北京首体短道速滑训练馆 | 中国建筑设计研究院
阅读:2871 2021-11-25

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▲嵌入场所的冰坛(摄影:张兰英)

地点 / 北京海淀
设计 /  2010-2017年
建成 / 2020年
业主 / 国家体育总局冬季运动管理中心
建筑师 / 刘燕辉卢鹏、刘迎坤、王朝霞、陈明

建筑 / 刘燕辉、卢鹏、刘迎坤、詹柏楠、黄琳、王朝霞、陈明、邓超、肖涌锋、韩亚非、胡璧、李燕云
结构 / 娄霓、刘长松、张兰英、蔡玉龙、武晓敏、彭明英、任乐明、尤天直、范重
给排水 / 刘志军、关维、陈超、杨澎、郭汝艳
暖通 / 张昕、王代兵、彭博、徐稳龙、潘云钢
电气 / 王京生、贾志丹、李彦武、邵楠、王路成、张青
智能化 / 陈玲玲、殷博、张雅、许静、张青
总图 / 刘迎坤、刘文、白红卫
室内 / 彭典勇、邹彦慧、李一山、张若曦、郭晓明
经济 / 张桂芝、禚新伦、赵红
绿建 / 张鹏、王曦溪、徐宁、胡晓晖、张凝
运营设计 / 张若曦、岳意贺、王秀琴、王朝霞、贺雷刚、赵超

基地面积 / 1.35h
建筑面积 / 3.32万
结构形式 / 混凝土框架-剪力墙结构,大跨部分采用型钢混凝土柱-钢梁混合结构

摄影 / 张广源( 除标注外)

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▲主入口夜景


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▲西大厅


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▲专项训练厅(摄影:岳意贺)


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▲上层冰场——短道速滑(摄影:岳意贺)

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▲总平面图

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▲首层平面

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▲三层平面

西入口门厅  2 首层冰场—冰壶  3 设备用房   东入口门厅  厨房  6 简餐厅(公众)  7 室外庭院  8 上层冰场—短道速滑  9 专项训练厅  10 运动员休息室  11 教练员休息室  12 体能训练厅


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▲1-1剖面

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▲2-2剖面  1 东侧门厅  2 教室  3 运动员宿舍   4 专项训练厅  5 东大厅  6 设备用房  7 车库 8 室外庭院  9 首层冰场—冰壶 10 上层冰场—短道速滑 11 简餐厅(公众) 12 运动员餐厅  13 体能训练厅



集约共享的复合场馆
—— 首体短道速滑训练馆“冰坛”设计


卢鹏 刘燕辉
中国建筑设计研究院有限公司

1  概况

冰坛,立项名为国家体育总局冬季运动管理中心新建综合训练馆,位于北京市海淀区首体大院北院区。冬奥会赛时,为短道速滑训练馆;赛后,将作为我国多支冰上运动国家队的训练基地,并向公众开放、普及冰雪运动。因其是培育冰雪运动最高竞技水平的“冰雪运动圣坛”,故此提炼设计概念为“冰坛”。冰坛立项于2009年,体现了国家谋划冰雪运动发展的前瞻思路。2015年申奥成功,待建的冰坛被调整功能并确定为冬奥会短道速滑训练馆。因此,冰坛既是新建场馆,也是既有设施计划的再调整再利用,体现绿色办奥宗旨。


冰坛是融竞技训练、科研、教学、居住、群众开放等多项功能于一体的高度复合的体育场馆。内部建有两块高标准专业竞技冰场,其中包含我国第一块标准冰壶场地。此外,还建有训练辅助和运动员公寓、餐厅等生活配套设施。在提供高标准竞技比赛训练设施之外,还需同时满足运动队长期居住要求。


项目用地位于中关村南大街门户位置,为大街和南长河交汇处,但用地条件紧张,制约因素多、周边环境复杂多样。国家图书馆和首都体育馆分别从西侧、南侧与冰坛对望。场地东侧、北侧还有明代真觉寺、首都滑冰馆和原奥林匹克饭店环绕并紧贴。场馆总建筑面积3.32万㎡,可建设用地面积仅为1.35万㎡,用地狭促且不规则,并因真觉寺金刚宝座塔的文物保护要求而受限高制约。更加复杂的是,3条地铁线路在场地西南角交汇,对冰壶场地减振产生不利影响(图1、2)。


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▲1 自西向南望向冰坛


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▲2 区位示意


结合冬奥会举办的宏观要求、所在城市环境的中观区位条件,以及场地、建设内容等微观诉求,冰坛需实现4个方面的设计目标:1)在总体布局方面,适应严苛的场地条件和特殊的周边环境;2)在空间组织方面,妥善营造出复杂多样的空间体系,实现场馆的建设定位;3)风貌协同方面,在风格迥异的周边环境中,塑造得体适宜的自身形态,并实现风貌协调;4)可持续设计,综合运用适宜绿色建筑设计策略,节约造价、降低能耗,为场馆赛时赛后可持续运营奠定硬件基础。

2 总体格局:调和、嵌入和发展

用地位于中关村南大街南端门户区域,国家图书馆及新馆、首都体育馆、首都速滑馆等大体量场馆建筑散落分布,紫竹院公园、南长河、动物园、真觉寺等绿地水体院落舒展开阔。相应城市空间呈现开阖跌宕的宏观格局。上述建筑有明代建筑、民族样式建筑、现代建筑等,功能性质和体量形态差异大、风貌各异,但多为各自时代的经典建筑。这些不同时代的标志性建筑,并置一处进而产生历时性,赋予场所“发展”的风貌及文脉特征。


2.1 空间格局的调和、嵌入
地处大开大阖的宏观格局中,冰坛应以更积极的姿态织补城市界面、改善城市公共空间。结合不规则的用地形状,设计采用多层立体场馆,以高效集约的方式容纳各种综合功能,适应狭促用地:在西侧与相邻沿街建筑界面对齐,获得城市界面的相对连续、贴合。西南、东北角则采取削角处理,避让地铁设施和首都滑冰馆。西南转角协调了南北向的街道界面与东西走向的沿河景观界面之间的顺滑转接,形成了一处富有特征的城市界面。东北转角则使得冰坛得以调和首都体育馆方形大体量与首都速滑馆椭圆形体量之间的对立,实现对首体大院院区内部规划秩序的整饬提升,也实现了对场所的“嵌入”。


2.2 以和而不同的自身特征,续写“发展”的场所意义
冰坛西侧临街、南侧临河,拥有近200m长城市界面。为避免由此产生的尺度压迫感,设计高度27.15m,远低于沿街界面的规划限高(≤45m)。以横向舒展的体量、谦逊的姿态,实现对既有环境秩序的融入与调和。

周边建筑风貌形态各异,国家图书馆为青瓦白墙的民族样式建筑,首都体育馆则为米色简洁古典主义式样建筑,其他建筑色彩、体量也差异较大。冰坛采用银灰色为主体色彩,符合北京“丹韵银律”的城市建筑色彩基调。冰坛以增绘背景基调,而非彰显的方式实现对既有城市风貌环境的调和。

作为冰雪运动场馆,冰坛在上述融入环境的形态基础上,通过形体收分、立面处理和细部设计等多种手段塑造出“滑动、冰痕、冰晶”等冰雪运动意象,既嵌入、调和了环境,又保持了符合自身内涵的适度个性,实现了对所在地段城市风貌的“发展”(图3)。这座颇具动感的多边形建筑,也被公众解读为“冰壶”,实为无意偶得的结果。


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▲3 自东南望向冰坛


3 场馆空间体系:集约、立体、共享

与紧凑圆润的总体形态格局对应的,是集约立体的内部空间系统。本项目内含冰场、陆地训练厅、餐厅等8处厅堂空间,以及多间康复理疗用房、公寓等重复性单元空间。立项时,首层冰场为我国第一块标准冰壶场地,缺失相关的设计经验和标准,笔者团队通过调研、访谈运动队确定冰壶场地空间净高等各项设计标准。国家队驻训和冬奥会赛事使用的双重定位,在对冰坛提出了极高的专业性要求的同时,也赋予本馆空间系统需适应人员长期居住、满足运动员生活各项需求的使命。因此,冰坛既是一座服务于赛事的冬奥场馆,也是一处功能性人居设施。


3.1 以立体冰场为核心的集约化专业空间体系

应对狭促的场地,设计采用立体分层的集约化手法,将空间主体——两处冰场,西门厅和专项训练大厅,两两成组后垂直相叠,上述主体空间,紧贴场地西侧和北侧建设退界布局,将非冰空间、长居性空间布置在东侧和南侧,并进行立体布局,陆地训练厅和餐厅、康复用房等具有较大空间尺度要求的业务空间在下层;对空间尺度要求较低的公寓在上。通过立体集约的手段,使各类使用空间在水平和垂直方向均合理分布,保障专业训练功能的实现。


上下两处冰场均采用61mX30m标准尺度,具备冰上运动多项目适应性。首层冰场跨度为38.7m,紧凑集约。场芯采用6条冰壶训练道并置的创新设计,提高场地利用率。上层冰场跨度46.8m,在长途起终点线所在长边一侧,留有10.6m宽的缓冲空间,既可布置伸缩看台,又可布置陆地训练跑道,成为弹性拓展空间(图4)。

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▲4 剖透视:集约化的专业空间体系


3.2 兼顾共享使用的双重空间体系

位于中心城区的区位及多条地铁线路交汇的公共交通优势,使冰坛具有面向公众开放共享的良好基础条件。设计围绕“确保核心功能、兼顾公众开放”的原则,仔细分析使用规律,设置了“专业竞技在东,公众开放在西”的两套空间体系。东部面向北院区内部,方便与南院区高效联系,进入门厅后以分组的垂直交通可分别就近通达上层训练空间及公寓生活层;西侧临街,更具开放条件,作为公众流线的起始点,设有尺度开阔的公众门厅、较强仪式感的公共楼梯、荣誉展厅以及简餐厅等配套服务设施。一处露天内院,介于两者之间,作为专业-公众之间的弹性缓冲空间。可成为共享交流场所,也可成为分时专用空间(图5)。

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▲5 剖透视:兼顾共享的双重空间体系


3.3 “有温度”的人性化空间体系
 冰坛是高度集成、功能复合的立体训练馆,国家队运动员不仅在此训练,也在此长期居住,这里是年轻运动员们长期生活共同起居的“家”。冰场空间恒湿恒冷、需完全采用人工照明;场馆内功能空间高度紧凑,这都会对运动员产生身心压力。为化解这些不利影响,改善居住体验,设计中除在空间布局上将公寓餐厅等生活设施布置在南侧、东侧,便于向阳纳景外,还在空间格局适宜处着力塑造内院、观景阳台以及露台等休闲性外部空间(图6、7)。并以点穴的方式,将使用频率极高的体能训练厅设于三层南侧(图8),与上层冰场同层,既方便运动员使用,又以树梢之上的高度供运动员远眺紫竹院公园、南长河。为运动员塑造了一处采光充足、视野开阔、景观良好的阳光训练厅。以此作为这座封闭性场馆中心理和景观之“窗”。实现使用者与环境的“互观”。这扇“窗”与各处休闲性外部空间,将成为“有温度”的人性化空间,帮助运动员适度化解高密度冰上综合场馆中生活的心理压力(图9)。


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▲6 从内院仰望金牌


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▲7 内向休闲露台


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▲8 体能训练厅


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▲9 功能、流线分析


4 冰雪运动意象的内外整体形态塑造

4.1 形体意味:“滑动”
多边形建筑平面形态具有转折导向的意味,各处角部、转折部位依弧形倒角,使得形体的转折更为顺滑,并与既有的速滑馆建立形式联系。在剖面方向上,整体轮廓分为三段,底部和顶部以不同角度斜向内收分,进一步减小了沿街界面的尺度,通过以上手段,大体量场馆建筑对城市空间的压迫感得以减弱,建筑形体也因此具有了冰上运动中“滑动/滑行”的形式意味。形体圆润紧凑,少凹凸,体形系数仅0.22,有利于保温及降低制冰能耗。


建筑主入口,位于形体的西南转折处,以宽25m,高、深平均15m的深阔凹洞形式呈现,再结合如浮冰般贯穿悬浮于入口内外的“冰川”顶棚,营造出“冰雪运动殿堂”应有的“崇高感”,也成为沿街建筑呼应城市空间尺度的形体再刻画。


4.2 “冰痕”立面,营造谦逊质朴的训练馆形象
立面主体采用银灰色铝板玻璃复合幕墙,清新明快,契合训练馆应有的朴素气质。27层折形铝板与水平横窗环绕形体复合而成,隐喻“冰痕”。随功能房间对自然采光的不同需求,横窗设有三种高度(300mm、600mm、900mm),与之对应的折形铝板高度也分别递减为900mm、600mm、300mm。北立面和西立面多用窄窗规避西晒,南侧和东侧以宽窗为主,利于公寓等人员常驻房间最大限度的自然采光。不同高度的铝板渐变衔接,使得“冰痕”宽窄过渡自然,立面整体也因此呈现疏密有致的律动变化。“冰痕”挂板采用外凸的折形截面,具有形体自遮阳效果(图10)。

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▲10-1 北向幕墙、南向幕墙、西向幕墙大样图

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▲10-2 冰痕挂板随采光需求产生宽窄变化

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▲10-3 幕墙节点


在保持立面整体性同时,结合形体凹进,东西入口处采用深灰色铝板、与形似“冰晶”的定制嵌墙灯同构组合,细化并丰富了立面语言层次。白色铝板天蓬,弧形交错相拼,引导主入口从西南转向正西,并同时强化了内外一体的环境氛围。细部设计也意在“点石成金”,出屋面的设备机房形态突兀,从内院视野无法规避,外部包覆明黄色弧形穿孔金属板后,形似悬于顶部的“金牌”,激励运动员们训练夺冠的信念。

4.3 一体化的细部及室内设计
室内设计,呼应外部形态,以低造价手段营造富有冰雪运动魅力的环境氛围。根据竞技训练视觉心理要求,以较暗的顶棚及墙面配合白色的冰面所营造的视觉环境,更有利于运动员聚焦于冰道。场馆室内也因此获得了以黑、白、灰为主的色彩基调。为平衡由此造成的心理“低温”,室内公共区域、电梯厅等处,点缀红色;可自然采光的非冰训练空间,则在加大红墙用色面积的同时,补充采用深蓝色彩色地胶,形成强烈的色彩对比,激发运动热情。科研及理疗康复用房,则以灰色辅以蓝色,营造平和宁静的氛围。为节约造价,室内设计坚持“多设计少装饰”原则,更多通过对结构和机电设备优化排布后露明的一体化整合方式实现。散布的冰晶灯结合黑色钢板网即成为餐厅、走廊等处天花。体能训练厅,是一个深宽比接近1:8的宽扁空间,通过优化风管、灯具排布,将其与下部跑道的对位,形成简明有力的指向性主题空间。西大厅内南北侧墙采用点缀冰晶灯的深灰色金属墙面,其中北墙延续外侧倾斜向上的形体关系,通过上述形体、色彩材质策略,营造出“冰雪运动殿堂”内外一致的连续体验(图11)。

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▲11 内外形态分解示意


5  以集约复合为导向的可持续工程设计

5.1 结构设计
为实现尺度不同的多类型空间集约,结构体系由多种结构形式复合而成:首层冰场大厅采用型钢混凝土柱混合钢梁体系,上层冰场大厅叠合平面钢桁架体系构成屋盖;西侧主入口凹洞处大跨借用交通核设置剪力墙支座,承托空腹桁架外挑。东侧及南侧的多层空间部分采用钢筋混凝土框架-剪力墙体系(图12)。

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▲12 结构设计分析


为减弱由此造成的刚度分布不均匀,取消结构分缝,通过整体性能化设计、加强连接部分、切分模型等包络设计措施,实现了高度复合的结构体系的抗震设计要求。


建设场地西侧及南侧有三条地铁交汇,地铁运行振动对现有场地存在影响。根据现场实测振动数据,参照相关运动标准,完成《北京地铁4号线、9号线、16号线对冬季运动管理中心综合训练馆振动影响测试报告》,并考虑经济性,采用增大基础及地下室整体刚度进行减振,控制冰壶场地振动最大幅值低于6μm/s,满足运动训练要求。


5.2 机电设计
“冰坛”的两块冰场是我国首批采用更为环保绿色的二氧化碳跨临界直冷制冰工艺的冰场。通过系统设计,充分利用冰场制冰系统产生的余热,减少了对常规能源的耗费,尽可能提高综合能源利用效率:高温热水用于转轮除湿机再生风加热和浇冰水加热;中温水用于生活热水预热;低温水用做防冻胀热水系统和融冰池融冰热水系统热源。


冰场、训练厅、理疗用房、公寓等具有不同的温湿度、使用时长等运行要求,针对场馆功能空间高度复合的特点,有针对性的采用了不同的空调系统进行气流组织。为更好的降低运行能耗,区分房间的朝向,细分供暖、空调区域,对系统进行分区控制。通过完成气流模拟分析,优化设计,可将冰面气流速度控制在0.2m/s以内,满足冰壶运动对气流组织的高要求(图13、14)。

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▲13 基于机电一体化整合的厅堂空间室内设计


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▲14 机电BIM模型


6  结语

冰坛的设计,主要是对下述两方面问题的思考和回答:1)场所意义的显现:针对周边场所特殊的空间格局、狭促的场地条件,以形态调和为初衷,顺势生成了集约的总体布局,实现了对场所的“嵌入”,也通过基于自身功能内涵,塑造出具有冰雪运动意象的“和而不同”的内外整体形态,续写并显现场所“发展”的意义;2)人的使用和栖居:在确保专业竞技需求得到满足的同时,关注人在高密度设施空间的心理减压,营造出“有温度”的功能性人居环境;针对高标准的竞技使用和大众冰雪运动普及,塑造双重空间体系,融立体高效性、便捷友好性于一体,构建起冰上场馆开放共享的基础。

期望冰坛像嵌入所处城市环境一样,在培育最高竞技水平的同时,能够融入首都群众日常文体生活中,使更多的人们在此接触冰雪运动,感受奥运遗产的魅力!

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