冰絲帶、冰立方、冰之帆……一個(gè)又一個(gè)的冬奧競技場館以嶄新形象與大眾見面，講述著一段段建筑與冬奧的奇緣。冬奧競技場館不僅是一個(gè)比賽項(xiàng)目的競技場地，它也記錄著體育歷史的變遷，承載著人文情懷和體育夢想。每一處冬奧建筑，都是把奧運(yùn)精神照進(jìn)現(xiàn)實(shí)的載體

冰絲帶、冰立方、冰之帆……一個(gè)又一個(gè)的冬奧競技場館以嶄新形象與大眾見面，講述著一段段建筑與冬奧的奇緣。

冬奧競技場館不僅是一個(gè)比賽項(xiàng)目的競技場地，它也記錄著體育歷史的變遷，承載著人文情懷和體育夢想。

每一處冬奧建筑，都是把奧運(yùn)精神照進(jìn)現(xiàn)實(shí)的載體。

速度與激情

國家速滑館：飛旋飄逸的“冰絲帶”

國家速滑館是北京2022年冬奧會(huì)標(biāo)志性的建筑，也是北京賽區(qū)唯一新建的冰上競賽場館，承擔(dān)速度滑冰項(xiàng)目的比賽和訓(xùn)練。國家速滑館以“冰”和“速度”為象征，稱為“冰絲帶”。22根玻璃及鋼組成的“絲帶”飛旋飄逸，宛如運(yùn)動(dòng)員在冰面上飛速滑行留下的痕跡，也體現(xiàn)出冰上比賽競爭的精彩與激烈。“22”同時(shí)也呼應(yīng)著北京冬奧會(huì)舉辦年份，在場館里留下時(shí)間印記。

國家速滑館

作為國家速滑館的設(shè)計(jì)方，北京建院把建筑藝術(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，讓世界看到了中國建筑行業(yè)的高水平和無限潛力。建筑美學(xué)與建筑技術(shù)融合的“冰絲帶”造型、替代傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的索網(wǎng)屋面、數(shù)字化生產(chǎn)與裝配技術(shù)……北京建院超越了速滑場館在空間塑形、結(jié)構(gòu)選型、圍護(hù)體系、制冰系統(tǒng)、節(jié)能降耗、綠色低碳等方面的常規(guī)做法，用建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的每一次創(chuàng)新把速滑項(xiàng)目的“速度與激情”刻進(jìn)場館里。

國家速滑館堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展策略，在設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行全過程期間踐行節(jié)能低碳原則，打造首例綠建三星冰上競賽場館。秉承“綠色冬奧”理念，北京建院建立緊湊集約的冰場空間以控制建筑體積，將控制制冰運(yùn)行能耗作為可持續(xù)策略的首要目標(biāo)。比賽大廳的空間形態(tài)和容積大小是冰場環(huán)境控制和運(yùn)行能耗的關(guān)鍵因素之一，其空間容積越小，就越容易實(shí)現(xiàn)冰場比賽環(huán)境的精準(zhǔn)控制和制冰能耗的節(jié)約運(yùn)行。國家速滑館選擇馬鞍形態(tài)的屋面和單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系，壓減了超過50%的非必要的室內(nèi)空間，并將約75%的建筑面積設(shè)置于地下空間，而建筑體積的壓減和建筑高度的控制，又大大節(jié)省了幕墻、屋面等外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積和規(guī)模，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了綠色節(jié)能的建設(shè)和運(yùn)行。

此外，北京建院在設(shè)計(jì)中，采用了索結(jié)構(gòu)、金屬屋面、幕墻體系等輕質(zhì)結(jié)構(gòu)與圍護(hù)體系。國家速滑館比賽大廳圍繞速滑冰面場地和觀眾看臺(tái)設(shè)置外傾20°的碗形曲面隔墻體系，包含在其中的斜向看臺(tái)柱作為結(jié)構(gòu)體系的主要基礎(chǔ)性支撐，在其頂部設(shè)巨型環(huán)桁架，內(nèi)側(cè)張拉單層雙向正交索網(wǎng)屋面，外側(cè)斜拉索結(jié)構(gòu)曲面玻璃幕墻，形成一個(gè)受力均衡合理、輕質(zhì)高效節(jié)省的結(jié)構(gòu)體系，塑造了宏偉、充滿動(dòng)感的內(nèi)部空間，在空間效果和結(jié)構(gòu)性能完美結(jié)合的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約用材。

本次設(shè)計(jì)首創(chuàng)采用了金屬單元柔性屋面和冰絲帶幕墻系統(tǒng)。新型單元式柔性金屬屋面體系進(jìn)行了諸多技術(shù)和材料方面的創(chuàng)新，解決了與索網(wǎng)結(jié)構(gòu)配套使用的圍護(hù)系統(tǒng)柔性變形技術(shù)難題，填補(bǔ)了裝配式模塊化屋面系統(tǒng)的空白。建成后，國家速滑館也成為世界上跨度最大的單層雙向正交索網(wǎng)結(jié)構(gòu)體育館。

為應(yīng)對“冰絲帶”特殊的造型要求，北京建院研發(fā)了單索支承異面網(wǎng)殼曲面幕墻體系。在橢圓平面軌跡上，采用由多個(gè)平段、曲段組合的典型斷面放樣，并使用統(tǒng)一半徑的彎弧玻璃和平板玻璃板塊組合，由3360塊曲面和平板玻璃平曲耦合形成自由曲面；結(jié)合節(jié)能、安全要求，實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)的曲面玻璃幕墻工藝和性能，推動(dòng)了曲面玻璃幕墻的技術(shù)進(jìn)步，創(chuàng)造了建筑工藝美學(xué)的新高度。

國家速滑館也實(shí)現(xiàn)了首例全冰面設(shè)計(jì)。速滑比賽場地按照國際滑聯(lián)（ISU）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置400m賽道。通過冰面的分區(qū)控制，可滿足速度滑冰、短道滑冰、花樣滑冰、冰壺、冰球等五大類冰上運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的競賽要求；也可以實(shí)現(xiàn)各分區(qū)同時(shí)制冰，形成一整塊無縫完整冰面，其面積約達(dá)1.15萬m2，賽后能夠?qū)崿F(xiàn)2,000人同時(shí)上冰的全民健身需求，助力“三億人參與冰雪運(yùn)動(dòng)”。

在運(yùn)營上，國家速滑館也將應(yīng)用基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化集成平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全方位運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)、智慧化建筑管理，支撐智慧觀賽服務(wù)，冬奧賽時(shí)將為廣大觀眾呈現(xiàn)一個(gè)全新的智慧場館。

和諧與共生

國家游泳中心：水與冰的“圓舞曲”

曾經(jīng)見證2008北京奧運(yùn)會(huì)的國家游泳中心“水立方”將在2022年冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)期間承辦冰壺和輪椅冰壺比賽。北京建院承擔(dān)起它的改造設(shè)計(jì)任務(wù)，讓“水立方”變身“冰立方”，實(shí)現(xiàn)“冰”“水”功能轉(zhuǎn)換。如今，國家游泳中心已經(jīng)成為世界上第一座可同時(shí)運(yùn)行冰上和水上項(xiàng)目的雙奧場館。

改造的第一個(gè)挑戰(zhàn)就是“可逆互轉(zhuǎn)”。場館必須在保有水上功能的基礎(chǔ)上新增冰上功能，改造完成后的“冰立方”不僅功能增加，性能提升，更要實(shí)現(xiàn)智能升級(jí)。2015年起，科研團(tuán)隊(duì)就著手試驗(yàn)性研究，尋找既不影響原來水上功能，又能滿足冬奧賽時(shí)需求的設(shè)計(jì)方案。最終，通過在比賽大廳中部搭建可轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及安裝可拆裝制冰系統(tǒng)，形成了具有4條標(biāo)準(zhǔn)賽道的冰壺場地，解決了冰壺比賽的冰面基礎(chǔ)問題。

這是奧運(yùn)歷史上首次利用奧運(yùn)會(huì)水上項(xiàng)目場館舉辦冰上項(xiàng)目比賽。通過支撐體系和移動(dòng)式制冰系統(tǒng)，“水立方”和“冰立方”可以自由“切換”，進(jìn)而完成了奧運(yùn)場館“反復(fù)利用、綜合利用、持久利用”的實(shí)踐，也實(shí)現(xiàn)了場館蓄勢、蓄能、蓄力、“可持續(xù)，向未來”的蛻變升級(jí)。

國家游泳中心的改造堅(jiān)持“輕建造模式”。除了可逆的裝配式冰壺場地體系，輕建造模式也體現(xiàn)賽時(shí)設(shè)施的建設(shè)上。比如，現(xiàn)有永久更衣間不足以滿足冬奧賽事需求，但大量新建更衣間不僅成本高昂，且擠占場館賽后運(yùn)營空間。為解決這一矛盾，北京建院創(chuàng)新應(yīng)用集裝箱式運(yùn)動(dòng)員更衣間。通過對“退役”集裝箱進(jìn)行低碳環(huán)保的功能模塊化改造，滿足賽事運(yùn)行時(shí)的運(yùn)動(dòng)員更衣間需求。賽后，集裝箱模塊可以無痕移除，還原場館運(yùn)營空間，且撤出的集裝箱模塊還能作為場館的客服咨詢、休息餐飲、商品售賣等公眾服務(wù)設(shè)施使用，或租賃、出售集裝箱模塊實(shí)現(xiàn)場館經(jīng)濟(jì)收益。

為實(shí)現(xiàn)智慧觀賽，北京建院還在照明、弱電等系統(tǒng)進(jìn)行了改造升級(jí)。改造后，國家游泳中心支持虛擬現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)觀賽模式，獲得了三星級(jí)綠色照明標(biāo)識(shí)證書，與改造前相比，照明節(jié)電率達(dá)到60%，有效地節(jié)能減排，還通過設(shè)立可持續(xù)監(jiān)管平臺(tái)及能源管控中心，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等群智能技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行能耗和碳排放智能化管理。

傳承與創(chuàng)新

國家體育館：奧運(yùn)“折扇”變冬奧“冰帆”

國家體育館在造型上取意于中國傳統(tǒng)“折扇”，是目前北京市設(shè)施最先進(jìn)、坐席數(shù)量最多的室內(nèi)體育館。北京建院按照冬奧會(huì)賽時(shí)標(biāo)準(zhǔn)將其改造，“折扇”傳承著奧運(yùn)精神，變成了在2022年揚(yáng)帆再行的“冰之帆”。2022年北京冬奧會(huì)期間，國家體育館將承辦冬奧會(huì)男子冰球項(xiàng)目的比賽和決賽、女子冰球項(xiàng)目的部分比賽及冬殘奧會(huì)冰橇冰球項(xiàng)目的比賽。

國家體育館在改擴(kuò)建設(shè)計(jì)中，一方面在延續(xù)原有奧運(yùn)遺產(chǎn)建筑整體風(fēng)貌的基礎(chǔ)上擴(kuò)建冰球訓(xùn)練館，另一方面按照冬奧會(huì)比賽標(biāo)準(zhǔn)整體升級(jí)改造室內(nèi)設(shè)施。通過新建冰雪主題風(fēng)格的冰球訓(xùn)練館、兩塊尺寸可變的冰球比賽場地、“六室一廳”高標(biāo)準(zhǔn)裝配式更衣室、全新升級(jí)的場館座椅、高清曲面斗屏、全線定制的冰球比賽照明系統(tǒng)、國際化的無障礙設(shè)施等，升級(jí)“硬件”，優(yōu)化“軟件”。

原場館主館由體操比賽場地改造為冰球比賽場地。兩塊冰面可以在30米×60米和26米×60米兩種尺寸間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，滿足冰球、短道速滑、花樣滑冰等多種冰上運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的使用需求。

原場館北側(cè)廣場擴(kuò)建一個(gè)冰球訓(xùn)練場館，冬奧會(huì)期間供運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練、熱身。賽后該冰球比賽場地和冰球訓(xùn)練場地將永久保留，構(gòu)建以冰上項(xiàng)目為基礎(chǔ)的體育運(yùn)動(dòng)、文化展示綜合平臺(tái)。

為營造冬奧氛圍，北京建院以“冰雪”為主題，對建筑立面進(jìn)行了優(yōu)化。擴(kuò)建訓(xùn)練館的立面設(shè)計(jì)上采用玻璃作為主要材料，選取雙層不同材質(zhì)與透明度的玻璃經(jīng)過兩次光線折射后，形成類似冰的質(zhì)感，同時(shí)通過玻璃分塊的凹凸變化，營造“冰塊”效果。為提高擴(kuò)建訓(xùn)練館的抗震性能，減小超長大跨度結(jié)構(gòu)的溫度效應(yīng)，該館的桁架支座采用摩擦擺隔震支座。為提高耗能減震，還在隔震支座處設(shè)置電渦流阻尼器，形成摩擦擺隔震支座+電渦流阻尼器組成的大跨重載水平隔震系統(tǒng)，保證結(jié)構(gòu)安全。

設(shè)備設(shè)施也同步升級(jí)改造。增設(shè)制冰及除濕系統(tǒng)，升級(jí)空調(diào)系統(tǒng)，滿足冰場環(huán)境要求；根據(jù)賽事要求，調(diào)整場館的燈光、音視頻等設(shè)備；對消防、電力等場館部分老舊設(shè)備進(jìn)行必要的功能升級(jí)。

項(xiàng)目建成后，國家體育館從南至北分別包含主館（競賽館）、副館（運(yùn)動(dòng)員熱身及更衣）、訓(xùn)練館三個(gè)部分。各個(gè)部分既可以整體聯(lián)通使用，滿足大型體育賽事的需要，也可以分為三個(gè)相對獨(dú)立的區(qū)域單獨(dú)運(yùn)行，靈活使用。

首都體育館：1968“第一塊冰”承辦2022“北京冬奧”

由北京建院設(shè)計(jì)的首都體育館建成于1968年，是國內(nèi)第一個(gè)室內(nèi)人工冰場，2016年入選“首批中國20世紀(jì)建筑遺產(chǎn)”名錄，至今已運(yùn)行53年。跨越半個(gè)多世紀(jì)，曾經(jīng)的“第一塊冰”要在2022年北京冬奧會(huì)承辦短道速滑和花樣滑冰兩個(gè)重要項(xiàng)目的全部比賽。

對于一個(gè)文化遺產(chǎn)類建筑改造項(xiàng)目來說，如何既能傳承保護(hù)建筑文化遺產(chǎn)，又能為建筑融入新的活力、滿足最高級(jí)別冬奧賽事的需要，做到奧運(yùn)遺產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展是北京建院設(shè)的重要課題。經(jīng)過深入的研究論證后，北京建院最終確定“傳承保護(hù)、確保賽時(shí)、兼顧賽后、綠色科技”的設(shè)計(jì)思路。

在外觀上，本次改造在保持原有建筑風(fēng)貌、修舊如舊的基礎(chǔ)上，對立面材料進(jìn)行更新。外型不變，于內(nèi)側(cè)增加保溫材料，提高建筑的節(jié)能性；墻面細(xì)節(jié)處理上采用金屬嵌縫條，使整體立面更為精致耐用；在入口處，保留了原1968年建館時(shí)的石材鋪裝，留住歷史印記；在內(nèi)部功能上，通過BIM技術(shù)優(yōu)化減少機(jī)房空間，為場館增加約1600平米功能性用房，緩解老場館配套功能不足的問題；在園區(qū)規(guī)劃上，增加了大面積的綠化區(qū)域、補(bǔ)充了地下停車場部分，極大改善園區(qū)整體環(huán)境。

冬奧賽時(shí)，首體將同時(shí)承辦花樣滑冰和短道速滑兩項(xiàng)賽事，但兩項(xiàng)賽事對冰面有不同的溫度和硬度要求，而且需要在兩小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。為滿足賽時(shí)需求，北京建院與奧組委制冰專家進(jìn)行了深入的研究與討論，最終在大型冰場的制冰系統(tǒng)上首次采用新型環(huán)保的二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了快速、均勻制冰。通過先進(jìn)的熱回收設(shè)施，將熱量再次用于比賽場館澆冰熱水、除濕機(jī)轉(zhuǎn)輪等方面，實(shí)現(xiàn)廢熱利用，大幅降低后期運(yùn)營費(fèi)用。在冰面溫度轉(zhuǎn)換上，熱水澆冰的同時(shí)通過溫度傳感器實(shí)時(shí)控制制冷機(jī)組輸出的制冷量，確保冰面快速轉(zhuǎn)換，使用的CFD模擬技術(shù)可以對場地溫濕度進(jìn)行測算，確保賽時(shí)冰面達(dá)到奧運(yùn)比賽要求。

在場館體驗(yàn)方面，花樣滑冰和短道速滑都是最具美感和動(dòng)感的冰上賽事。為呈現(xiàn)最“美”的觀賽體驗(yàn)，北京建院創(chuàng)新性地在冰場頂部設(shè)計(jì)了由36個(gè)PTEE膜組成的1332平方米的巨型投影屏幕，通過最新影像技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)各類動(dòng)態(tài)畫面呈現(xiàn)，配合最新的聲、光、電技術(shù)與冰場形成天地一體的視覺盛宴，充分展現(xiàn)“最美的冰”這一設(shè)計(jì)理念。

此外，場地坐席主體色調(diào)采用“冰晶”漸變藍(lán)灰色，色彩清新明快；觀眾坐席根據(jù)人體工程學(xué)原理，寬度由原來47cm增加到55cm，坐墊寬度也進(jìn)行了加長，材質(zhì)方面采用了彈性材料，大幅提升了使用舒適性。觀眾廳墻面采用了中國紅元素主背景墻，配以從中國篆書提煉形成的運(yùn)動(dòng)主題符號(hào)，彰顯了濃厚的文化內(nèi)涵。考慮到使用的廣泛性，觀眾席還增設(shè)了固定的無障礙席位。

統(tǒng)籌考慮場館賽后的使用需求，場地天幕的設(shè)計(jì)除了奧運(yùn)賽時(shí)可提供極具震撼的視覺體驗(yàn)外，也為賽后運(yùn)行提供了新的功能體驗(yàn)。改造后的首都體育館，將繼續(xù)作為各類冰上賽事及各類體育文化活動(dòng)的場所，推動(dòng)全民健身、推廣冰雪運(yùn)動(dòng)。

作者：

北京建院