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2·26特别策划丨郑方:设计出最领先的冬奥馆,给未来留空间

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建筑要回答“时代的问题”。郑方说,设计奥运场馆,是在设计“最领先的超级建筑”,要遵循可持续的核心理念。

一级注册建筑师、北京冬奥场馆“冰丝带”“冰立方”设计总负责人郑方。新京报记者 郭延冰 摄

人物档案:郑方

“冰丝带”“冰立方”设计总负责人

一级注册建筑师、北京交通大学教授、北京市建筑设计研究院原副总建筑师

郑方是北京2022年冬奥会国家速滑馆(冰丝带)、国家游泳中心(冰立方)冰壶赛场设计总负责人;曾主持设计北京2008年奥运会国家游泳中心(水立方)、国家网球中心等5个竞赛场馆。

在北京,星罗棋布着大大小小的奥运场馆,它们曾是奥运健儿挥汗拼搏的舞台,如今成为市民游客健身、休闲的打卡点。十年来,北京城市规划建设日新月异,奥运场馆的持续运营、综合利用,成为“双奥之城”面貌更新的重要一环。

今年是习近平总书记“2·26”重要讲话十周年。自冬奥申办成功以来,习近平总书记五次实地考察北京冬奥会、冬残奥会筹办工作,对场馆的设计、建设提出明确要求,特别强调场馆建设要突出科技、智慧、绿色、节俭特色。

“冰丝带”“冰立方”,这些北京中轴线上的标志性建筑设计,均出自建筑师郑方和他带领的科研、设计团队。从2003年至今,郑方主持了北京两次奥运会7个竞赛场馆的建筑设计。在他看来,设计奥运会的体育场馆,是在设计“最领先的超级建筑”,最有预见性的选择是塑造一个开放的框架,给未来留下空间。

求学路上慢慢理解,建筑要回答“时代的问题”

1988年,郑方考入建筑学专业盛名卓著的同济大学。和许多中学生一样,郑方也是在进入大学后,才真正理解未来从事的专业是什么。

成为一名建筑师,要学习广博的知识,从几何、美术、工程技术到建筑物理、建筑历史。“建筑师是一个‘全才’。”郑方认为,设计是一个“从无到有”的过程。“从一片空的场地到形成建筑,其间要协调很多专业,把结构、设备等协同安排到建筑空间里面。建筑师需要知晓各个专业的知识体系。”

求学路上,郑方慢慢理解设计和创作的核心——在建筑必备的功能之外,建筑师还要有坚定的信念,建筑要回答“时代的问题”。

1996年,郑方从清华大学硕士毕业,来到清华设计院工作。在这里,他跟随庄惟敏先生,参加清华大学综合体育中心的设计。“每个体育馆创造的空间都很大,都是某种意义上的超级工程。”从学院到工地,他开始在设计中学习、研究技术复杂的大跨度空间,为之后设计奥运场馆这样的超级建筑打下了基础。

后来,郑方师从庄惟敏攻读博士,继续在大跨度空间建筑领域深造。2014年毕业时,博士学位授予典礼刚好就在他参与设计的清华大学综合体育中心举办。

2003年,郑方开始主持2008年北京奥运会场馆的设计,与奥运结缘。他主持设计了国家游泳中心(水立方)、国家网球中心等5个竞赛场馆,并在赛后圆满完成场馆的改造工作。

2024年2月2日,郑方坐在国家速滑馆“冰丝带”的观众席上,望着这座自己曾经主持设计的奥运场馆。新京报记者 郭延冰 摄

“奥运场馆是我主持设计的最复杂项目”

“奥运场馆是我职业生涯中主持设计的最复杂项目,没有之一。”郑方说,从建筑学的角度来讲,建筑效果、结构、幕墙、机电、声学、温度、光环境,样样都要考虑周全,其中包含很多创新的技术挑战。

郑方说,如果建造体育场馆是一个“超级工程”,那么设计奥运会的体育场馆,就是在设计“最领先的超级建筑”。

把一个奥运场馆“从无到有”地设计、建造出来,建筑师要整合场馆的体育功能、赛时运营、赛后利用等各方面需求。“我会花大量的时间,和同事们用计算机模型做研究,找到最合适的设计状态。”郑方要找到自己眼中“合适的数字模型”,所有工程专业的深化和修改,往往也需要建筑师反复进行协调、论证。

奥运会的参与人群多种多样,决定了奥运场馆赛时运营的复杂性——要为观众、运动员、媒体、官员创造最佳的使用体验。“每个主办城市在举办奥运会时,都会不断地调整场馆运行需求。”郑方说。

2016年7月22日,国家速滑馆的建筑概念方案国际竞赛开始。经过角逐,“冰丝带”设计方案获胜。专家们认为,“冰丝带”的建筑立面线条流畅,造型富有动感,体现了冰上运动的速度和激情。

节能降耗,打造“冰丝带”动感屋顶

“冰丝带”的设计中充满绿色、低碳的综合考虑。“冬奥场馆的设计更加体现了在新时代,我们面对环境问题的态度。”在郑方看来,这既是当下时代的要求,也是面向未来的设计方法。

“‘冰丝带’的比赛大厅就像是一个冰箱,里面有一块非常大的冰。要把容纳这块冰的冰箱容积做得小一点,这样才能省电。”因此,建筑师要尽可能地把“冰箱”做小。

“冰丝带”的冰场面积约1.2万平方米,是世界上面积最大的人工冰场之一。为了减少比赛大厅的容积,降低空调、除湿等负荷,“冰丝带”的屋顶设计成向下弯曲的双曲抛物面形状,这样冰上面的空间就会更小。屋顶呈现两边高、中间向下弯的形状,像一片巨大的薯片。

在结构选材上,向下弯曲的屋顶,是钢索受力最有效的形状。“原理很简单,钢索由于自身重力,会自然下垂、弯曲,用来构成弯曲受拉的屋顶效率最高。”郑方解释。

这种双曲面马鞍形单层索网结构的屋面设计,每平方米索网屋顶使用约27公斤钢材,用钢量仅为传统钢桁架结构屋面的四分之一,极大地节约了材料,从而降低场馆建造的碳排放。

钢索自由悬垂的原理虽然听起来简单,但是需要寻找既动感美观,又在力学上最有效的曲面方程。“冰丝带”屋顶的形状是经过复杂的建模、数值模拟、实验和计算才确定的,既要好看,符合冰场内部使用空间的要求,又要使用最少的钢材,发挥最大的性能。

“冰丝带”采用了紧凑的空间、轻盈的索网结构、二氧化碳天然工质制冰工艺,再加上自然采光、节能运行的机电系统设计,这些形成了一个完整的“可持续”技术体系。

为场馆未来留空间,实现反复、综合、持久利用

“‘一起向未来’,是冬奥会的口号。可持续,也是我们设计冬奥会场馆遵循的核心理念。”郑方认为,可持续首先意味着场馆赛后的持续运营,对建筑设计是一个根本的检验。

城市生活瞬息万变,我们不可能在设计之初就预见场馆未来的全部使用方式。“这时候,采用‘通用空间’的理念去设计,塑造一个开放的框架,为未来留有空间,恰恰是最有预见性的选择。”郑方说。

国家速滑馆“冰丝带”正是如此。其冰场面积约1.2万平方米,是奥林匹克公园里最大的单一室内通用空间。“在这样大的空间里,能够容纳各种充满想象力的使用场景。”郑方告诉记者,比赛大厅的屋顶上,每一个钢索的交叉节点都预留了吊钩,可以用于演出、举办活动时悬挂设备。场馆中还有很多这样的小细节,都是为赛后使用预留的考虑。

2022年7月,“冰丝带”正式向公众开放,北京冬奥“最快的冰”与“大众的冰”开始实现无缝切换。如今,距离北京成功举办冬奥会已经过去两年多,场馆全面对公众开放,并且举办了国际滑联世界杯、新年晚会等大型比赛和活动。

“冰丝带”采用二氧化碳跨临界直冷制冰技术,打造出既低碳又平整的冰面。运动员在这里创造了低海拔地区最多的奥运会纪录,使其成为“最快的冰”。在北京冬奥会及冬残奥会后,“冰丝带”进行多场景运营,开展冰球、速度滑冰、花样滑冰、冰壶等群众性冰上运动和比赛、大型活动,实现了总书记提出的“反复利用、综合利用、持久利用”要求。

至今,“冰丝带”人气高涨,日渐繁忙。仅在今年春节假期期间,就累计接待参观者和滑冰爱好者数万人次。

新京报记者 吴为

编辑 刘梦婕

校对 赵琳

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