1、规划背景
第24届冬季奥林匹克运动会,又称“年北京冬季奥运会”,将在年2月4日至年2月20日在北京市和河北省张家口市联合举行。这是中国历史上第一次举办冬季奥运会,北京也成为奥运史上第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会的城市。
国家速滑馆作为年北京冬奥会标志性场馆,是北京年冬奥会速度滑冰项目的比赛场馆,届时将与国家体育场“鸟巢”、国家游泳中心“水立方”等共同组成北京这座世界首个“双奥之城”的标志性建筑群。
国家速滑馆远景(刘兴华/摄)冬奥会期间,国家速滑馆将承担速度滑冰项目的比赛和训练。冬奥会后,在长期可持续发展中,将建成以冰雪运动为核心,全面促进全民健身、体育消费的新型城市文体综合体,努力成为满足人民群众对冬季美好生活向往的新坐标。
历时三年施工,国家速滑馆于年12月完工,由22条晶莹美丽的“丝带”状曲面玻璃幕墙环绕,因此又被称为“冰丝带”。国家速滑馆是一个关于“速度”的设计,冰和速度结合为“冰丝带”。奥林匹克公园内,鸟巢、水立方和冰丝带交相辉映,成就夏季、冬季两个奥运的传奇。速滑馆的设计集成了通用空间、超大跨结构、自由曲面幕墙、冰场节能等关键技术,为北京冬奥会赛时、赛后的可持续运营提供保障。
国家速滑馆(郑方/摄)2、设计理念
1●场地概念
速滑馆的场地位于奥林匹克森林公园西侧,北邻国家网球中心,原来是年北京奥运会射箭场、曲棍球场所在地。这两个场馆当时都是按照临时场馆设计,顺利完成了奥运会和残奥会比赛的历史使命。历经10年风雨,年3月拆除,为冬奥会举办做准备。
鸟瞰效果图(图片来源:国家速滑馆)场地的东侧、南侧为奥林匹克森林公园环抱。自年建成以来,森林公园四季花团锦绣,树木蔚然成林,已经成为深受公众喜爱的场所。速滑馆东侧约米,是森林公园的主峰“仰山”,受人工堆土所限,山高仅48米,却是北京中轴线从城市通往自然的北端点,取“高山仰止”之意,具有深远的象征意义。速滑馆建筑体量巨大,但不应该与仰山争锋,因此冰场自地面下沉一层,使建筑高度远低于仰山山脉。速滑馆建筑平面为完整的椭圆形,长轴南北向,平行于奥林匹克公园中轴线,强化城市中轴的象征意义。
椭圆平面的圆心正对奥林西路弧形的圆心,以保留场地南侧的用地,限制建筑覆盖的范围。森林公园由东侧向基地内扩展,使绿地包裹场馆,而不是任由城市建设反向侵蚀森林。通过这一布局,速滑馆为西侧邻近林萃路的社区提供了一个友好的公园界面,与国家网球中心赛场形成和谐的共生关系。
2●通用空间
比赛大厅的设计目标是提供一个多功能的通用空间,其基本尺度来自速滑比赛规则的场地要求。采用由内而外的设计策略,建筑的体积策略来自于体育场的内部功能特点。环绕米冰道连续布置看台,使用椭圆平面切割形成座位。看台最顶的边缘沿椭圆平面形成一条连续不断、起伏连贯的空间曲线。吊顶的中心点设定为距离冰面约20米,有效控制大厅的体积。契合曲线的形式,自然形成了马鞍形双曲面屋顶的初始几何逻辑。环形看台和双曲面屋顶完全包裹比赛场地,形成欢乐热烈的赛场氛围。
场地、看台、屋顶形成的比赛大厅如同一台密闭的巨大冰箱,为比赛提供一个精密控制的环境。在这个内核的外层环绕观众休息厅,周边森林四季更迭,自休息厅往外一览无余。冬天的时候,温暖的阳光照亮室内的公共空间;夏天又可以隔绝外部炎热对比赛大厅冰面环境的影响。
比赛大厅(董晓玉/摄)另外,设计初始把临时看台赛时、赛后的转换作为核心课题处理,而且把临时看台和副厅两个课题的挑战合一,发现一个贴切的选择:即把临时看台拆除之后的空间形成副厅。一方面,临时看台拆除之后的大跨度空间适合于副厅的尺度;另一方面,赛时无需使用副厅,建筑体量可以保持单一完整的形式。临时看台拆除后,利用这一空间改造副厅以及周边的附属空间,可以提供非常多样的商业运营机会。同时,这一方案可以有效地控制赛时建筑规模,从而节省投资。
此外,面对赛时运营和赛后预留问题,设计立足于为赛后需求设计永久设施,以临时设施应对赛时的需求。由此,根据赛后运营的需求计划永久的场地、更衣室、训练、观众服务等空间和机电系统;采用临时看台、临时办公区、室外综合区等临时设施应对奥运会庞大和多变的临时需求。
观众休息厅(图片来源:北京建院)3、关键技术
1●超大跨索网结构
速滑馆屋面南北向长跨约米,东西向短跨约米,采用单层正交双向马鞍形索网体系,极大地降低了建筑的整体高度,建筑体量得到有效的控制,融入仰山脚下森林公园的环境,实现建筑功能、超级结构、绿色节能与建筑效果协调一致。
施工中的索网(陈丽谋/摄)2●自由曲面幕墙
大道速滑是在米长的椭圆冰道上对抗速度的竞赛,速度是立面设计的主题。从双曲面屋顶边缘,立面的基本形式自上而下向外倾斜,在二层形成最大的平面容纳观众休息厅。立面的丝带数量、密度以及玻璃的折面方式经过参数化建模测试,最终决定在立面的基准线上弯曲4次,形成层叠的褶皱,就如同天坛层叠的屋顶。之后,在褶皱上安装直径35cm的印刷玻璃遮阳圆管,褶皱的凸起处密集,凹陷处疏松,总计22根。玻璃管呈半透明,与高透明度的曲面玻璃互相映衬。曲面幕墙的结构采用单索支承网壳体系。通过斜向幕墙索的协同作用,尽力减小竖向的幕墙龙骨断面,以强调冰丝带的水平向度。索与龙骨的连接采用特别设计的梭形节点,展现幕墙构造的精巧细节。
自由曲面幕墙(图片来源:北京建院)3●冰场节能和智慧运行
建筑采用发射率小于0.3的铝覆层膜结构吊顶,形成低辐射顶棚,降低屋顶对冰面的热辐射以节省制冰能源。同时以控制能源的镜像吊顶作为冰场的特色,呈现前所未有的非物质性效果,在节能的同时达到预期的建筑效果。高效的余热回收系统是冰场节能的关键措施。将制冰系统的余热通过热泵系统回收,高温热水用于生活热水、浇冰车、转轮除湿。冷水机组自带的冷凝热回收装置产生低温热水,用于融冰槽融冰和冰板基础中防止冻胀的加热管。速滑馆屋面外缘设有建筑一体化的太阳能光伏电力系统。蓝色的单元电池板自屋顶外边缘向内侧渐变排列,如同正在融化的雪,展现冬季运动的特色。
4●全冰面设计
“冰丝带”采用了世界首个全冰面设计,面积约1.2万平方米,近似田径场大小,是亚洲冰面最大的速滑馆。在北京奥运会后,整个冰面可以形成一个一万二千平方米的大冰面,上面可以分区控制、分区运营,起到了绿色环保和后续运营的一个长期可持续的作用。除了在运营上实现可持续发展之外,这块亚洲最大冰面还采用了二氧化碳跨临界直接蒸发制冷制冰系统,堪称目前世界上最环保、最低碳的冰面,是世界上第一个用二氧化碳跨临界直冷系统制冰的冬奥场馆和大道速滑馆。同时全冰面设计充分考虑赛后利用,为适应多种需求的群众性健身提供硬件支撑。
全冰面设计(吴吉明/摄)国家速滑馆是一个集体育赛事、群众健身、文化休闲、展览展示、社会公益等于一体的多功能、智慧化场馆,树立新时代体育场馆建设运营的典范,向世界贡献奥运场馆“反复利用、综合利用、持久利用”的“中国方案”。完工后的“冰丝带”与雄浑的钢结构“鸟巢”、灵动的膜结构“水立方”相得益彰,共同组成北京这座世界首个“双奥之城”的标志性建筑群。
参考资料
[1]郑方,赵卫中.国家速滑馆设计理念与关键技术[OL].北京建院