山林场馆·生态冬奥——北京冬奥会延庆赛区规划、场馆及基础设施设计综述
李兴钢 武显锋 中国建筑设计研究院有限公司
1 赛区概况
延庆赛区作为北京2022年冬奥会和冬残奥会三大赛区之一，其核心区位于北京市延庆区燕山山脉军都山以南的海坨山区域、小海坨南麓山谷地带，南临延庆盆地，邻近松山国家森林公园自然保护区。赛区所在位置山高林密，风景秀丽，谷地幽深，地形复杂，建设用地狭促。延庆赛区主要举办高山滑雪、雪车雪橇2个大项、21个小项的比赛，将产生21块冬奥会金牌，约占冬奥会金牌总数的1/5；产生30块冬残奥会金牌，约占冬残奥会金牌总数的3/8。延庆赛区用地面积799.13hm²,其中建设用地面积 76.55hm²,总建筑面积26.9万m²。延庆赛区核心区将集中建设两个竞赛场馆——国家高山滑雪中心、国家雪车雪橇中心和两个非竞赛场馆——延庆冬奥村、山地新闻中心，以及大量配套基础设施，是最具挑战性的冬奥赛区(图1)。作为北京2022年冬奥会和冬残奥会的重要遗产，延庆赛区功能定位围绕打造国际一流的高山滑雪中心、雪车雪橇中心和国家级雪上训练基地，树立体现绿色、生态、可持续发展理念的工程典范，以及建设北京区域性集山地冰雪运动、休闲旅游及冬奥主题公园为一体的服务空间展开。同时，延庆赛区面临四大挑战：1)场馆设计、建设、运行零经验，两个雪上竞赛场馆设计、建设高难度；2)高山、深谷、密林环境所带来的规划、建设、运行的极大挑战；3)环境、生态敏感和经济不发达地区的综合考量；4)冬奥会高标准的赛事要求、体育与文化的融合要求及向世界展现中国文化的窗口建设要求。
2 核心理念
延庆赛区总体规划设计围绕“山林场馆，生态冬奥”，亦即“山林掩映中的场馆群+绿色生态可持续冬奥”的理念展开——通过建筑设计、景观设计和赛道设计的联合创新，力图打造具有里程碑意义的赛事场馆，最大程度丰富运动员的参赛体验、提升观众的观赛感受；最大限度减少工程建设对既有自然环境的扰动，使建筑景观与自然有机结合，在满足精彩奥运赛事要求的基础上，力图建设一个融于自然山林中的绿色冬奥赛区；同时注重奥运遗产的长期良性利用和运营，延续并保持延庆所拥有的独特的地质遗迹、历史人文和生态环境资源，践行可持续发展理念(图2~4)。
▲ 3 “山林场馆，生态冬奥”延庆赛区设计理念草图(李兴钢绘)
3 总体布局
延庆赛区总体布局分为北、南两区：以2198m高程的小海坨山顶为起始，向下经1554m(中间平台)、1478.50m(竞技结束区)、1278m(竞速结束区)及1254m(高山集散广场)，沿山谷至约1050m塘坝及1041m A索道中站为北区，主要建设国家高山滑雪中心；由1050m高程沿山谷向下经1017m(雪车雪橇出发区)、913~962m(冬奥村)、900m(塘坝及隧道、西大庄科村)、907m(山地新闻中心)、再沿山谷至816m(延崇高速入口)为南区，主要建设国家雪车雪橇中心、延庆冬奥村及山地新闻中心等(图5)。
各功能区由延庆赛区连接线和园区1至6号路联系起来，并串联安检广场、山下交通枢纽和高山集散广场；山地索道系统由11段索道构成，由南区冬奥村西侧的山下索道站连接至北区高山集散广场、中间平台和各赛道及训练雪道出发区、结束区；各功能区分布停车设施，并配备两处直升机停机坪保障赛区应急救援等需求(图6)。
4 工作模式
北京冬奥会延庆赛区设计联合体，包括中国建筑设计研究院有限公司(总牵头单位)、北京市政设计研究院(负责市政交通)、加拿大伊克森(Ecosign)公司(负责高山滑雪雪道设计)、德国戴勒(Deyle)公司(负责雪车雪橇赛道及其制冷系统设计)，联合体总设计师李兴钢也被任命为赛区总规划师。设计团队创新性地采用了“以场馆带规划、以设计带需求、以科研带工程”的工作模式。由于延庆赛区的特殊挑战性，传统设计工作模式无法满足工程建设需求。取而代之的是：先根据体育工艺实现满足赛事需求的关键场馆——尤其是国家高山滑雪中心和国家雪车雪橇中心两个竞赛场馆的精准落位，在此基础上带动形成整个赛区的空间规划设计；在没有详细设计任务书的情况下，设计团队通过调研考察自主形成场馆设计方案，带动奥组委相关业务部门讨论审核并逐步完善确定场馆详细使用需求；由冬奥会赛区场馆设计单位、建设单位以及高校和研究机构共同组成的科研团队，针对国内尚属空白的复杂山地条件下冬奥雪上场馆设计建造运维关键技术开展科研攻关，科研技术成果直接应用并带动本工程建设(图7)。
5 可持续设计
延庆赛区是北京2022年冬奥会和冬残奥会最具场地、体育及生态挑战性的赛区。首次在建筑行业设立了可持续设计专业，对生态环境保护、能源资源利用、零排放、建筑可持续、监管平台建设，以及遗产保护与赛后利用方面提出相应设计要求，明确了保护、建设及恢复过程中可持续设计的具体内容(包含3个类别/8个方向/23个要点/59个子项，共61个可持续措施)，制定了赛区所要达到的工程建设内容和工程建设标准，并以此为依据获得了可持续专项工程投资(图8)。同时，结合国家重点研发计划科技冬奥专项《复杂山地条件下冬奥雪上场馆设计建造运维关键策略和技术》和北京市科研项目《北京冬奥会延庆赛区场馆及赛时设施设计支撑技术研究及应用》的研发成果，运用室外场地与场馆BIM融合及GIS一体化协同技术、弱介入可逆式装配化高山架空平台系统、雪车雪橇赛道“地形气候保护系统”等一系列应对复杂山地条件的生态环保可持续技术，将特定的运动赛道、场馆构型、建造方式与赛场地形利用、气候控制与节能、山林环境维护等交互整合， 开创性地实现了“可持续的工程化”，不仅减少了延庆赛区建设对自然生态环境的破坏，也为山地环境建设及其生态保护与修复提供了宝贵的技术经验支撑和应用示范(图9)。
▲ 9 可持续专业生态保护和修复工程设计图纸
6 竞赛场馆
延庆赛区的竞赛场馆是国家高山滑雪中心(“雪飞燕”)和国家雪车雪橇中心(“雪游龙”)，分别作为符合奥运标准的第一个高山滑雪场馆和第一个雪车雪橇场馆，填补了国内空白，并圆满通过国际单项体育组织(国际滑雪联合会、国际雪车联合会和国际雪橇联合会)国际认证，被誉为世界领先的高山滑雪和雪车雪橇场馆。
高山滑雪项目被誉为“冬奥会皇冠上的明珠”，包括滑降、回转、大回转、超级大回转、 全能及混合团体合计 11 个小项。国家高山滑雪中心位于小海坨山南侧中高海拔区域，高程分布自1041m至2198m，赛道拥有近900m落差，近3km坡面长度，创造山脊、山林、山槽、山湾、跳跃、峡谷等各种环境差异并存的赛道。服务于高山赛事的雪道系统和配套服务设施较为复杂，主要建设内容包括3条竞赛雪道、4条训练雪道、联系雪道、技术道路及一条利用施工道路改造而成的沿山谷滑行下山长达约4.5km的回村雪道，和高山集散广场(含媒体转播区)、山顶出发区、竞速结束区、竞技结束区和中间平台等(图10、11)，以及配套的山体工程、索道系统、造雪系统、技术道路和车行道路系统。国家高山滑雪中心用地面积432.4hm²，总建筑面积约4.32万m²。由南区冬奥村西侧的索道及高山摆渡大巴停车场出发，沿着曲折狭窄的山谷向东北方向行进约7.6km可抵达高山滑雪区域，各主要功能区以珠链式布局散落在狭长险峻的山谷中。位于小海坨山最高点的山顶出发区(含索道站)，不仅作为竞速、竞技比赛与训练的最高出发区，同时也将成为永久性的高山旅游观光目的地，建筑形象犹如一只凌空于山顶的巨大风筝。中间平台既是一个重要的索道换乘中心，又提供了绝佳的高山竞速比赛拍摄点。高山滑雪场馆规划设计采用了“顺形势”关键技术——使赛道设计与现状地形最大程度拟合：开挖土方工程量局部平衡、赛道土方量整体统筹调配、建设全过程设计跟踪调整、赛道与地形达到70%坡度拟合度(图12)；高山滑雪的场馆设计重要特点是“弱介入”“可逆式”“装配化”——高山集散、媒体转播、各结束区等主要功能区，采取了依山就势，顺应地形等高线的板片式布局，由预制装配式结构架设成为不同高度的错落平台，形成的人工台地系统穿插叠落于山谷之中，弱化建筑形象，与山地环境相得益彰(图13)；在高山滑雪中心的建设过程中还采用了“表土剥离”等具有突出特色的山地生态修复技术(图14)。国家高山滑雪中心在冬奥赛后，除赛道、训练道外，回村雪道和技术道路将转换为总长度达15.3km的大众雪道；各功能区将转换为中国国家队训练基地及高山滑雪山地运动中心、攀岩活动中心、滑索活动中心、景观游廊、山地游客中心等。
▲ 10 国家高山滑雪中心实景：出发区(上，北京2022年冬奥会和冬残奥会组织委员会提供)，集散广场及竞速结束区(中，摄影：孙海霆)，竞技结束区(下，摄影：孙海霆)
▲ 11 国家高山滑雪中心分区总平面：a 出发区，b 集散广场及竞速结束区，c 竞技结束区
▲ 12 顺形势的国家高山滑雪中心雪道
▲ 13 弱介入可逆式装配化高山架空平台系统(局部)
雪车雪橇项目是冬奥会中速度最快的项目，被誉为冰雪运动中的F1方程式，包括雪车、钢架雪车和雪橇项目的比赛，分为男 / 女双人雪车、男子 4 人雪车、女子单人雪 车、男 / 女单人钢架雪车、男 / 女单人雪橇、 双人雪橇、雪橇团队接力赛等共计 10 个小 项。国家雪车雪橇中心位于延庆赛区南区中部的一块北高南低的山脊坡地，高程分布自1017m至896m，赛道垂直落差121m，赛道长度1975m，设置16个弯道(其中第11弯道为回旋弯)，最高速度135km/h，最大加速度4.9g，赛道设置5个出发区(其中一个为大众体验使用)，赛道制冷采用环保节能效果最好的氨制冷系统。主要建设内容包括赛道、出发区、结束区、运行与后勤综合区、出发训练道(冰屋)及团队车库、制冷机房等。国家雪车雪橇中心用地面积约18.69hm²，建筑面积5.26万m²，其赛道是国际雪车联合会认证的亚洲第三条、世界第17条雪车雪橇赛道。观众经由延庆冬奥村南侧的安检广场，转而向西，沿着山谷中900m塘坝上的宽阔步道及连接步行桥，抵达赛道下方的隧道口，“凌水穿山”，进入观众主广场。国家雪车雪橇中心由赛道形状和遮阳设计带来的独特建筑形态，宛如一条游龙飞腾于山脊之上，使其成为具有突出标志性特征的场馆(图15~17)。雪车雪橇场馆设计的重要特点是研发并应用了地形气候保护系统TWPS(Terrain Weather Protection System)，解决了“南坡变北坡”的设计难题，其设计理念、技术实施路径和遮阳系统的生成与设计、钢木组合结构、屋面系统等专项技术及成果都达到世界领先水平(图18)。屋顶步道游廊设计使游客在观赛之余还可以沿长长的赛道回环攀升，登高望远，欣赏赛区美景。
▲ 15 雪车雪橇中心东南方向鸟瞰(摄影：孙海霆)
▲ 16 赛道回旋弯和伴随路(摄影：孙海霆)
▲ 17 赛道和遮阳篷(摄影：姚远)
7 非竞赛场馆
延庆赛区的非竞赛场馆是延庆冬奥村(“冬奥山村”，图19)和山地新闻中心(“大眼睛”，图20)。
▲ 19 自北向南俯瞰冬奥村，西侧为国家雪车雪橇中心(摄影：孙海霆)
延庆冬奥村位于延庆赛区南区中间河谷东部海坨山脚自然形成的冲积平原台地上，高程分布自906m至972m，紧邻赛区安检广场和山下索道站，东西向高差约30m，南北向高差约66m，平均坡度约10%，自然山林遍布，场地中间有一处原小庄科村村落遗迹。建设内容包括居住区、国际区和运营区，为运动员及随队官员提供1430床位(不含另设的一个预留居住组团)。延庆冬奥村用地面积11.2hm²，地上总建筑面积9.1万m²。运营区和国际区位于西侧地势较低的台地，居住区则位于东侧地势较高的台地，通过连续回环的车行道路及纵向开阖的人行步道组织在一起。延庆冬奥村的主要特色一是采用山地村落的分散式、半开放院落格局，建筑、广场自南向北顺地势叠落，逐渐消解地形高差，整个“冬奥山村”的层层坡顶、平台和庭院，对话周围山形水系(图21、22)；暖廊系统利用地下及地上室内连廊联通所有居住组团和公共空间，是适应全天候的室内无障碍通道；二是修缮后的小庄科村落遗址与绿化景观水系相结合，成为冬奥村独具特色的核心公共空间；三是通过测绘和现场考察，为场地内382棵树木编制档案，对现状树木按树径进行坐标定位并开展分类与保护工作，建筑组团和庭院的布置尽量避让现有树木，使得广场、步道和建筑分布掩映于山林地貌之中。延庆冬奥村赛后将转换为具备大众雪道及相应配套设施的滑雪酒店及四季运营的山地休闲旅游度假酒店，分为两个不同标准和规模的星级酒店统一运营，可提供600余间标准间及套间客房，满足不同人群需求，为冰雪运动、山地活动爱好者及大众服务，促进冬季冰雪运动及四季旅游。
延庆山地新闻中心位于赛区南区中部、国家雪车雪橇中心东南侧一个相对独立的小山峰内，地形由北向南延伸，南北高差30m，沿台地走势依次展开，以中心的入口广场、门厅及休息厅为核心，向南北两翼延伸；包括门厅、咨询服务、快餐零售、后勤服务、新闻大厅、展示中心、多功能厅、休息区、办公区等功能空间，可为新闻媒体及赛区工作人员提供国际化、专业化的服务。建筑采用半覆土式设计，依据原有山地北高南低的走势，建筑北部掩藏于山体地貌之下(仅外露出主要大空间的屋顶天窗)，南端展露出层层退台，并形成景观步道和景观平台依次相连的山顶景观系统。建筑西侧设置半下沉式“大眼睛”形状的入口广场，通过门廊等人工界面整合重塑西侧的场地边界，并与周边山体形成自然衔接。山地新闻中心作为近零碳排放的特色示范建筑，其“节流”措施包括覆土建筑——利用种植屋面和被动式技术等降低建筑运行能耗；其“开源”措施包括结合大空间天窗设计的屋顶光伏一体化系统等。山地新闻中心赛后将转换为山地温泉水疗中心，并与临近的冬奥村滑雪度假酒店联动运营，使其成为大众休憩疗养的理想之所。
8 基础设施
建设综合管廊引入外部市政管线，包括造雪引水系统、生活供水系统、再生水系统、污水及垃圾处理系统、雨洪系统、电力系统、电信系统、热力系统等(图23)。作为基础设施系统的节点建筑——一/二级造雪引水泵站、110kV变电站、900m及1050m水池塘坝、1290m蓄水池、输水泵站及管理用房、索道站、综合管理监控中心、天气雷达站、综合管廊监控中心、LNG站房、垃圾转运站、污水处理站等，都分别进行了精心慎重的选址和设计，采用针对性的策略和设计方式，使其适宜于所在的不同山地环境，在完全满足功能工艺需求的基础上，增强其公共性和景观性，并力图从尺度、结构、形态、材料等方面探讨生产/工业/工艺与生活/管理/景观两种既有差异性又有关联性的建筑类型表达方式。其中具有代表性的两个造雪引水泵站、两个110kV变电站、两个水池塘坝，作为“山林场馆，生态冬奥”不可或缺的重要组成部分，形成一种异化于城市空间的具有“山林”特色的基础设施建筑。
9 结语
经过2017-2021近4年的设计和建设，延庆赛区的规划、场馆及配套设施及“山林场馆，生态冬奥”理念已成功落地实施，准备迎接北京2022年冬奥会和冬残奥会的到来和赛后的长期运营的检验以及社会各界的体验和评价。“山林场馆，生态冬奥”理念在延庆赛区的实践，是对冬奥会“绿色办奥”理念的贯彻落实，是对国际社会及《奥林匹克2020议程》可持续理念的践行，是中国国家生态发展理念的有力彰显，更是自然与人工互成相生的中国文化理念的体现(图24)。
北京2022年冬奥会延庆赛区核心区场馆及设施规划设计
设计单位 / 中国建筑设计研究院有限公司总规划师 / 李兴钢、盛况总设计师 / 李兴钢、邱涧冰地点 / 北京延庆设计时间 / 2016—2017年
设计团队王萌、崔志明、王翔、张耀之、刘超、胡亮、刘烨、张玉婷、姜汶林、朱伶俐(规划)；高治、郝雯雯、王翔(总图)；史丽秀、关午军、朱燕辉、李秋晨、李飒、王悦、杨宛迪、张宛岚、申韬、王龙、杨贺明、李密、高宇(景观)；洪于亮、叶平一、吴哲凌、赵光华、郭佳樑、王翔、李君丰(交通)；王陈栋、刘鹏、伊文婷、王芳芳、吴中洋、谷一弘、林波、曹建伟、张玥、冯天圆、周楚、胡逸隆(可持续)；禚新伦、曹丽、丁雨、刘晓瑜、杨冠杰、滕飞、钱薇、边晓艳、陈欣、邓林峰、陈泳汐(经济)
设计联合体中国建筑设计研究院有限公司北京市市政工程设计研究总院有限公司加拿大伊克森(Ecosign)山地景区规划有限公司德国戴勒(Deyle)有限公司
顾问及协作设计单位赛区环境及车橇赛道遮阳策略 / 窦平平(南京大学-剑桥大学建筑与城市合作研究中心)照明顾问 / 张昕(同原(北京)照明设计有限公司)110kV变电站 / 北京电力经济技术研究院塘坝及造雪引水泵站 / 北京市水利规划设计研究院天气雷达站 / 北京敏视达雷达有限公司LNG站 / 北京市公用工程设计监理有限公司地灾治理 / 北京市地质调查研究院
赛区用地面积 / 799.13 h㎡建设用地面积 / 76.55 h㎡总建筑面积 / 26.9 万㎡
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