“冰丝带”设计总负责人的奥运情
编者按：奋进的中国再度点燃激情与梦想的圣火，世界翘首以待的北京冬奥会将于2022年2月4日开幕。
“水立方”变身“冰立方”、“百米级、分钟级”精准气象预报、国家速滑馆世界跨度最大的单层双向正交马鞍形索网屋面、5G信号覆盖所有场馆、8K比赛画面实时传输……科技冬奥是北京2022年冬奥会和冬残奥会的主要特色，是体现我国综合国力的舞台，更是实现高水平科技自立自强的舞台。
“科技奥运的背后故事”专题挖掘冬奥高科技的幕后故事、幕后英雄，展现中国科协所属全国学会及广大科技工作者在“科技冬奥”中的拼搏、奉献、创新、超越，记录科技工作者助力北京冬奥冰雪史诗的感人故事。
在北京北五环旁，国家速滑馆“冰丝带”傲然屹立。这座融合科技与动感的建筑，造型飘逸灵动，每一处精巧的设计、每一个精美的部件，都成为建筑界热议的焦点。
中国建筑学会资深会员、中国建筑学会建筑师分会理事、北京市建筑设计研究院副总建筑师郑方是国家速滑馆“冰丝带”设计总负责人。“我们要把一个极具科技含量、可持续运营的‘冰丝带’交给冬奥会、交给北京。”郑方表示。
事实上，郑方与奥运会有长达20年的“交情”。从2003年开始，郑方就参与了北京2008年奥运会场馆设计，主持国家游泳中心（“水立方”）、国家网球中心、奥林匹克公园射箭场等5个夏季奥运会场馆设计。
而后，郑方又参与了北京2022年冬奥会场馆“冰丝带”“冰立方”的设计任务。“从筹办北京奥运会时忐忑地期待、反复尝试，到如今信心满满地憧憬。”20年间，郑方团队为北京这座“双奥之城”留下了永远的奥运印迹，也磨炼了团队的能力和自信。
“冰丝带”要把可持续的技术和动感的建筑形式融为一体。在这一要求下，郑方和北京市建筑设计研究院的同事们精心设计、致力创新，大胆探索技术和艺术、建筑和工程的完美统一。
从2017年5月开始，郑方和同事们着手用计算机进行模型研究，从结构和视觉效果两个方向，验证了不下10个方案，最后决定由3360块曲面玻璃单元拼装形成外立面，再将其严丝合缝地安装在上百根S形钢龙骨组合的框架中。就这样，“单索支承异面网壳”编织成为“冰丝带”的结构系统。
“冰丝带”建筑面积约8万平方米，高度33米，能容纳约12000名观众。是一座富含创新技术和节能理念的场馆，采用轻盈的索网结构、天然工质的二氧化碳制冷剂、节能运行的机电系统设计，以及自然通风采光、可持续能源等，形成了一个完整的可持续技术体系。
“‘冰丝带’采用国产高钒封闭索，是全球体育馆中跨度最大的单层双向正交马鞍形索网结构；由3360块曲面玻璃单元拼装而成，象征速滑运动员高速滑动的冰丝带幕墙；采用二氧化碳跨临界直冷制冰技术，制作出了1.2万平方米的全冰面。”郑方表示，在设计理念、技术工艺、材料选取、施工技法等多个方面，“冰丝带”实现了重大创新和突破。
建成后的“冰丝带”钢索总长度达到19公里，安全跨过这么大的空间，需要高效地使用钢索。在团队的精心设计下，每平方米索网屋顶大约使用27公斤钢材，总共使用537吨钢索，用钢量仅为传统钢结构屋面的1/4。
如此庞大又复杂的工程，离不开多方协作。北京国家速滑馆公司副总经理、总工程师李久林介绍，在工程建设阶段，场馆应用BIM技术、机器人技术，先后破解索网屋面、幕墙系统、制冰系统等建设难题，保障硬件设施竣工投用。
“经科研攻关，目前‘冰丝带’已经配备了由北京市建筑设计研究院和中国科学院软件研究所联合研发的‘超级大脑’。在接入36个系统、近10万点实时数据后，场馆做到了‘有感觉，会呼吸，有记忆，会思考’。” 李久林说。
王哲是北京市建筑设计研究院的结构工程师，专注研究“骨子里的城市美”，负责“冰丝带”的结构设计。“‘冰丝带’就像一个羽毛球拍‘绷’在了场馆上方。只不过这个球拍不是平面，而是马鞍形曲面，最高处与最低处落差达18米。”王哲说，“做下来才发现，这个项目没有一处是简单的。”
“冰丝带”的3360块曲面玻璃来自北玻股份天津北玻玻璃工业技术有限公司。该公司市场总监李春超介绍，公司打破传统钢化工艺，利用新科技把玻璃弯成半径为175毫米的半圆玻璃，达到了半钢化玻璃安全规范的国家标准，成为玻璃行业的“黑科技”产品。
而生产出这样的玻璃，“需要公司团队去开发、设计和改造现有的技术和装备，实现设计师天马行空的灵感，让创意从‘纸面’落到‘地面’。”李春超表示，“这是一种追求完美和细节的笃定，更是一份创造美好世界的承诺。”
“设计是一个从无到有的过程，也是每一个建筑独特魅力的起点。”郑方表示，奥运场馆设计所承载的使命远远超出建筑师个人的理念、手法和设计风格，而是融合了当下的技术进步，也承载着时代的观念和烙印。
郑方表示，希望通过科技创新的力量，让场馆与时代连接在一起。好的设计和好的建筑，可以让我们和身处的时代休戚与共，有一种同呼吸共命运的感觉。
20年，服务两届奥运会；20年，看着奥林匹克公园从一片平地变成“国家会客厅”，郑方感谢国家和时代赋予的使命，“一个建筑师能够参与两届奥运会场馆设计，是何等幸运！”
郑方说，经历这样一个波澜壮阔的时代，是他的幸运；能够为热爱的城市描绘壮丽的画面、辉煌的场景，是他一生的荣誉。未来，他会继续把建设奥运场馆的工匠精神写在每一张图纸上，把科技创新的精神浸注到每一个项目中。
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