冰水交融
——國家游泳中心冬奧冰壺場館室內空間營造*

文/北京市建筑設計研究院有限公司 孫衛華

北京2022年冬奧會和冬殘奧會組織委員會 富心怡

北京市建筑設計研究院有限公司 董曉玉 鄭 方

0 引言

國家游泳中心“水立方”是2008年北京奧運會的標志性場館，舉辦了游泳、跳水和花樣游泳等比賽，各國運動員在此打破21項世界紀錄，成為世界上“最快的泳池”[1]，給人們留下難忘的奧運記憶（見圖1，2）。

圖1 國家游泳中心鳥瞰

圖2 2008年奧運會游泳比賽

“水立方”是一個關于水的建筑，“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），從建筑結構“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”到室內形象“藍白水韻，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年冬奧會和冬殘奧會期間，水立方承辦冰壺和輪椅冰壺比賽。冰壺場館自改造設計伊始即秉承“可轉換、輕改造、可逆式”原則，保留既有設施的運行功能，從設計到實施皆采用預制裝配式系統作為主要技術路線。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上，增加全新的冰上功能內涵，保證場館的可持續發展，實現國家游泳中心的“冰水雙輪驅動”[3]。

根據冬奧會賽時運行和電視轉播需求，冬奧期間“冰立方”主要包括3類設施：建筑空間本體+場館臨時設施+賽時形象景觀，涉及體育場地、看臺、室內環境等方面。

1 冰壺比賽場地

“水立方”在比賽大廳游泳池中設置4道標準的冰壺賽道場地，以滿足冬奧冰壺和冬殘奧會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和預制混凝土面板，形成冰壺場地的轉換基礎。經計算與現場試驗，該系統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，實現毫米級的安裝精度，將場地高差控制在5mm內，保證場地的平整度。該系統采用標準型鋼和預制混凝土構件，加工精密便利、安裝方便快捷[4]。在此基礎平臺上，鋪設移動式的蜂窩冰排制冰系統，接入室外配套的制冰設備系統[5]。經過多次測試，可提高工效，在20d左右實現一輪“水冰”的場景轉換（見圖4，5）。

圖4 2010年改造后的泳池比賽大廳

圖5 搭建冰場結構

2 看臺及比賽大廳的空間塑造

“水立方”比賽大廳現有永久觀眾席分列泳池南北兩側，由于冰壺比賽的運行需求，故在冰壺場地東西兩側各搭設一套腳手架裝配體系的臨時看臺，與南北永久看臺對應，形成沿冰場四面圍合的總體布局。

“冰立方”冰壺場地包括4條標準奧運賽道，每條賽道冰面場地長45.72m，寬4.75m，周邊為寬10.00cm的海綿護檔，賽道間距1.20m。賽時制冰范圍為53.62mx26.70m，沿場地四邊設圍擋，圍擋內尺寸為55.62mX30.70m。在東側臨時看臺后方設置垂幕圍擋，形成空間緊湊、尺度適宜的冰壺比賽空間，在節能、聲學等方面有利于冰場的運行。盡管如此，“冰立方”依然是冬奧會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

南側永久看臺為普通觀眾看臺，包括首層看臺和2層贊助商接待看臺；北側為奧林匹克大家庭貴賓看臺；西側臨時看臺包括評論員席和主要的攝像機平臺，攝像機平臺的腳手架結構與看臺其他部分分開，避免評論員席的人員走動引起震動；東側是臨時搭建的攝影記者平臺。上方設置一塊約170m2的超大屏幕。通過該屏幕可實時展現4條賽道大本營的畫面，并能實時跟蹤冰壺在賽道上的運行軌跡，讓觀眾更好領略冰壺運動的獨特魅力。

3 空間環境的控制

冰壺運動精細至極，被譽為冰上的“國際象棋”，是體能與智慧緊密結合的運動項目，展現動靜之美、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苛，不僅體現在對冰面基層精度、穩定性的掌控，還體現在對室內環境的濕度、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動項目的比賽場館，賽時比賽大廳為高溫高濕環境，但冰壺比賽環境要求為低溫低濕，為此增設一套冰場專用除濕系統，在比賽大廳內采用布袋風管和裝配式風道，系統體系上實現反復拆裝利用，新增的風管與設備系統隱藏或融入比賽大廳的整體環境中。結合原有場館空調系統，實現“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，3個溫度分區智能調控，既滿足冰面環境需求，又為觀眾營造了舒適的觀賽環境。如果將冰上場館比作冰箱，“冰立方”則為一臺容積約2.2億L的大冰箱，且是分區控溫的智能冰箱。

為避免電視轉播照明燈光對冰面的熱輻射，場館照明設施全部更新為LED燈具，不僅節能，還可實現照明功能升級，游泳、冰壺及商演模式的燈光照明可一鍵切換，滿足賽事轉播及不同種類大型活動的照明需要。

“水立方”屋頂ETFE氣枕膜上設置鍍點涂層，遮蔽散射的大部分自然光線。為降低自然光對冰面和轉播的影響，在比賽大廳上方屋頂結構空腔內、下層氣枕上方使用輕質PVC遮光膜進行覆蓋。遮光膜具備反射、隔熱性能，可有效避免直射光線對冰面的影響。冰壺大廳天棚上的遮光膜與場地東側的垂幕圍擋，以及大廳西側的遮光簾布，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年奧運賽時臨時坐席，保留南北看臺約5000座永久坐席，同時在南北兩側臨時坐席區建造賽后運營用房，其墻面采用穿孔鋁板吸聲構造。比賽大廳現狀混響時間為2.8s，滿場觀眾混響時間約2.5s，滿足游泳、跳水等水上競技項目的比賽聲學環境需求。

大廳搭建冰上運動場地后，建筑內空間的聲學環境發生變化。冰壺比賽對現場的建筑聲學環境要求較高，在賽道兩端，比賽人員要保證清晰的通話交流，其混響時間需小于2.0s。為進一步降低混響時間，需在“水立方”比賽大廳內增設吸聲體，通過吸聲來局部降低冰壺賽道區域的混響時間。聲學裝置應具備輕質和塑形性能，賽前賽后可方便裝拆、重復使用，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。對比玻璃棉、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格結構新型泡沫海綿，具有優異的吸聲性、阻燃性、隔熱性、耐濕熱穩定性、衛生安全性及良好的二次加工性能，是極輕質的材料，其密度僅為8～10kg/m3，開孔率高達99%以上，三維網格結構使空氣的對流傳熱得到有效阻滯，加之獨具特色的熱穩定性，使其成為難以替代的輕質保溫隔熱材料，對于冰場狀態的節能運行更有利。對安裝后的空間混響時間進行實地測試，空場狀態達1.95s，滿場時約1.60s，較好地滿足了“冰立方”冬奧冰壺比賽的聲學環境使用要求。

4 賽時形象景觀設計

北京2022年冬奧會和冬殘奧會賽時形象景觀核心元素的設計靈感來源于對自然規律和中國美學的理解與感悟，即中國傳統“道法自然、天人合一”的思想，依托中國獨特的傳統美學特征，在設計中呈現自然昭示的意蘊。其形，以中國獨特的傳統美學特征為源；其意，內涵中華傳統文化精髓，共同演繹中國美學意蘊，展示中國設計美學研究發展的新觀點、新流變、新趨勢。借助科技手段，利用計算機生成技術，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運動速度感的線條等相融合，運用多維的現代化手法，呈現新時代人與自然和諧共生、構建人類命運共同體的理念。

國家游泳中心“冰立方”的整體形象景觀設計理念結合場館冰壺運動項目特色與2008年北京奧運會代表性形象景觀，呈現“雙奧”場館“祥和、優雅、睿智、熱情”的景觀特點。同時，堅持“服務比賽、關注鏡頭、理念清晰、文化傳播、形象統一”的設計原則，兼顧冬奧與冬殘奧景觀轉換需求，充分運用體現春節節慶氛圍的紅金色調，寓意純潔冰雪、未來與夢想的藍白色調和代表文化、可持續的青綠色調，作為場館人群流線的顏色區分，形成“冰立方”獨特的景觀特色（見圖8，9）。

圖8 冰立方冰壺比賽新聞發布廳

圖9 冬奧賽時南商街

國家游泳中心的南北連廊是主要景觀點位，更是媒體與觀眾主流線重點設計區域（見圖10，11）。整體縱向以形成連續核心圖形的包柱為主要設計中心，在南北兩側連廊的最佳觀測點能看到體現中國傳統“道法自然、天人合一”思想的圖形畫卷，畫卷融合京張賽區山形及長城形態，與象征文化的《千里江山圖》青綠山水、充滿動感與力量的線條、書法的韻味、運動員的激情、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轉換的設計需求，巧妙應用基礎材料布，在降低成本的同時，通過大面積色彩突出視覺中心包柱，側邊加入冰墩墩各種形態造型及口號，形成橫向景觀打卡墻。比較巧妙的是，圖上所有需要轉換之處皆在原有材質基礎上覆蓋而成，可進行二次摘取使用。

圖10 冬奧賽前南北連廊

圖11 冬奧賽時南北連廊

此次“冰立方”形象景觀設計更關注“冰水轉換”概念，融入科技冬奧理念，在整體融合基礎上，強調體現2008奧運遺產的再利用。在比賽大廳內，帶有2022北京冬奧會會徽圖標的大型幕布背后即2008北京奧運會幕布，全新的北京冬奧會幕布和有著14年時間沉淀的北京奧運會幕布同時在場館中展現，體現國家游泳中心“雙奧”場館的風采。

5 結語

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，亦是清澈的水，二者歸一；在“水立方”中營造“冰立方”，不僅是現實意義上“冰水功能”的轉換，更是精神內涵上“冰水合一”的交融。

建設單位：北京市國有資產經營有限責任公司

施工單位：中建一局集團建設發展有限公司

設計團隊

項目經理：鄭 方

設計總負責人：鄭 方、孫衛華

結構專業：王雪生

設備專業：陳 盛、汪 波、劉 磊、魏時鳴

電氣專業：王瀟瀟、徐 昕、孫 妍

經濟專業：王 帆

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