北京冬奥组委刘玉民：北京冬奥场馆建设综述
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郑方：国家速滑馆“冰丝带”设计解读
北京2022年冬奥会和冬残奥会组织委员会规划建设部
距离2022年2月4日将要举办的北京冬奥会只剩几个月的时间，冬奥场馆和基础设施建设进展顺利。自2016年开展规划设计，2017年各场馆陆续开工建设，历经曲折、挑战和艰辛，至2020年底，所有新建、改造竞赛场馆和主要非竞赛场馆基本完工，并进行了相关测试，达到了各项要求，取得初步成果。其他非竞赛场馆也按计划进行，将于2021年年中前后陆续交付。冬奥场馆的建设将为赛会的成功举办打下良好的基础，同时也将为我国建设行业的发展起到一定的推动作用。本文试图从几个方面介绍和分析冬奥场馆建设情况和启示。
1 冬奥场馆的基本情况、布局及3个赛区各自的特点
北京2022年冬奥会和冬残奥会是由北京市携手张家口市作为主办城市，根据冬奥和冬残奥项目设置，冬奥会设7个大项、109个小项，冬残奥会设6个大项、78个小项，冬残奥共用冬奥设施。为满足上述项目设置要求，结合两地场地自然情况，设立两地3个赛区，分别为北京赛区、延庆赛区、张家口赛区：北京赛区除个别项目外，主要安排冰上项目的场馆；延庆赛区安排高山滑雪和雪车雪橇场地；张家口赛区安排单板滑雪和自由式滑雪场地、大跳台和冬季两项、北欧两项的场地。除竞赛场馆外，3个赛区各自设置奥运村、媒体转播等非竞赛场馆(图1、表1)。3个赛区的场馆设置综合考虑了项目设置和当地的自然条件状况。近年来国际奥委会总的来说倾向于尽量减少投资、减少对主办城市的财务负担，所以主张尽量利用现有场馆组织赛事。北京冬奥会也最大限度地利用了现状场馆和场地设施，但是由于我们原有的冬季运动设施缺乏，且从发展的角度看，未来冰雪运动确实需要建设一批场地设施，所以场馆建设是从自身特点出发，把近期和远期、现状和新建结合考虑的。
▲ 表1 北京2022年冬奥场馆信息一览
北京赛区主要安排冰上项目，基本为室内场馆，其中大部分场馆为改造2008年夏季奥运会的场馆：1)首都体育馆本身就是国家体育总局的冬季运动中心所在地，原有场馆主要开展冰上项目，此次冬奥会在此安排了短道速滑和花样滑冰比赛及训练，对原有的主体育馆和附属设施进行装修改造，并按原有的发展计划新建综合训练馆；2)利用2008年奥运会国家游泳中心改造为冰壶场地，通过将泳池架空后敷设制冷管道，建成冰面；3)改造2008年奥运会国家体育馆和五棵松体育中心进行冰球比赛。因为北京没有具备条件的大道速滑馆，所以在2008年奥运会临时场馆曲棍球馆的场地上，新建了国家速滑馆(图2)。另外，新增设的单板自由式大跳台虽然是雪上项目，但国际雪联和国际奥委会希望将这个场馆设立在城市中心区，以更多地带动大众参与，经过在北京城区和张家口城区不同选址的比选，综合考虑赛事组织、赛后利用、城市发展等因素，最终选址在了首钢园区(图3)。
▲ 3 首钢滑雪大跳台
高山滑雪项目对赛道有一个刚性要求，就是竞速赛道的垂直落差要达到800m。在论证阶段，有关人员经过大量的实地勘探，在北京和张家口地区，可以建设为赛道同时又符合落差和其他条件的只有延庆，所以高山滑雪落地延庆。而雪车雪橇是一项难度非常高的冬季运动，考虑到建设管理和赛后利用的问题，也设在了延庆(图4、5)。
▲ 5 延庆赛区雪车雪橇中心及冬奥村鸟瞰
张家口崇礼地区本来就是传统的滑雪区域，有较好的雪上运动基础(图6)。单板自由式滑雪设在了崇礼的云顶滑雪公园，在原有雪道的北部区域开辟了一片新的区域，建设6条雪道，分别设置U型场地、障碍追逐、障碍技巧、平行回转、空中技巧和雪上技巧(图7)。在古杨树区域，新建冬季两项、北欧两项(包括跳台和越野滑雪)场地(图8)。
▲ 8 张家口赛区古杨树场馆群
从奖牌分布情况看，在冬奥会109个小项产生的奖牌中，北京地区57项，张家口地区52项。
3个赛区场馆分布在京张旅游文化带上，通过京张高铁和京礼高速连接起来，既相互联系，又各具特色，与各自的地域特点相结合，为大众带来丰富的冬季运动活动场地。
2 冬奥场馆建设的难点和挑战
奥运建设从2016年才开始起步，真正的设计从2016年下半年才开始，按照原定计划，2017年初开工，2019-2020赛季开始测试，建设周期只有不到4年时间。在此之前，无论对冰上、还是雪上的竞赛项目，国内从来没有建设过奥运级别的场馆。不仅如此，在上述109个小项比赛中，有近1/3没有在我国开展过。例如，国际上达到奥运级别的雪车雪橇赛道一共不过十五六条，而我国业界几乎没有人此前见识过真正的奥运赛道，更不要提设计建造了，即便是涉及体育建筑的建筑师，对于冬季项目，尤其是雪上项目的设计经验也极度缺乏。我们在设计、施工以及管理运行方面的经验缺失，给冬奥场馆建设带来很大的挑战。
针对这样的情况，我们采取中外融合工作方式，发挥中方单位熟悉国内情况、各专业力量充足、工作效率高的特点，吸收国外相关领域的权威或专家，高度融合开展工作。例如，在选址阶段就邀请国外专家到现场勘查调研，对可行性方案比对优选，并及时和国际体育单项组织沟通，高效对接，促进决策。在设计方面，由国内设计单位和国外专家团队组成联合体进行场馆设计，外方主要在方案和关键技术节点上把关，中方设计团队负责完善、整合、落地实施。建造过程中，由国际单项组织推荐专家，在建设的相应阶段到现场进行指导，施工单位也通过业主聘请国外技术专家，对有特殊要求的建造难点进行重点突破。例如，雪车雪橇场馆建设过程中，雪车和雪橇两个国际联合会的专家每隔2~3个月就会到现场检查和指导。
在发挥国外专家专业优势的同时，中方设计团队也积极学习并发挥主观能动性，根据现实条件提出建设性的方案。例如，高山滑雪项目的场地和赛道方案由国际雪联高山委员会主席带着专家进行设计，但该方案在一些局部节点上与现状地形及附属设施的衔接有问题，中方团队经过仔细研究提出设计改进意见，经过沟通获得了外方认可，极大地节省了造价和降低了工程难度。在这个过程中我们也认识到，我们虽然缺乏相关场馆的建设经验，但必须主动作为，把国际组织的需求和我们自身的条件及发展需要结合起来，勇于创新，坚持自我。这也是举办冬奥会的重要意义之一，不仅留下场馆遗产，同时也使我们的建筑行业从设计到建设的能力都得到提升。再如，雪车雪橇项目最初选址阶段，由于地理因素在延庆赛区无法找到低太阳照度的场地，对赛道的冰面稳定性会带来不利影响，这导致选址迟迟得不到国际雪车和雪橇两个联合会的认可。而中方团队根据在国外考察的体会发现，即便是国外日照影响小的场地也不能完全排除太阳照射影响，都在通过临时手段建设遮挡设施。结合场地的自然条件，我们创造性地提出对全赛道进行遮阳的系统方案，并最终获得国际组织的确认。
2020年初正当工程建设进入冲刺阶段时，新冠肺炎疫情爆发。出于防控需要，人员流动被严格控制，外方人员在一年多的时间里无法来华；即便是国内，外地工人进京受到限制，工程设备的加工制作运输也受到很大影响。直至今日，对疫情的认知在不断地发展变化，我们仍无法预测疫情何时结束，这种不确定性使本来就建设时间短、建设任务重的冬奥工程又迎来前所未有的挑战。我们的建设者积极因应变化，适应疫情防控需要，及时调整工作方式：在疫情初期，首先保证工作人员到位，同时加强工地管理，严格限定人员活动范围；在和国外联系方面，通过视频、联网等多种方式克服了重重困难，夜以继日地高效工作，有些场馆利用时差，与境外专家网上连线连续昼夜实时指导场地的设备安装和调试。经过中外建设者的努力，工程时间没有拖后，工程质量没有降低，工作效率得到提升，最终优质地保证了各项设施的建设，使得我们可以在2021年1月充满信心地宣布：中国已经做好场馆的准备，保证按时、成功地举办一届精彩的冬奥会。
3 冬奥场馆建设的特殊性
相较于夏季运动场馆，冬季场馆建设最大的不同可能是在建设完成后。硬件设施和场地只是基本条件，并不是把场地直接提供给运动员使用，还需要经过制冰或造雪及塑形环节。这是一个很长、很复杂的中间过程，通常会持续几周甚至十几周，需要由专业团队完成，而且他们在场地比赛过程中还要持续对场地进行维护，建筑团队服务的对象往往是这些中间服务团队。例如，冰上场馆在所有建设完成后，通常要由制冰人员在比赛前一两个月开始制冰，在此过程中对制冷管道要多次逐渐降温，浇水制冰也需多次重复才能最后完成。此过程对水质、水温、制冷管温度、制冷机组运转功率等细节都需要严格控制。雪上场地更是这样，在比赛前两三个月于合适的温湿度下开始造雪，然后对雪进行压实、塑形等，还要安装防护网等设施。这一系列准备工作非常复杂，直接影响比赛能否正常进行。因此，建筑设计和建造既要考虑满足最终用户(如运动员、比赛运行人员、观众)的需求，又要满足中间服务团队的需求。多重用户的需求对场馆设计和建设人员的专业技能和工作能力都提出极高的要求。这种特殊性也使我们体会到，如果从场地设计到建设过程中，就有中间服务团队或场馆运行人员全程参与，将会极大提高设计建造效率，少走弯路。但是由于国内几乎没有这方面的人员和技术储备，我们只能边干边学，投入更大的精力和汗水。这种情况在后期通过业主和冬奥组委聘请了相关方面专家进入以后有所改观。
冬奥场馆另一个特殊性是，除永久设施外，赛前需要搭建大量的临时设施。当然，如果不考虑建设费用和赛后利用，我们也可以把所有设施都建设成永久设施，但即便这样，因为不同赛事对场地的要求不一样，附属设施的内容和规模相差很大。为使场地设施对多种赛事具有适应性和灵活性，必须留出搭建临时设施的场地和可能性，所以冬季场馆尤其要考虑好永久和临时的结合。
永久和临时问题的另一方面是赛时和赛后使用之间的关系。从国外案例看，许多奥运场馆在赛后被改造为与赛时完全不同的功能，所以赛时采用临时设施以避免赛后拆改，在经济性和运行便利性上都是必要的。例如，这次大部分雪上项目的观众看台都是临时结构，赛时搭建、赛后拆除，这样赛后场地再举办其他规模和级别的比赛时，可以根据实际情况进行相应调节。VIP用房、打蜡房、媒体设施等基本也都采用临时设施解决。
临时设施的建设对设计、施工的组织与永久工程不同，需要相应地做好施工计划、人员调配等工作。
4 冬奥场馆建设力求绿色环保
冬奥场馆建设另一个重要的遗产是绿建工作。在申办之初，我们曾承诺所有新建场馆达到国际LEED金奖绿色标准，但在筹办阶段的场馆建设过程中发现，无论是LEED标准，还是我国的国家绿建标准，都没有针对体育场馆的特殊规定，而对于雪上室外场馆则几乎均为空白。通过专业机构对比我国绿建标准和LEED标准相应条款，虽然绿建标准没有全部涵盖LEED内容，但从评定角度看，如果达到我国绿建三星标准，则可达到LEED金奖的评定标准。鉴于此，我们通过反复和国际奥委会及LEED机构协商，提出新建冰上建筑场馆和新建非竞赛建筑场馆按照绿建三星标准建设；对于雪上室外场馆，由北京市相关主管部门会同张家口、天津相关部门组织专业机构编制了新的《绿色雪上运动场馆评价标准》，所有新建雪上场馆按新标准执行。雪上场馆绿建标准的制定，可以说是本届冬奥会一项重要的遗产，也是对国际奥林匹克运动的贡献。
冰雪项目需要使用大量的制冷剂。传统制冰制冷剂是氨。相对于其他主流制冷剂(如含氟利昂制冷剂)，氨的制冷效率高，技术成熟，对大气、碳排放友好，但氨泄漏到空气中后会对人的呼吸系统构成伤害。国外发生过冰场氨制冷剂泄露造成人员死亡的案例，所以在使用上有严格的限制；国内则禁止在人员密集区使用大剂量氨制冷剂。氟利昂制冷剂也是一种成熟的制冷剂，但对大气影响大，是被国际上列为分阶段逐渐淘汰的制品。这次冬奥场馆在制冷剂的使用上经历了较长的论证过程，经过反复比选，可以说在制冷剂的环保特性上做到了领先：考虑到雪车雪橇场地位于山区，周边人口稀少，采用氨制冷；国家速滑馆和首体等场馆采用最新的CO₂制冷技术，基本消除对环境和人员的不利影响；国家体育馆、国家游泳中心和五棵松体育中心，由于其运行的特殊性，不宜采用CO₂技术，仍采用含氟制冷剂，但选取了最新研制的低GWP值(Global Warming Potential，全球变暖潜能值)制冷剂。
冬奥场馆对电能的消耗量很大，很多绿电(如风能发电)发电企业积极参与冬奥场馆建设和运行。我们通过国家绿电交易平台，把绿电引入到了所有奥运场馆，实现了场馆的绿电运营。
雪上场馆建设对原始地表环境有一定影响。从建设之初，我们就进行了环境的本底调查，收集地表土以在建成后继续使用；对赛道上的树木进行移植，建立移栽公园；留出动物迁移通道；同步对周边场地进行植被和环境恢复，尽最大可能减少对环境的扰动。
5 冬奥场馆建设促进行业发展
冬奥场馆建设丰富了国内建筑类型，涌现出了很多新技术、新理念。例如，国家速滑馆的大跨度索网结构和双曲面玻璃幕墙，冰上场馆的CO₂跨临界直冷制冰技术、1.2万m²制冰，雪车雪橇中心遮阳系统和1.9km氨制冷技术，高海拔地区生态保护和修复等。这些技术都是国内首创甚至世界罕见的，创造了多项世界第一，不仅体现了我们的技术发展水平，同时也彰显了可持续发展的理念，为人与自然和谐共生做出中国贡献。
某些技术可以说为行业和产业的发展创造了一个开端。例如，相较于传统的含氟利昂制冷剂制冰，CO₂制冰采用天然材质、对环境友好，在制冷效率和热回收等方面有极大的发展前景，目前国际上也只是在一些小型冰场有所应用。如果以此次冬奥场馆的建设为契机发展这项技术和设备建造，可能会带动一个新兴产业和行业的发展，并且走在世界的前列。
6 冬奥场馆高标准建设无障碍设施
在场馆建设之初，冬奥组委就结合国际残奥委会的要求和我国规范，制定了冬奥会和冬残奥会无障碍设施建设指南，详细规定了各项无障碍设施的具体要求。尽管不是所有场馆都进行残奥会比赛，但是全部冬奥场馆都按照指南的要求建设了无障碍设施。同时，北京和张家口两地也结合冬奥和冬残奥的举办，在城市环境建设中建设和提升无障碍设施水平。
冬奥场馆的无障碍设施规划建设体现两大特点。1)《北京2022无障碍指南》是在国内无障碍规范的基础上对标国际标准提出的，相比国标规范，《指南》理念更新、标准更细。例如，在服务设施的技术规格方面，要求座椅下要设置不低于座椅深度1/3的缩脚空间；便利设施方面，要求奥运场馆无障碍坐席要占场馆总坐席的0.75%；此外，还增加了医疗服务、应急疏散、信息沟通、交通工具等无障碍要求。2)在场馆规划、建设、运行阶段全周期落实《指南》，以赛时需求进行设计，按照无障碍标准实施建设，派驻体验员开展检查，由专业团队组织运行，在场馆全生命周期实现无障碍闭环管理。
7 场馆可持续问题的思考和实践
从某种角度上来说，场馆建成投入使用只是一个开端。一方面，从新技术推广应用、到真正形成市场和产业，还有很长的路要走；另一方面，冬奥场馆的赛后利用也是需要高度重视和市场开拓的新课题，毕竟我们在冰上和雪上设施的运营方面也缺乏成熟和完善的经验。尽管如此，我们还是做出了积极的努力和尝试。
在各场馆建造之初，我们就考虑了赛后利用的问题。例如，雪车雪橇中心和高山滑雪中心这样超高难度的场地，普通人很难全赛道使用，建设时考虑到这种特殊性，在适当位置都预留了大众参与赛道，普通人可以在赛后亲身体验，增加对项目的了解。高山滑雪场地除冬季使用外，其他季节可开展多种类型的群众活动，如徒步、缆车登顶、滑草、山地自行车等。张家口云顶场地运营方是私企，而且赛道基础场地的坡度不大、长度不长、相对滑行难度不大，准备赛后将部分赛道转化为普通大众雪道。古杨树跳台滑雪和冬季两项中心赛后将作为国家队训练场地。因冬季两项赛道可以兼用于越野滑雪，所以冬奥会越野滑雪中心场地赛后准备转化为其他运动场，初步考虑有马术等可能。
在北京赛区，国家速滑馆在滑道圈内建设了全冰面，可以灵活划分成多个制冷单元，形成不同的活动场地，为多种冰上活动创造条件。五棵松体育中心原来就具有冰场和篮球场转换的功能。国家体育场赛后也将开发多功能应用。国家游泳中心由水立方转换为冰立方，在申办阶段的转换方案是一次性的，冰面拆除后不再恢复。申办成功后，业主考虑到经济性和可持续性，召集有关方面专家专题研究了可重复拆除利用结构和冰面问题，对工程难点进行攻关。这种转换面临的最大难点是冰壶比赛要求冰面绝对平整，而该场地恰恰是把泳池通过架空结构与地面架平，然后用块状材料拼接以满足4条冰壶滑道的场地，可能产生高差、缝隙、材料共振等现象，对保障平整提出了极大的挑战。通过反复测算、利用不同材料进行实验、实时动态监测等方式，最终找到了解决方案，使得泳池和冰面(并且是最平整的冰)可重复转换，拓宽了场地的使用范围，为赛后利用创造了条件。
很多场馆在配套设施建设中综合考虑了其他使用因素，如赛后可改建为会议、住宿、大众体验等，便于场地的综合利用。场馆业主也都为赛后利用进行了策划和预留等。
尽管做了一些努力，但是如何有效和可持续地利用好这些场地，创造性地开展相关的体育活动，发挥场地的效益，及至把这些场地建设成世界级的冬季运动目的地等，还有很多待研究的课题和工作。
8 运行设计对工程建设影响大
作为大型国际活动，冬奥的参与方多，场地内流线复杂，需要统筹的事务繁杂。为更好地组织各利益相关方的活动，在建筑设计的同时，组委会还组织编制了“运行设计”(operational design)，以场馆建筑设计为基础，主要反映各种功能空间布局、空间划分、人员流线等信息，说明场馆运行计划、运行原则、人员架构等。在运行设计的基础上，编制完成“设施手册”(overlay book),其图纸包括所有永久设施和赛时临时设施的内容，可以理解为赛时被使用到的设施的总和。通过设施手册设计可以让观众、运动员和随队官员、媒体转播商、文字摄影记者、奥林匹克大家庭(VIP)人员、单项组织技术官员、志愿者、安保、赞助商人员、场馆运行人员等各类人群，对各自使用空间情况进行沟通交流并做出安排，避免交叉矛盾。场馆永久和临时设施的建设方也可以根据设施手册设计有序安排工程建设。常规建筑一般没有运行设计和设施手册的编制过程，但对于功能性较强或较复杂的建筑，运行设计反映了各种人员的使用需求，还是非常有必要的，可以给建筑设计带来很大助益。今后也可考虑在一些特殊类型建筑的建设中增加运行设计环节。
9 需要持续关注研究的课题
上文提到临时设施和永久设施相结合的问题，事实上，许多大型活动都需要用到各种临时设施，而且对此需求预计会逐步增大。在冬奥临时设施的建设过程中，我们发现我国在这方面虽有一定的基础(例如集装箱式房屋、篷房等)，但相较于国外还有很大差距，在临时设施的种类、专业性、适用性等方面还有很大的发展空间。另外，在临时设施建设的法规、行业建造规范等方面也有很多空白，不能适应现实的使用需求。
另外，赛后利用仍然需要持续关注。场馆的可持续利用也和冬季运动及相关产业的发展联系密切。可以说，我国在很多方面才刚刚起步，在建筑建造上并不落后，但是一些特殊设施设备，甚至一般的器材器械等，都还依赖于进口，赛事的开展、经营活动也很弱，与冬季运动相关的产业发展空间还很广阔。冬季运动是我们的弱项，相关产业的驱动力也较弱，需要进行突破。
10 结语
经过几年的努力，冬奥场馆从无到有，场地焕然一新。在这个过程中，我们的建设能力和建设质量不断地震撼着外方人员，他们对此无不惊叹，对建设成就赞誉有加。在接下来的几个月，我们还要大力推进赛前临时设施建设和运行准备，根据运行需求和新的要求进行整改和完善。冬奥场馆的建成使用，为冬奥会和冬残奥会的成功举办打下了坚实的基础，我们的设计和建造能力得到了极大的提升，它也作为一个窗口，从一个侧面展示了我国的发展成就，同时也留下很多启示我们继续深化的课题。我们也希望这些场馆和设施为服务大众、提升生活品质发挥积极的作用。
< 文中图表均为北京冬奥组委提供 >
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