)的方向所形成的視角變化及亮度的關系，同時也需要考慮“冰絲帶”亮度和背景亮度之間的合理對比。

圖6 典型幕墻和“冰絲帶”圓管剖面Fig.6 Typical curtain wall and section of “Ice Ribbon”

圖7 幕墻內部結構Fig.7 Indoor structure of curtain wall

在建筑長軸方向，玻璃圓管的排布更加平緩，燈光更近似于從玻璃圓管的頂端到朝向地面方向的一側投射出來；而短軸方向，玻璃圓管的垂直方向轉折更加明顯，局部甚至接近90°的轉折角度，這表示，燈光將有更多機會分別從玻璃圓管透光中心的兩側分別展示出來(圖8)。

圖8 建筑短軸和長軸方向的幕墻剖面Fig.8 Curtain wall sections along the short and long axes of the building

作為北京重要的冬季奧運場館，“冰絲帶”將其重要的冰雪元素融合到玻璃圓管“冰絲帶”表面肌理的設計之中，冰裂紋的圖案結合釉面的遮蓋力，是燈光的完美載體。光在整個玻璃圓管中形成遮蔽、半通透、通透及腔體反射投射的一系列復雜變化，形成理想的冰與光交融的效果(圖9)。

圖9 玻璃圓管“冰絲帶”燈光效果推演及樣板試驗Fig.9 Demonstration and sample test of “Ice Ribbon” lighting effect of glass tube

圖10 玻璃圓管燈具安裝節(jié)點Fig.10 Lighting fixture mounting detail of glass tube

22根玻璃圓管在速滑館立面上盤旋，形成總計2.75萬米長的冰之光帶。LED線形燈沿玻璃圓管兩側通布(圖10)，每根燈具采用RGBW的全彩LED芯片，助力服務于冬奧與春節(jié)期間豐富的展演展示需求，以及科技奧運、人文奧運的深層次的內涵表達。

國家速滑館作為擁有標準速滑賽道的競技場館，其建筑體量龐大，擁有充足的空間資源。然而，沿襲現(xiàn)代體育建筑的發(fā)展方向，其雙曲流線造型和大坡面的玻璃幕墻形成了一個無吊頂?shù)那惑w空間，給設備安裝和隱蔽帶來了極大的難題。2.75萬根LED燈具，每根燈具擁有8個像素地址，RGBW全彩芯片的應用，則須按照每個像素地址分配4個色彩地址通道；總計產(chǎn)生88萬個地址碼。

通過與蛇形幕墻龍骨的設計結合，超過11萬個分控設備被安裝在玻璃幕墻內側排布。最終還原了“冰絲帶”純潔、純凈、純粹的建筑之美(圖11、圖12)。

圖11 玻璃圓管照明效果Fig.11 Lighting effect of glass tube

圖12 玻璃幕墻內部效果Fig.12 Inner effect of glass curtain wall

4 現(xiàn)代體育場館照明設計的場所精神

近年以來，奧運經(jīng)濟和夜景經(jīng)濟成為全球發(fā)展的又一驅動力。國家速滑館作為現(xiàn)代玻璃幕墻為主要建筑立面的新型體育建筑，其建筑照明也被賦予了多種內涵：

(1)打造現(xiàn)代體育建筑的場所精神，傳達體育競技項目的精神內核。建筑是人類社會文明發(fā)展的產(chǎn)物，帶有深厚的文化屬性。速滑館的建筑照明秉持建筑設計理念、延續(xù)統(tǒng)一的設計語匯，為建筑提供更為豐富直觀的視覺效果，彰顯競技體育的速度、力量與美感。

(2)完成建筑室內外照明的媒體宣傳功能。信息技術與文化傳播的融合是現(xiàn)代照明技術發(fā)展的重要方向，速滑館照明以智能控制技術為支撐，使建筑成為媒體宣傳的窗口。

(3)拓展體育場館非奧運賽場的功能屬性。使用功能的拓展和藝術化的視覺環(huán)境設計是體育場館在后奧運時代面臨的新課題，速滑館的照明設計充分考慮多場景使用的可能性，為后續(xù)利用提供廣闊的舞臺和空間。

4 結語

通過不同維度的思考和研究，速滑館的照明設計實現(xiàn)了“冰絲帶”“22”與2022這一特殊時間的永恒凝結(圖13)。22條如絲如縷、晶瑩剔透的冰之絲帶，在中國農歷虎年新春留給世界一個速度與激情的冬奧印象。

圖13 國家速滑館照明效果Fig.13 Lighting effect of National Speed Skating Oval