冰水交融——国家游泳中心冬奥冰壶场馆室内空间营造*

文/北京市建筑设计研究院有限公司 孙卫华

北京2022年冬奥会和冬残奥会组织委员会 富心怡

北京市建筑设计研究院有限公司 董晓玉 郑 方

0 引言

国家游泳中心“水立方”是2008年北京奥运会的标志性场馆，举办了游泳、跳水和花样游泳等比赛，各国运动员在此打破21项世界纪录，成为世界上“最快的泳池”[1]，给人们留下难忘的奥运记忆（见图1，2）。

图1 国家游泳中心鸟瞰

图2 2008年奥运会游泳比赛

“水立方”是一个关于水的建筑，“水”是建筑的灵魂[2]。从建筑功能“水上竞技休闲”到建筑立面“ETFE气枕”（见图3），从建筑结构“多面体空间刚架”到建筑空间“泳池大厅，嬉水乐园”，从室外景观“放掷于水，水滴涟漪”到室内形象“蓝白水韵，漪水盈方”，处处充满“水”的主题、“水”的感受和“水”的神韵，为大众创造出前所未有、令人精神愉悦的空间场所。

图3 水立方ETFE气枕

在北京2022年冬奥会和冬残奥会期间，水立方承办冰壶和轮椅冰壶比赛。冰壶场馆自改造设计伊始即秉承“可转换、轻改造、可逆式”原则，保留既有设施的运行功能，从设计到实施皆采用预制装配式系统作为主要技术路线。此次改造并非场馆功能上的替代，而是在保证水上竞赛功能的基础上，增加全新的冰上功能内涵，保证场馆的可持续发展，实现国家游泳中心的“冰水双轮驱动”[3]。

根据冬奥会赛时运行和电视转播需求，冬奥期间“冰立方”主要包括3类设施：建筑空间本体+场馆临时设施+赛时形象景观，涉及体育场地、看台、室内环境等方面。

1 冰壶比赛场地

“水立方”在比赛大厅游泳池中设置4道标准的冰壶赛道场地，以满足冬奥冰壶和冬残奥会轮椅冰壶比赛的要求。

其在泳池上采用装配式钢框架支撑系统和预制混凝土面板，形成冰壶场地的转换基础。经计算与现场试验，该系统能提供足够的承载力及体系刚度，有效控制变形率和自振频率，实现毫米级的安装精度，将场地高差控制在5mm内，保证场地的平整度。该系统采用标准型钢和预制混凝土构件，加工精密便利、安装方便快捷[4]。在此基础平台上，铺设移动式的蜂窝冰排制冰系统，接入室外配套的制冰设备系统[5]。经过多次测试，可提高工效，在20d左右实现一轮“水冰”的场景转换（见图4，5）。

图4 2010年改造后的泳池比赛大厅

图5 搭建冰场结构

2 看台及比赛大厅的空间塑造

“水立方”比赛大厅现有永久观众席分列泳池南北两侧，由于冰壶比赛的运行需求，故在冰壶场地东西两侧各搭设一套脚手架装配体系的临时看台，与南北永久看台对应，形成沿冰场四面围合的总体布局。

“冰立方”冰壶场地包括4条标准奥运赛道，每条赛道冰面场地长45.72m，宽4.75m，周边为宽10.00cm的海绵护档，赛道间距1.20m。赛时制冰范围为53.62mx26.70m，沿场地四边设围挡，围挡内尺寸为55.62mX30.70m。在东侧临时看台后方设置垂幕围挡，形成空间紧凑、尺度适宜的冰壶比赛空间，在节能、声学等方面有利于冰场的运行。尽管如此，“冰立方”依然是冬奥会历史上体量最大的冰壶场馆（见图6，7）。

图6 2022年冰立方冰壶比赛大厅

图7 2022年冰立方冰壶比赛大厅垂幕

南侧永久看台为普通观众看台，包括首层看台和2层赞助商接待看台；北侧为奥林匹克大家庭贵宾看台；西侧临时看台包括评论员席和主要的摄像机平台，摄像机平台的脚手架结构与看台其他部分分开，避免评论员席的人员走动引起震动；东侧是临时搭建的摄影记者平台。上方设置一块约170m2的超大屏幕。通过该屏幕可实时展现4条赛道大本营的画面，并能实时跟踪冰壶在赛道上的运行轨迹，让观众更好领略冰壶运动的独特魅力。

3 空间环境的控制

冰壶运动精细至极，被誉为冰上的“国际象棋”，是体能与智慧紧密结合的运动项目，展现动静之美、取舍之道。这种极致彰显于冰面上，故冰壶场地的冰面要求最为严苛，不仅体现在对冰面基层精度、稳定性的掌控，还体现在对室内环境的湿度、温度、照明、采光等方面的精确控制。

“水立方”作为游泳和跳水等水上运动项目的比赛场馆，赛时比赛大厅为高温高湿环境，但冰壶比赛环境要求为低温低湿，为此增设一套冰场专用除湿系统，在比赛大厅内采用布袋风管和装配式风道，系统体系上实现反复拆装利用，新增的风管与设备系统隐藏或融入比赛大厅的整体环境中。结合原有场馆空调系统，实现“一馆三温”：比赛大厅的冰面温度-4～-7℃、冰上1.5m位置空气温度8～12℃、观众席温度16～18℃。同一高大空间内，3个温度分区智能调控，既满足冰面环境需求，又为观众营造了舒适的观赛环境。如果将冰上场馆比作冰箱，“冰立方”则为一台容积约2.2亿L的大冰箱，且是分区控温的智能冰箱。

为避免电视转播照明灯光对冰面的热辐射，场馆照明设施全部更新为LED灯具，不仅节能，还可实现照明功能升级，游泳、冰壶及商演模式的灯光照明可一键切换，满足赛事转播及不同种类大型活动的照明需要。

“水立方”屋顶ETFE气枕膜上设置镀点涂层，遮蔽散射的大部分自然光线。为降低自然光对冰面和转播的影响，在比赛大厅上方屋顶结构空腔内、下层气枕上方使用轻质PVC遮光膜进行覆盖。遮光膜具备反射、隔热性能，可有效避免直射光线对冰面的影响。冰壶大厅天棚上的遮光膜与场地东侧的垂幕围挡，以及大厅西侧的遮光帘布，基本遮蔽了“水立方”透明气枕的自然光直射。

“水立方”比赛大厅于2010年赛后改造完成，拆除约12000座2008年奥运赛时临时坐席，保留南北看台约5000座永久坐席，同时在南北两侧临时坐席区建造赛后运营用房，其墙面采用穿孔铝板吸声构造。比赛大厅现状混响时间为2.8s，满场观众混响时间约2.5s，满足游泳、跳水等水上竞技项目的比赛声学环境需求。

大厅搭建冰上运动场地后，建筑内空间的声学环境发生变化。冰壶比赛对现场的建筑声学环境要求较高，在赛道两端，比赛人员要保证清晰的通话交流，其混响时间需小于2.0s。为进一步降低混响时间，需在“水立方”比赛大厅内增设吸声体，通过吸声来局部降低冰壶赛道区域的混响时间。声学装置应具备轻质和塑形性能，赛前赛后可方便装拆、重复使用，无需借助额外饰面，自身可融入“水立方”比赛大厅原有建筑装饰体系内。对比玻璃棉、穿孔板、吸声布等多种材料后，选用三聚氰胺泡沫板。这种吸声材料是高开孔率的三维网格结构新型泡沫海绵，具有优异的吸声性、阻燃性、隔热性、耐湿热稳定性、卫生安全性及良好的二次加工性能，是极轻质的材料，其密度仅为8～10kg/m3，开孔率高达99%以上，三维网格结构使空气的对流传热得到有效阻滞，加之独具特色的热稳定性，使其成为难以替代的轻质保温隔热材料，对于冰场状态的节能运行更有利。对安装后的空间混响时间进行实地测试，空场状态达1.95s，满场时约1.60s，较好地满足了“冰立方”冬奥冰壶比赛的声学环境使用要求。

4 赛时形象景观设计

北京2022年冬奥会和冬残奥会赛时形象景观核心元素的设计灵感来源于对自然规律和中国美学的理解与感悟，即中国传统“道法自然、天人合一”的思想，依托中国独特的传统美学特征，在设计中呈现自然昭示的意蕴。其形，以中国独特的传统美学特征为源；其意，内涵中华传统文化精髓，共同演绎中国美学意蕴，展示中国设计美学研究发展的新观点、新流变、新趋势。借助科技手段，利用计算机生成技术，将象征自然的山景，象征文化的中国画、云气纹、书法、长城，与代表人的雪花及体现运动速度感的线条等相融合，运用多维的现代化手法，呈现新时代人与自然和谐共生、构建人类命运共同体的理念。

国家游泳中心“冰立方”的整体形象景观设计理念结合场馆冰壶运动项目特色与2008年北京奥运会代表性形象景观，呈现“双奥”场馆“祥和、优雅、睿智、热情”的景观特点。同时，坚持“服务比赛、关注镜头、理念清晰、文化传播、形象统一”的设计原则，兼顾冬奥与冬残奥景观转换需求，充分运用体现春节节庆氛围的红金色调，寓意纯洁冰雪、未来与梦想的蓝白色调和代表文化、可持续的青绿色调，作为场馆人群流线的颜色区分，形成“冰立方”独特的景观特色（见图8，9）。

图8 冰立方冰壶比赛新闻发布厅

图9 冬奥赛时南商街

国家游泳中心的南北连廊是主要景观点位，更是媒体与观众主流线重点设计区域（见图10，11）。整体纵向以形成连续核心图形的包柱为主要设计中心，在南北两侧连廊的最佳观测点能看到体现中国传统“道法自然、天人合一”思想的图形画卷，画卷融合京张赛区山形及长城形态，与象征文化的《千里江山图》青绿山水、充满动感与力量的线条、书法的韵味、运动员的激情、赛场的滑道和前沿科技相融合。横向考虑到连廊的面积体积以及冬残奥会转换的设计需求，巧妙应用基础材料布，在降低成本的同时，通过大面积色彩突出视觉中心包柱，侧边加入冰墩墩各种形态造型及口号，形成横向景观打卡墙。比较巧妙的是，图上所有需要转换之处皆在原有材质基础上覆盖而成，可进行二次摘取使用。

图10 冬奥赛前南北连廊

图11 冬奥赛时南北连廊

此次“冰立方”形象景观设计更关注“冰水转换”概念，融入科技冬奥理念，在整体融合基础上，强调体现2008奥运遗产的再利用。在比赛大厅内，带有2022北京冬奥会会徽图标的大型幕布背后即2008北京奥运会幕布，全新的北京冬奥会幕布和有着14年时间沉淀的北京奥运会幕布同时在场馆中展现，体现国家游泳中心“双奥”场馆的风采。

5 结语

从“水立方”到“冰立方”，变与不变，不变与变，如同“水”与“冰”，水之柔，却是晶莹的冰；冰之坚，亦是清澈的水，二者归一；在“水立方”中营造“冰立方”，不仅是现实意义上“冰水功能”的转换，更是精神内涵上“冰水合一”的交融。

建设单位：北京市国有资产经营有限责任公司

施工单位：中建一局集团建设发展有限公司

设计团队

项目经理：郑 方

设计总负责人：郑 方、孙卫华

结构专业：王雪生

设备专业：陈 盛、汪 波、刘 磊、魏时鸣

电气专业：王潇潇、徐 昕、孙 妍

经济专业：王 帆

图片来源：图1，马健强； 图2，图3，图5，国家游泳中心；图4，图7，图9左，图10，孙卫华；图6上，图8，袁艺；图6下，图9右，郑方；图11，富心怡