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  北京将是世界上首个夏季奥运会和冬季奥运会都举办过的“双奥之城”。2022年冬奥会场馆建设的一大特点,就是最大程度上使用了2008年夏季奥运会的遗产。那些大家耳熟能详的老场馆、老地方进行了全新的设计、改造、提升,同时还出现了一批能够兼顾夏季运动和冬季运动的场馆界的“变形金刚”。这些凝结着建设者们汗水和智慧的场馆,体现了我国传统精益求精的匠人精神,彰显着我国举办一场体育盛会的决心!我们将逐一为您揭开神秘面纱。

  国家体育馆位于北京奥林匹克公园中心区南部,毗邻“鸟巢”“水立方”,曾是2008年北京夏季奥运会的三大主场馆之一,也是亚洲最大的室内综合体育馆。场馆总建筑面积约8万平方米,主馆容纳观众2万人、副馆容纳观众1800人。在2008年夏季奥运会期间承担体操、蹦床、手球比赛以及残奥会中的轮椅篮球比赛项目,共决出14枚金牌,其中中国队就获得11枚金牌,是中国选手获得金牌最多的场馆,并因此获得“福地”、“金窝儿”的美誉。

  作为2022年冬奥会及残奥竞赛场馆,国家体育馆早在2019年就开启了全面改造。根据规划,主场馆、副场馆为改建建筑,其北侧训练馆为扩建建筑,改建后场馆总面积约9.8万平方米。2021年10月27日,国家体育馆喜提昵称——“冰之帆”,与同在奥林匹克公园的“冰立方”“冰丝带”等完美融合。这一“夏奥”场馆成功变身北京冬奥会冰球项目赛场,实现了具有运营冬季和夏季运动项目的“两栖”能力,成为“双奥场馆”,同时也形成主馆、副馆和训练馆“冰堡”共同组成的全新建筑格局。

  “冰之帆”的灵感来源于:1)从外观而言,站在奥林匹克塔上瞭望国家体育馆,犹如一艘在奥林匹克中心区湖畔平稳航行的巨型帆船。2)从名称而言,“冰之帆”的“帆”字与国家体育馆的英文昵称ICE FAN谐音相呼应。3)从定位而言,国家体育馆在2008年经历了夏季奥运会,14年后又再次起航,肩负起举办北京冬奥会冰球项目的历史使命,国家体育馆作为祖国发展的见证者和亲历者,承载着希望和寄托,行稳致远,扬帆启航!

  国家体育馆原场馆作为大跨度大空间的公共建筑,其结构形式是典型的复杂空间结构混合体系,主体结构主要由看台部分的钢筋混凝土框架-剪力墙结构、外围支撑屋面的型钢混凝土框架-钢支撑结构、大跨度双向张弦空间网格钢屋盖结构等三大体系,通过空间的变形协同和耦合效应结合在一起。

  在国家体育馆原场馆北侧新建训练馆,地上2层,地下1层。结构采用混凝土框架支承的大跨度楼盖结构,下部结构采用混凝土框架;屋顶为大跨重载桁架,桁架上下弦均布置压型钢板混凝土组合楼板。建成后大门、屋面将与改建后的原场馆工程连接形成整体。

  场馆采用多功能技术的复合屋面解决了屋面雨点噪声问题,减少对体育馆正常使用的干扰。屋顶采用国内比较罕见的九层复合结构。

  国家体育馆在改扩建设计中,一方面在延续原有奥运遗产建筑整体风貌的基础上扩建冰球训练馆,另一方面按照冬奥会比赛标准进行整体升级,改造室内设施。此过程中有如下亮点:

  作为2008年北京奥运会场馆,国家体育馆外观尽可能地保持原有风貌。扩建部分的外立面也延续了主馆与副馆的设计元素,无论是从屋顶造型、立面选材,还是空间尺度的划分,都与原有建筑保持一致。

  为充分体现冬奥会的冰雪元素,新建训练馆的外立面设计上,采用了凸显冬奥元素的“冰堡”造型玻璃幕墙,外幕墙为开缝构造,采用双层夹胶设计,由12毫米超白钢化玻璃加2.28毫米专用胶,再加10毫米厚的压花钢化玻璃三者压合而成。

  为能模仿自然冰砖城堡的外观效果,采用二十多种规格,共863块压花玻璃,压花玻璃一面光滑、一面具有凹凸质感冰花图案,其中最大的一块玻璃足有8平方米。为呈现逼真的冰砖城堡效果,外幕墙玻璃安装时要凹凸有致,每层玻璃要凹进25厘米,最深有50厘米。特别采用从下往上、先凹后凸的安装顺序,既防止玻璃间碰撞,同时确保施工缝隙始终保持在2厘米以内。

  将180吨压花玻璃牢牢固定在龙骨架上并且经久耐用,采用氟碳漆钢龙骨,大幅提升抗腐蚀性,使用寿命从20年提升为30年。此外,还采用6毫米龙骨架,使承载力提升;新型点式玻璃驳及系统,增加玻璃固定点数量,缩小驳接件尺寸,最大限度增加“冰砖城堡”的透光效果。在灯光配合下,一块块晶莹剔透的压花玻璃将垒砌出“冰堡”的效果。

  为了能同时兼顾视觉效果和实用性,在外层压花玻璃幕墙内侧,又做了一层内层幕墙,给建筑穿上全封闭的钢化玻璃外衣。内幕墙使用了最新型双银双LOW-E钢化玻璃。内外幕墙之间有90厘米空隙,其中安装有灯光线路和其他电气管线,布置检修通道。

  根据城市规划的要求,训练馆高度受到严格控制。为集约利用空间,将训练冰场上方的结构桁架层与赛时运行的功能房间相结合,将桁架间的空间充分利用。这一举措减小了建筑空间体量,对于降低建筑能耗和节省造价起到了重要作用。

  为提高新建训练馆的抗震性能,减小超长大跨度结构的温度效应,设计团队在16根劲性柱顶端安装摩擦摆支座,并在侧面加装一套电涡流阻尼器,形成摩擦摆隔震支座+电涡流阻尼器组成的大跨重载水平隔震系统,极大增加了整体减震效果。在面对震动时,可以让1500吨的屋顶在360度范围内具有15cm自由位移,能够经受8度地震的考验。

  原副馆部分规划作为所有参赛运动员的训练更衣区。在不破坏演出设施的条件下,更衣区采用装配式集装箱模块化的工艺,即更衣室主体结构和部件全部采用标准化设计、工厂化生产,现场像搭积木一样进行组装。赛后,每个更衣室单元可以拆开成8个独立的箱体或者重新按需要拼接成新的房间使用,可循环利用率达到95%以上。

  冰球更衣间占地面积2819平方米,由14个更衣室单元、2个公共制冰室、1个公共磨刀室组成。每个更衣单元包括运动员磨刀室、储藏室、卫生间、淋浴室、按摩室、教练室、更衣室各一间。

  座椅是为冰球项目特殊设计的,座椅并不是垂直于地面而是有一个倾角,这样做是为了满足运动员穿着冰鞋时方便收腿。这个座椅的下面,设计了一个可掀起的座板,里面能够方便存储装备。柜子上还设计了3个通气孔,能够防止装备长时间闷在密闭空间里变潮。25套更衣柜环形摆放,也是为了教练员能够和全部队员无障碍沟通,在更衣室的内部把全部的注意力集中在战术布置上。

  在形成更衣室独立空间的同时,最大化保留原场地的地面、墙面及设备设施,采用钢支座模块将更衣室模块架高1米,更衣室模块压缩管线米,从而保障冰球运动员使用空间的舒适性。

  相比常规冰面,国家体育馆冰面在可实现8小时冰蓝场地转换的同时,还可满足60m×30m和60m×26m双重国际冰面标准。据了解,未来场地在进行冰蓝转换时,工作人员无需等待冰面融化,只需在冰面上直接摊铺一层厚15~20mm左右的冰甲板,即可实现场地转换。同时,为了使冰面做到满足双重国际冰面标准,在地面结构施工时,特别提前预留两种规格预埋件,可以随时通过改变围挡位置,对场地进行自由调节,以满足不同赛事需求。

  为体现绿色办奥运理念,改造过程遵循“绿色、低碳、节能、安全”的理念,场馆改造后达到既有建筑绿建二星标准。在内幕墙使用了最新型双银LOW-E钢化玻璃,提高红外反射率,减少紫外线,从而提高隔热保温隔音作用。冬季LOW-E玻璃可保持室内热量不外散,夏季LOW-E玻璃可阻止热量进入室内,降低空调使用费用。

  “冰之帆”在采暖季采用常规的北京市政集中供暖,非采暖季采用空气源热泵系统制热,效率更高,运行费用更低,从而节约能耗。在空气质量方面,馆内将增设空气净化功能,90%的空间内具有空气净化能力,并装备传感器,实现自动调节新风,充分体现了建筑的可持续使用。场地照明设计采用节能环保高效的LED光源,减小了灯具发热量,降低热辐射对冰面及环境的影响,降低照明系统总耗电量的同时,也相应减少了制冰和空调系统的耗电量。

  作为疫情防控常态化背景下一场重大体育盛会,“冰之帆”内防疫的工作安排严谨而科学。“头顶”喷着白雾的智能消毒机器人可以对环境进行消毒。在“冰之帆”闭环管理防疫的重点区域,如运动员热身区、防疫缓冲区、指挥室等空间都有空气消毒机器人的身影,它可以对室内的病原微生物、甲醛、PM2.5等复合物污染进行消毒、净化,24小时构建安全、健康、洁净的工作环境。场馆内的其他智能机器人可提供场馆地面清洁、垃圾转运、物品配送等多项服务,既能保证安全性,又能提高工作效率。

  为了提升场馆内观众感官效果,除了对原主场馆南北两侧的显示屏进行更新外,还在场馆中央增加了曲面斗屏,外形就像漏斗一样。斗屏采用了上宽下窄、外凸式曲面设计,将视角宽度每边扩大6°,每面屏视角172°,增强美观性的同时,也满足了场地内观众近乎全角度的观感。在清晰度方面,由于缩小了屏幕点间距,可达到1080P观看效果。

  国家体育馆斗屏在设计上为了方便赛场裁判和运动员能通过斗屏及时了解比赛信息,斗屏内部又专门镶嵌有4块宽2.5米、高1.5米小屏,形成了全方位的清晰视角。据了解,项目采用的这块曲面斗屏,是世界场馆类斗屏中最大最清晰的。

  改造后的主馆在外形上没有很大的变化,内部进行改造并增加相关功能。除了增加冰面和除湿系统之外,主馆更换了整个体育照明系统,由之前的金卤灯更换成了LED灯。据国家体育馆有限责任公司总经理王越介绍,“改造后节能70%左右,达到相同照度的情况下,灯具的数量减少了,对屋面的负荷更轻了,更利于场馆的结构安全。

  改造后的国家体育馆冰球场照明系统,由164套1200W LED赛场用灯、50套400W LED观众用灯及32套彩灯组成,堪称全线定制版。它的最高照度可达2000Lx,同时均匀度可达0.8,远高于冬奥组委和国家标准。场馆照明系统灯具不仅满足比赛照明以及冬奥会转播需要,同时还符合场馆可持续的要求,为赛后运营预留多样化的设计。这是因为国家体育馆的照明灯具数量在满足冰球比赛需求的120盏基础上,额外增加44盏,使场馆举办体育赛事增加拓展10余种模式。

  在国家体育馆,仅仅通过手机或iPad操控,就可以根据音乐的效果,让灯光秀配合打出节奏感,立体化提升灯光秀的效果。

  对于国家体育馆的设施转换,总体上分为六步:第一步,将席位区所有桌子和椅子搬出;第二步,把席位区地板移出;第三步,把残奥冰球比赛所需要的板墙运到主馆进行替换;第四部,原有冰球比赛板墙移出;第五步,残奥冰球比赛所需板墙进行安装;第六步,进行调试。其中主要的变化在于运动员席需替换为透明板墙,透明板墙采用15厘米厚的高密度聚乙烯板。设计的目的既保护运动员,也利于残奥冰球运动员的视线能够始终集中在场地内,观察场上局势,随时做好上场准备。

  “冰之帆”的无障碍设施在此前基础上已有整体提升。场馆里的所有客梯均进行了无障碍改造,场馆内没有一处门槛,残障人士可从各个入口直达比赛场地及无障碍看台;馆内此次还增加了36个无障碍看台,因地制宜将看台突出,做成类似阳台的样子,分散在各个场馆的入口处,可让残障观众距离冰球比赛场地更近,极大地提升观赛体验。运动员落客区及赛时更衣室进入主馆的道路上,有两条1:12的坡度比例无障碍坡道,在坡道一侧墙体加装了扶手,这是考虑到残奥冰球运动员普遍为下肢不便,需要用到扶手来进行借力。

  此外,冬残奥会时,在运动员更衣室至比赛场地,全部铺上仿真冰板,运动员可以从更衣室滑行进入比赛场地,解决了运动员需要进入赛场后更换冰橇的不便。运动员流线涉及到的区域都铺设了地胶垫,地胶垫的衔接处都进行了“对齐”处理。这样不仅保护了冰球运动员,防止硬地面损伤冰刀;也保护了残奥运动员,起到防滑、减震的效果,预防残奥运动员摔倒受伤。比赛时,国家体育馆将最佳观赛座席留给残障人群,尽显人文关怀。

  国家体育馆曾承办北京2008年奥运会和残奥会的体操、蹦床、手球和轮椅篮球项目。随后还承办了2011年国际马联场地障碍世界杯中国联赛、2015年中国职业篮球联赛(CBA)全明星赛、2015国际汽联电动方程式锦标赛北京站、2015年“谁是球王”室内足球赛。“相约北京”冰球国内测试活动于2021年10日至13日也在此馆举办。

  在北京2022年冬奥会及冬残奥会期间,该场馆承办男子冰球全部赛事、女子冰球部分赛事及冬残奥会冰球赛事,产生冬奥会金牌1枚、冬残奥会金牌1枚。

  冬奥会结束后,该冰球场将作为冬奥会遗产永久保留,改造后的国家体育馆冰面既可满足赛事需要,也可转化为花滑、短道速滑等项目。同时场馆还实现了具有运营冬季和夏季运动项目的“两栖”能力,具备冰场和夏季项目场地双向转换的能力。除了用于冰上运动外,场馆还可以转换用于不同类型的非冰上运动项目。未来,除举办冰球赛事、冰球培训、产业孵化以及搭建相关冰雪体育产业等平台以外,国家体育馆还将依照北京市冰雪运动大众化、专业化的整体趋势,积极推动冰雪产业与社会各行业的跨界合作,尝试打造“冰雪+文化”等生态理念,将冰雪产业与文化、旅游、科技进行融合,搭建更加立体的综合产业链。

  [2] 北京建院微信公众号.冬奥特辑最燃的冰——国家体育馆[EB/OL].

  [3] 北京2022年冬奥会微信公众号.从“夏奥金牌福地”到“冬奥冰球圣殿”冰之帆14年后新起航[EB/OL].

  [4] 廊坊师范学院建筑工程学院微信公众号.遇“建”冬奥 场馆(第6期)国家体育馆[EB/OL].

  [5] 北京2022年冬奥会微信公众号.征名结果定了!国家体育馆昵称“冰之帆”正式公布[EB/OL].

  [6] 中建二局三公司微信公众号.“冰之帆”闪亮登场,三公司国家体育馆喜提新昵称![EB/OL].

  [7] 北京2022年冬奥会微信公众号.国家体育馆场地转换揭秘:哪些细节打造对残障人士更友好?[EB/OL].

  [8] 荔枝新闻、北京日报客户端.【成果案例】“冰之帆”场馆内没有一处门槛,无障碍设施尽显北京温度.

  [9] 北京演艺集团微信公众号.从2008年夏天到2022年冬天,你变了吗?这里变了![EB/OL].

  [10]北京演艺集团微信公众号.国家体育馆冬奥改造项目完工验收 ——即将向世界展示北京冬奥会“冰球圣殿”的激情与魅力[EB/OL].

  [11]北京奥林匹克公园微信公众号.国家体育馆冬奥会室内照明斩获“中照照明”二等奖[EB/OL].

  [12] 周忠发,朱忠义,周笋,李培,蔡春杰.国家体育馆2022冬奥新建训练馆摩擦摆隔震设计[J].建筑结构,2020,50(20):1-7.

  [14] 闻江,张树明.中国“折扇”续写“冰堡”魅力—中建二局三公司国家体育馆2022冬奥改建项目施工纪实[J].建筑,2020(20):65-67.

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“双奥场馆”“冰球圣殿”——国家体育馆“冰

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