一世匠心如果我们短暂的一生有一些必须要做的事情

从2008年到2022年，他以两届奥运会、7个场馆的设计，用匠心书写了建筑师的传奇。本期人物：郑方。

郑方

北京建筑设计研究院副总建筑师

北京2022年冬奥会国家速滑馆（冰丝带）总设计师

国家游泳中心冰壶馆（冰立方）总设计师

两届奥运会，一生的匠心

如果说在我们短暂的一生中，有一些事情是必须要做的，那么去球场看一场比赛一定是我的全力推荐：见证场上精湛的球技，体验闪电般的速度，感受惊天动地的力量。奥运会是同类赛事中最高水平的。

2001年7月13日，北京成功申办2008年奥运会。

2015年7月31日，北京成功申办2022年冬奥会。

作为一名建筑师，我有幸参与了两届奥运会场馆的设计。从2003年到2021年，我共完成了7项比赛场馆设计任务，与奥运会结下了终生不解的缘分。

▲图1 国家游泳中心（2008水立方-2022冰立方）

▲图2 2008年奥运会国家网球中心（图片来源：国家网球中心）（左）；图3 2008年奥运会射箭场（新华社陈凯摄影）（右）

▲图4 2008年奥运会曲棍球场（新华社陈凯摄）（左）；图5 2008年奥运会沙滩排球场（新华社陈凯摄）（右）

▲图6 2022年冬奥会国家速滑馆（冰丝带）

我时常感慨，作为一名建筑师，我是多么幸运，能够赶上两届奥运会，经历这样一个波澜壮阔的时代。可以说，如果正确地说，建筑史就是我们生活中一切事物的历史。它是整个人类社会历史的舞台，凝固着最关键的时刻。虽然体育只是其中的一个方面，但奥运会让我们在那些雄伟而耀眼的空间中认识自己，分享梦想成真的感觉和相互依存的感觉。

从水立方到冰立方

(2003-2022)

2003年8月，从深化规划开始，我作为执行设计总负责人，主持了水立方奥运会前的设计工作。奥运会结束后，作为总设计总监，先后主持完成了2009年水立方赛后改造、2014年APEC改造、2017-2022年冬奥会冰壶场馆改造的设计工作。其中，冬奥会改造设计已于加入北京建筑设计研究院后完成。

奥运会时间-2008

2003年8月盛夏，我到北新桥天海商务中心C栋三楼报到。这里是中建国家游泳中心设计联合体北京办公室所在地。新铺的地毯散发着清新的甲醛气味；著名的Urban Practice王叔叔（王辉）办公室就在隔壁。该设计联合体由中国建筑工程总公司牵头，成员包括澳大利亚PTW、ARUP和中建国际（深圳）设计公司（后更名为“CCDI国际”）。赵晓军担任中方总负责人。

通过研究ARUP提供的设计报告，我开始了解基于Weaire-Phelan结构的数学运算、几何模块、立面生成等。当时，我在根据这些几何原理深化规划，研究和调整水立方的内部空间、规模和功能时，惊叹于理论物理的奇迹。设计大赛的原创方案是通过互动的过程产生的，蕴含着多人的智慧。方形平面的体量策略是包括王敏在内的几位中国建筑师的作品，初始立面的气泡草图是由PTW的Chris Bosse制作的，而Weaire-Phelan结构概念和ETFE气枕则来自ARUP的Tristram Carfrae 。

▲图7 水立方的设计理念（图片来源：Shang Hong、Chris Bosse、ARUP）

这些才华横溢的同事影响了我的建筑设计理念，它由三个核心元素组成：符号体积、超级结构和渐变立面。水立方的设计实现了建筑形式、结构几何和环境策略的完美统一。还将世界顶尖的可持续设计技术融入到北京奥运会场馆中，深刻影响了当今大型公共建筑的设计。技术的意义和方法后来成为我博士论文研究的核心问题。

设计这样一个超级项目是一个前所未有的挑战。在技术层面，需要解决复杂几何构造、大跨度超级结构、ETFE立面效果、室内空间与材料、奥运功能运行、大空间声光热湿气流环境等诸多专业问题。控制、性能化消防等，每个项目都涉及各自领域最前沿的技术进步，研究与设计同步进行；在进度层面，规划、初步设计、施工图设计、场地变更往往相互交织；在设计审查层面，所有设计决策都将受到详细审查，从国际奥委会（IOC）、单项体育组织（IF），到奥组委运营部门、基本建设程序和专家委员会等。 ; 在理念层面，设计是奥运场馆落实“绿色、科技、人文”三大理念的核心。

水立方使用的ETFE气枕是一种全新的充气结构幕墙系统。我以前从未见过这种材料。我们通过实验测试了解膜材的机械、光学、热学、声学和防火性能技术指标，进行有限的案例研究（英国伊顿植物园、慕尼黑安联体育场等）并创建物理模型来研究其系统地位。然后进行三个阶段的视觉测试：首先，多层膜材料组合的视觉效果；制作气枕样品；并现场搭建1:3的气枕原型。 2006年1月，完成系统整体性能、型材、节点设计后，现场对钢结构实体进行了500平方米的试装。试装效果评估并修改后，开始正式施工。这个工作过程包括从材料到系统的性能设计和视觉结果，也让我有信心在后续项目中通过新的材料系统实现预期的设计目标。

2007年1月，施工现场进入室内装修阶段。这也是我对网站的了解增长最多的时候。随着机电管道的不断到位，天花板标高和立面系统出现了系统性冲突。所以我决定重新设置所有的吊顶面控制线，并系统地改变室内外的幕墙和立面。精装的主辅材料有上百种，每件都需要审核技术参数，确认颜色、纹理；有的还要求现场打样，每天都做出审批决定。数十家机电、精装修承包商独立作业，设计师不得不召集现场协商。如果不是业主对建筑师的信任和包容，这样的任务是不可能完成的。

2008年1月26日，我现场签约并验收水立方项目（图8）。四年尘土飞扬的建设，十六天举世瞩目的辉煌（图9）。奥运会期间，“水立方”成为见证传奇的地方：菲尔普斯一人夺得8枚金牌；游泳运动员24次改写21项世界纪录；周继红带领中国跳水梦之队在这里夺得了7枚金牌。金牌。

1 平 2003.10.24 (左) 2 垫 2004.8.14 (右)

3 混凝土结构 2005.3.19（左） 4 地上结构 2005.12.1（右）

5 钢结构2006.5.25

6 立面气枕 2006.9.1（左） 7 屋顶气枕 2006.10.25（右）

8 车顶气枕 2006.11.22（左） 9 车顶 2006.12.21（右）

10 马道 2007.2.15 (左) 11 游泳池 2007.11.23 (右)

12 比赛大厅 2008.1.18（左） 13 签字接受 2008.1.26（右）

▲图8水立方建设纪实（图片来源：5、6、7、12陈苏摄影；其他来自国家游泳中心）

▲图9 2008年北京奥运会游泳、跳水、花样游泳比赛在水立方举行（图片来自：gettyimages.co）

赛后改造 - 2009

奥运会的成功举办并不意味着水立方建设的结束。水立方的设计、建设和改造是一个连续的、有目标的、至关重要的过程。 2008年奥运会至2022年冬奥会期间，我主持完成了水立方两次大型改造设计——2009年按照预期建筑方案的赛后改造和2014年APEC改造。

2008 年奥运会期间和之后改造的关键是临时看台。奥运会期间所需的观众看台为17000个座位，但赛后仅需要6000个座位。初步设计时，11000个座位的临时看台采用临时钢结构，并预留了核心筒、立柱以及电梯、机电系统接口等结构条件；比赛结束后，在临时看台拆除后形成的空间内修建了两处商业经营场所。小建筑。 2003年11月完成的初步设计文件包括赛中和赛后两种模式。 2004年4月完成竞赛期间施工图设计； 2009年9月完成赛后施工图设计； 2010年8月8日，赛后改造工程竣工验收（图10）。原设计的水上乐园在奥运会前并未竣工，是随着赛后改造才完成的（图11）。

▲图10水立方比赛馆：奥运会期间及之后临时看台的变化（图片来源：国家游泳中心）

▲图11水立方水上乐园（图片来源：国家游泳中心）

2014年，水立方承担了举办APEC国家活动的任务，对北商业街建筑的外立面进行了重新设计和部分更新。其他内部空间也根据商业运营的需要进行了部分装饰和改造。

赛中、赛后场景的转变，展现了通用建筑空间在运营实践中的巨大潜力：水立方从比赛场馆转变为集大型活动、社区健身、商业运营于一体的多功能时尚中心：从奥运会标准的游泳比赛到婴儿游泳俱乐部；从除夕晚会到宴会厅；从《星球大战：一个故事》首映到新车发布。这些实践也让我形成了体育场馆可持续运营的理念，并启发了我后续对冬奥会冬夏场景过渡以及国家速滑体育场概念设计的研究。

冰壶竞技场-2022（冰立方）

利用2008年遗产场馆再次举办冬奥会，是奥运会可持续发展战略的集中体现。如果北京冬奥会申办成功，水立方将变身冰立方，举办冰壶和轮椅冰壶比赛；同时，南广场还将新建永久性冰场和冰壶跑道。

新的挑战来临：游泳池是高温高湿的环境，而溜冰场是低温低湿的环境；而且，历届冬奥会的冰壶场馆都是在永久性混凝土冰板上制冰，因此最初的申办方案是在游泳池内浇筑混凝土，打造冰壶区。唯一已知的可移动结构制冰的例子是东京相模原的银河竞技场，但它仅用于公共娱乐。我和国家游泳中心杨其勇总经理有一个共同的想法：失去世界上最快的游泳池，对水立方来说是不能接受的；预制可转换结构可达到与现浇混凝土溜冰场相同的性能。把科研放在第一位，我们联合申请了北京市科委和科技部的专项支持，组建了科研团队，开始了冬夏场景过渡的研究。

2016年4月，我们前往瑞士巴塞尔圣雅各布沙勒观看男子冰壶世界锦标赛，并会见了世界冰壶联合会（WCF）主席凯特·凯斯内斯女士。 CBE）与秘书长、技术代表等官员交流冰壶场馆技术标准。巴塞尔世锦赛采用了由蜂窝网格支撑的可移动制冰管道系统，得到了制冰商的认可。比赛结束后，我们参观了莱比锡附近的一家工厂，并对其他几种可移动冰管道系统进行了详细的比较。冰线到位后，需要测试场地的结构基础。考虑到面板和支撑方式，我设计了一个实验：使用5种不同的组合系统在游泳池进行现场测试（图12）。根据检测结果，建议采用钢框架结构+预制混凝土板作为场地基层。测试报告得到了WCF技术委员会常务委员小川丰雄先生的认可，并提供了优化建议。 2019年12月，改场地进行全冰测试，中国青少年冰壶公开赛成功举办（图13）。

▲图12 敞篷冰场支撑系统测试及室内环境及群体智能控制（图片来源：国家游泳中心）

▲图13中国青少年冰壶公开赛，2019.12（图片来源：国家游泳中心）

2018年9月，国际奥委会副主席、北京冬奥会协调委员会主席小胡安·安东尼奥·萨马兰奇在实地考察水立方和冬奥会场馆后表示：“北京正在准备一个全面的活动。智慧冬奥”。

▲图14 陪同小萨马兰奇考察水立方和冰丝带，2018年9月18日（图片来源：国家游泳中心、北湾新视野）

冬夏场景智能转换依托可转换场地、可调节环境、智能场景控制、增强观看体验等多项关键技术的研发，得到了哈尔滨工业大学、同济大学、清华大学。我的博士生导师庄伟民院士主持了科研项目实施方案的论证，并与专家提供了宝贵的指导，确保了该技术的成功实现。

▲建筑师在世界冠军王冰宇的指导下体验冰壶场馆

国家网球中心

(2005-2021)

国家网球中心、曲棍球场、射箭场位于奥林匹克森林公园南园西侧、北五环路以南。这三个场馆合称为北区竞技场群（图15）。

2005年5月，北区场馆组举办了设计竞赛。我邀请了悉尼奥林匹克网球中心的设计公司澳大利亚BVN组成设计联合体参与，我们在7月初获胜。之后，在与业主讨论设计概要的同时，对方案进行了调整和优化。

2005年11月，时任国际网球联合会（ITF）主席弗朗切斯科·里奇·比蒂访问北京。当时，对于中央球场是否安装开放式屋顶，存在不同意见。他认为，像上海旗忠网球中心那样打开屋顶对于奥运会网球比赛来说成本高昂且过度。考虑到北京奥运会的成本和工期压力，业主及业主顾问决定遵循不开顶深化的方案。关于场地，弗朗西斯科特别表示，网球是一项争夺球员注意力的运动，需要尽可能保持场地安静。为此，网球中心进行了三项专项治理：

此外，由于ITF没有技术官员来审查设计图纸，因此他提议邀请BDP建筑师理查德·里斯（Richard Rees）担任顾问。此人是温布尔登网球中心和雅典奥林匹克网球中心1号球场的建筑师。我请他详细查看了场馆的技术布局和比赛室。他还专门绘制了运动员区平面图，将温网传统的空间布局引入北京。后来的游戏操作设计基本保留了原来的建筑设计。

▲图15国家网球中心（新华社陈凯摄）

竞赛方案提交的中心场地是一个圆形体育场。在深化规划的过程中，建筑师Andrew Cortese提出了12面体育场的设计主题。 BVN的创始人劳伦斯·尼尔德和我都很喜欢这个想法，经过深入调整，这个方案得到了各方的认可。

2005年12月，市委、市政府召开专题会议，研究批准网球中心设计方案。 2006年1月，我和同事完成初步设计，3月23日开工建设，当年4月顺利完成施工图设计。

比赛场馆规划围绕一条明确的中轴线，预赛、半决赛和决赛场馆位于轴线两端。训练场就在球员休息室的正对面。室外场地的紧凑布局开创了国内网球中心规划的先例，为奥运会后新建网球场地奠定了雏形。后来我在规划湖北奥林匹克网球中心（一期）和日照网球中心时也采用了类似的规划结构和空间尺度。

网球中心是2008年奥运会上唯一一个采用清水混凝土立面的场馆（图16）。中央场馆的悬臂结构倾斜约40度，显得轻盈优雅；其简洁的体量和简洁的纹理完美地融入了森林公园广阔的绿色景观。清水混凝土模板加工前，对玻璃幕墙、看台等构件进行了精确的协调和定位，既保证了视觉效果，又保证了浇筑质量（图17）。当时建造的清水混凝土表面基本完好如初。

2007年10月1日，网球中心竣工交付使用。 2008年奥运会期间，李娜一直打到半决赛（图18）。奥运会后，网球中心重新装修，每年10月举办中国网球公开赛，成为四大满贯之外最具影响力的赛事之一。 2021年，园区规划整体完善，新建餐饮综合服务大楼。

▲图16 北京奥运会网球比赛在国家网球中心举行，2008年8月16日

▲图17 中场：北京奥运会女单半决赛，李娜对阵萨芬娜，2008.8.16 右图：

曲棍球场、射箭场、沙滩排球场

(2005-2017)

奥运会对城市空间、建筑功能、基础设施都有巨大的需求：奥运场馆=永久场馆+临时设施。每个永久场馆都需要大量的临时设施（Overlay）来支持奥运会的运行，包括户外广播电视、后勤、安保等综合区域；临时看台、安全围栏、安检设施等。在未来场馆需求不确定的情况下，利用所有临时设施建设场馆是应对奥运会需求的重要途径。可以节省城市建设用地，节省场馆维护和运营的长期成本。

传统上，奥运会上的曲棍球场、射箭场、沙滩排球场往往都是临时搭建的；北京2008年的计划也全部使用临时场馆。曲棍球场、射箭场与网球中心设计为一个场馆群；沙滩排球场赢得了后来的设计竞赛。

三个临时场馆的设计是对体育功能和赛事运营的工艺和技术回应；同时为观众、媒体、运动员等参与者提供最佳的体验。场馆规划源自历届奥运会的经典布局。射箭决赛场地只有20排看台；从视线看，看台台阶的高度并不高，坡度也相当平缓。国际射箭联合会（FITA）的技术代表对赛场的封闭氛围高度关注，希望看台能够提供尽可能接近的空间效果。因此，增加了看台台阶的高度，按照《运动场安全指南》（体育场馆安全指南）允许的限度反推计算，并且每排台阶的高度均匀分布，不致于影响安全。既提高了看台的标准化，又取得了良好的氛围。 2008年8月14日，张娟娟在这里夺得中国射箭历史上第一枚奥运金牌。

▲图18 测试赛时的冰球场，2008年2月11日（BVN）（左）；图19 奥运会期间曲棍球场A场（）（右）

▲ 图20 射箭场，2008年奥运会期间，图片来自：pin.it/2MD8B4L（左）；图21 张娟娟，2008年8月14日，图片来自：北京2008年奥运会总结报告·第二卷（右）

▲图22 沙排球场，2008年奥运会期间，图片来自：pin.it/2A9eeaV

临时场馆的设计借鉴了我国成熟的建筑工业化体系，采用预制构件和可重复使用的产品：轻钢结构和彩钢板房屋、脚手架临时看台、临时景观立面等。沙滩排球场位于湖边。位于朝阳公园中心，周围是三座待拆除的工业厂房。因此，比赛期间利用厂房布置功能用房，实现了最大程度的节约。

这三个场馆的设计使用寿命为五年，计划于2008年奥运会后拆除。朝阳公园沙滩排球场在比赛结束后成为沙滩主题公园的一部分，至今仍在。 2017年3月，拆除曲棍球场和射箭场，为冬奥会国家速滑体育场腾出场地。

国家速滑馆（冰丝带）

(2016-2022)

奥运会结束后，我回到清华大学，师从庄为民老师攻读博士学位，2014年毕业。仅仅一年后，北京成功申办冬奥会。北京赛区唯一新建比赛场馆国家速滑馆位于曲棍球场和射箭场旧址上，设计竞赛即将开始。

2016年7月22日下午，国际比赛吹风会在中国公开赛钻石赛场新闻发布厅举行。国外7家、国内5家，共有12家企业通过资格预审（截至6月27日，国内外设计师共计66名），公司首席设计师（机构提交资格预审文件）亲临现场。之后，大家前往奥运景观塔、中区庆典广场等地进行现场考察，当天空气不太好，所以在景观塔上拍照时只能隐约看到现场。雾（图23）。

设计竞赛为期3个月。

▲图23国家速滑馆国际比赛简报，中国公开赛钻石赛场，奥林匹克塔，2016.7.22

全国速滑馆比赛：2016-2017

场地条件极其熟悉，一开始就决定采用2008年奥运会的前后院关系和比赛时间运作流程，形成了三大设计方针：强化中轴线、拓展森林公园、控制建筑高度。设计理念是一次性产生和开发的。比赛期间工作日志如下：

2016年8月2日

完成带有核心双曲线屋顶的透明立面的初始草图。

▲图24 透明立面初步草图（左）；图25 屋顶示意图（右）

2016年8月12日

建议将速度和线条作为设计主题。

▲图26国家速滑馆主题研究

2016年8月14日

看台布局在椭圆形的完整轮廓中进行研究：围绕400米大道场地，周边看台围成圆形；看台外边界的轮廓仍然是椭圆形的。高区将搭建临时看台，赛后将按设计任务书要求拆除，改建为冰场副馆。这种方法可以有效控制比赛过程中的建筑规模，解决临时看台拆除后的空间利用问题。

▲图27 场地周边椭圆形看台初步草图

2016年8月18日

宏鑫冰皮尔概念发展

▲图28 双层立面概念发展

2016年8月22日

我和同事完成了规划的体量策略，包括双曲屋顶、倾斜的透明立面以及与屋顶起伏一致的立面线条。简单来说，国家象征应该是一个格式塔，而不是一个碎片。

▲图29 设计理念生成：双曲面屋顶、透明面和立面线条

2016.9.17

研究和制定立面圆管的数量和分布。当时使用的是18根圆管。利用犀牛插件，让这些圆管内外不规则错位。连接错位的圆管以定位玻璃幕墙并分隔室内和室外空间。

▲图30 丝带原型

2016.9.30

识别犀牛模型。立面由四折弧形玻璃幕墙组成，玻璃管逐渐分布在这四折上。当时的想法很简单。如果立面上的管子可以进退，最有效的办法就是把它们做成曲面玻璃。在突出的部分，玻璃管非常密集；而在凹处，玻璃管则较松。该模型已提交给物理模型公司，渲染和动画公司，后期制作始于计划。在深圳打印了3D弯曲且透明的立面样品，以测试物理模型的视觉效果。

2016年10月11日

多媒体文件中的一页显示了速滑大厅，鸟巢和水立方体的立面的部分组合。他们的外墙都具有梯度和时尚的质感。我认为它应该有一个合适的名字，我们称其为“冰丝带”。如果赢得了竞标，《北京每日》将以标题宣布：“冰丝带项目赢得了国家速滑体育场设计竞赛的胜利……”这个名字既强壮又柔软，每个人都应该喜欢它。

为竞争准备的描述文件，机械和电气计划，结构报告和成本估算已按计划完成。

2016年10月20日

在Bird's Nest文化中心提供设计文件，展览板，小册子，两个模型和多媒体。

▲图31为国家概念设计竞赛提交的效果和模型

2016年11月底

该计划进入了前三名，组织者要求修改计划。

2017.4.11

由于某种原因，要求将程序更改传达给我花了四个月。我将核心更改为蓝色，以增强冰和雪的特征。将立面丝带修改为22。这四个修订的效果图于三天后于4月14日提交。

▲图32修改后提交的效果图

2017.4.25

北京日报的首席记者Geng Nuo发表了一篇文章：“北京的2022年冬季奥运会的新竞赛场地的设计计划在国家速度滑冰体育场和“冰丝带”浮出水面上揭幕。 “冰丝带”提案获胜。

2017.4.28

国家速滑大厅的基石是铺设的。

国家速滑大厅的实施

2017年8月，我和几位同事加入了北京建筑设计和研究所，从头开始加深了设计。当提交竞争计划时，尚未确定弯曲玻璃窗帘壁的结构系统。只有最终的修订计划显示了由钢电缆支撑的S形龙骨。因此，初始阶段用于解决弯曲窗帘壁的结构系统和建筑效应问题。建筑建模和结构计算；我们一起研究了许多计划，并且在此过程中有很多争议。直到那年的10月9日，计划委员会才明确表示，应维持赢得竞标的窗帘墙的特征，并应采用有线 +连续晶格壳的解决方案。

自2017年10月以来，我来自北京研究所和近20位咨询工程师的同事们共同努力解决几何逻辑构建，超大型跨度有线网络形式，弯曲的窗帘壁技术，校准屋顶系统和预制的漂白剂，步。，冬季奥林匹克运动会和流动线，撤离火灾和其他关键技术问题。从2016年10月的概念设计的第一个版本的3D建模到将BIM模型交付到建筑工地，速滑厅的数字模型将近20个完整的数字模型。初步设计于2017年11月20日完成；施工设计设计于2018年6月完成。整体构建过程进行得很顺利。建筑效应逐渐出现，例如电影开发，逐渐接近渲染和动画中所设想的场景。

2020年12月25日，“冰丝带”完成并签名。