2022年冬奧會國家速滑館（冰絲帶）、國家游泳中心（冰立方）冰壺賽場設(shè)計總負(fù)責(zé)人；曾主持設(shè)計北京2008年奧運(yùn)會國家游泳中心（水立方）、國家網(wǎng)球中心等5個競賽場館。
在北京，星羅棋布著大大小小的奧運(yùn)場館，它們曾是奧運(yùn)健兒揮汗拼搏的舞臺，如今成為市民游客健身、休閑的打卡點(diǎn)。十年來，北京城市規(guī)劃建設(shè)日新月異，奧運(yùn)場館的持續(xù)運(yùn)營、綜合利用，成為“雙奧之城”面貌更新的重要一環(huán)。
今年是習(xí)近平總書記“2·26”重要講話十周年。自冬奧申辦成功以來，習(xí)近平總書記五次實(shí)地考察北京冬奧會、冬殘奧會籌辦工作，對場館的設(shè)計、建設(shè)提出明確要求，特別強(qiáng)調(diào)場館建設(shè)要突出科技、智慧、綠色、節(jié)儉特色。
“冰絲帶”“冰立方”，這些北京中軸線上的標(biāo)志性建筑設(shè)計，均出自建筑師鄭方和他帶領(lǐng)的科研、設(shè)計團(tuán)隊(duì)。從2003年至今，鄭方主持了北京兩次奧運(yùn)會7個競賽場館的建筑設(shè)計。在他看來，設(shè)計奧運(yùn)會的體育場館，是在設(shè)計“最領(lǐng)先的超級建筑”，最有預(yù)見性的選擇是塑造一個開放的框架，給未來留下空間。
求學(xué)路上慢慢理解，建筑要回答“時代的問題”
1988年，鄭方考入建筑學(xué)專業(yè)盛名卓著的同濟(jì)大學(xué)。和許多中學(xué)生一樣，鄭方也是在進(jìn)入大學(xué)后，才真正理解未來從事的專業(yè)是什么。
成為一名建筑師，要學(xué)習(xí)廣博的知識，從幾何、美術(shù)、工程技術(shù)到建筑物理、建筑歷史。“建筑師是一個‘全才’。”鄭方認(rèn)為，設(shè)計是一個“從無到有”的過程。“從一片空的場地到形成建筑，其間要協(xié)調(diào)很多專業(yè)，把結(jié)構(gòu)、設(shè)備等協(xié)同安排到建筑空間里面。建筑師需要知曉各個專業(yè)的知識體系。”
求學(xué)路上，鄭方慢慢理解設(shè)計和創(chuàng)作的核心——在建筑必備的功能之外，建筑師還要有堅定的信念，建筑要回答“時代的問題”。
1996年，鄭方從清華大學(xué)碩士畢業(yè)，來到清華設(shè)計院工作。在這里，他跟隨莊惟敏先生，參加清華大學(xué)綜合體育中心的設(shè)計。“每個體育館創(chuàng)造的空間都很大，都是某種意義上的超級工程。”從學(xué)院到工地，他開始在設(shè)計中學(xué)習(xí)、研究技術(shù)復(fù)雜的大跨度空間，為之后設(shè)計奧運(yùn)場館這樣的超級建筑打下了基礎(chǔ)。
后來，鄭方師從莊惟敏攻讀博士，繼續(xù)在大跨度空間建筑領(lǐng)域深造。2014年畢業(yè)時，博士學(xué)位授予典禮剛好就在他參與設(shè)計的清華大學(xué)綜合體育中心舉辦。
2003年，鄭方開始主持2008年北京奧運(yùn)會場館的設(shè)計，與奧運(yùn)結(jié)緣。他主持設(shè)計了國家游泳中心（水立方）、國家網(wǎng)球中心等5個競賽場館，并在賽后圓滿完成場館的改造工作。
2024年2月2日，鄭方坐在國家速滑館“冰絲帶”的觀眾席上，望著這座自己曾經(jīng)主持設(shè)計的奧運(yùn)場館。新京報記者 郭延冰 攝
“奧運(yùn)場館是我主持設(shè)計的最復(fù)雜項(xiàng)目”
“奧運(yùn)場館是我職業(yè)生涯中主持設(shè)計的最復(fù)雜項(xiàng)目，沒有之一。”鄭方說，從建筑學(xué)的角度來講，建筑效果、結(jié)構(gòu)、幕墻、機(jī)電、聲學(xué)、溫度、光環(huán)境，樣樣都要考慮周全，其中包含很多創(chuàng)新的技術(shù)挑戰(zhàn)。
鄭方說，如果建造體育場館是一個“超級工程”，那么設(shè)計奧運(yùn)會的體育場館，就是在設(shè)計“最領(lǐng)先的超級建筑”。
把一個奧運(yùn)場館“從無到有”地設(shè)計、建造出來，建筑師要整合場館的體育功能、賽時運(yùn)營、賽后利用等各方面需求。“我會花大量的時間，和同事們用計算機(jī)模型做研究，找到最合適的設(shè)計狀態(tài)。”鄭方要找到自己眼中“合適的數(shù)字模型”，所有工程專業(yè)的深化和修改，往往也需要建筑師反復(fù)進(jìn)行協(xié)調(diào)、論證。
奧運(yùn)會的參與人群多種多樣，決定了奧運(yùn)場館賽時運(yùn)營的復(fù)雜性——要為觀眾、運(yùn)動員、媒體、官員創(chuàng)造最佳的使用體驗(yàn)。“每個主辦城市在舉辦奧運(yùn)會時，都會不斷地調(diào)整場館運(yùn)行需求。”鄭方說。
2016年7月22日，國家速滑館的建筑概念方案國際競賽開始。經(jīng)過角逐，“冰絲帶”設(shè)計方案獲勝。專家們認(rèn)為，“冰絲帶”的建筑立面線條流暢，造型富有動感，體現(xiàn)了冰上運(yùn)動的速度和激情。
國家速滑館“冰絲帶”夜景，其建筑立面線條流暢，造型富有動感。圖/IC photo
節(jié)能降耗，打造“冰絲帶”動感屋頂
“冰絲帶”的設(shè)計中充滿綠色、低碳的綜合考慮。“冬奧場館的設(shè)計更加體現(xiàn)了在新時代，我們面對環(huán)境問題的態(tài)度。”在鄭方看來，這既是當(dāng)下時代的要求，也是面向未來的設(shè)計方法。
“‘冰絲帶’的比賽大廳就像是一個冰箱，里面有一塊非常大的冰。要把容納這塊冰的冰箱容積做得小一點(diǎn)，這樣才能省電。”因此，建筑師要盡可能地把“冰箱”做小。
“冰絲帶”的冰場面積約1.2萬平方米，是世界上面積最大的人工冰場之一。為了減少比賽大廳的容積，降低空調(diào)、除濕等負(fù)荷，“冰絲帶”的屋頂設(shè)計成向下彎曲的雙曲拋物面形狀，這樣冰上面的空間就會更小。屋頂呈現(xiàn)兩邊高、中間向下彎的形狀，像一片巨大的薯片。
國家速滑館“冰絲帶”內(nèi)景，其冰場面積約1.2萬平方米。圖/IC photo
在結(jié)構(gòu)選材上，向下彎曲的屋頂，是鋼索受力最有效的形狀。“原理很簡單，鋼索由于自身重力，會自然下垂、彎曲，用來構(gòu)成彎曲受拉的屋頂效率最高。”鄭方解釋。
這種雙曲面馬鞍形單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的屋面設(shè)計，每平方米索網(wǎng)屋頂使用約27公斤鋼材，用鋼量僅為傳統(tǒng)鋼桁架結(jié)構(gòu)屋面的四分之一，極大地節(jié)約了材料，從而降低場館建造的碳排放。
鋼索自由懸垂的原理雖然聽起來簡單，但是需要尋找既動感美觀，又在力學(xué)上最有效的曲面方程。“冰絲帶”屋頂?shù)男螤钍墙?jīng)過復(fù)雜的建模、數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)和計算才確定的，既要好看，符合冰場內(nèi)部使用空間的要求，又要使用最少的鋼材，發(fā)揮最大的性能。
“冰絲帶”采用了緊湊的空間、輕盈的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)、二氧化碳天然工質(zhì)制冰工藝，再加上自然采光、節(jié)能運(yùn)行的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計，這些形成了一個完整的“可持續(xù)”技術(shù)體系。
為場館未來留空間，實(shí)現(xiàn)反復(fù)、綜合、持久利用
“‘一起向未來’，是冬奧會的口號�？沙掷m(xù)，也是我們設(shè)計冬奧會場館遵循的核心理念。”鄭方認(rèn)為，可持續(xù)首先意味著場館賽后的持續(xù)運(yùn)營，對建筑設(shè)計是一個根本的檢驗(yàn)。
城市生活瞬息萬變，我們不可能在設(shè)計之初就預(yù)見場館未來的全部使用方式。“這時候，采用‘通用空間’的理念去設(shè)計，塑造一個開放的框架，為未來留有空間，恰恰是最有預(yù)見性的選擇。”鄭方說。
國家速滑館“冰絲帶”正是如此。其冰場面積約1.2萬平方米，是奧林匹克公園里最大的單一室內(nèi)通用空間。“在這樣大的空間里，能夠容納各種充滿想象力的使用場景。”鄭方告訴記者，比賽大廳的屋頂上，每一個鋼索的交叉節(jié)點(diǎn)都預(yù)留了吊鉤，可以用于演出、舉辦活動時懸掛設(shè)備。場館中還有很多這樣的小細(xì)節(jié)，都是為賽后使用預(yù)留的考慮。
2022年7月，“冰絲帶”正式向公眾開放，北京冬奧“最快的冰”與“大眾的冰”開始實(shí)現(xiàn)無縫切換。如今，距離北京成功舉辦冬奧會已經(jīng)過去兩年多，場館全面對公眾開放，并且舉辦了國際滑聯(lián)世界杯、新年晚會等大型比賽和活動。
2024年2月12日，龍年春節(jié)期間，游客在國家速滑館“冰絲帶”里滑冰，感受冰雪運(yùn)動的魅力。圖/IC photo
“冰絲帶”采用二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)，打造出既低碳又平整的冰面。運(yùn)動員在這里創(chuàng)造了低海拔地區(qū)最多的奧運(yùn)會紀(jì)錄，使其成為“最快的冰”。在北京冬奧會及冬殘奧會后，“冰絲帶”進(jìn)行多場景運(yùn)營，開展冰球、速度滑冰、花樣滑冰、冰壺等群眾性冰上運(yùn)動和比賽、大型活動，實(shí)現(xiàn)了總書記提出的“反復(fù)利用、綜合利用、持久利用”要求。