國(guó)家游泳中心冬夏場(chǎng)景轉(zhuǎn)換關(guān)鍵要素體系研究

朱碧雪，鄭方

近幾屆奧運(yùn)會(huì)以來(lái)，奧運(yùn)場(chǎng)館和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)成本越來(lái)越高，國(guó)際奧委會(huì)把城市既有場(chǎng)館的再利用作為實(shí)現(xiàn)奧運(yùn)會(huì)可持續(xù)性的關(guān)鍵路徑。2021 年8 月生效的《奧林匹克憲章》[1]中指出：“奧運(yùn)會(huì)的選址與場(chǎng)館優(yōu)先選擇既有建筑、臨時(shí)場(chǎng)館及臨時(shí)設(shè)施……奧委會(huì)鼓勵(lì)和支持對(duì)環(huán)境問(wèn)題負(fù)責(zé)任的關(guān)注，并力爭(zhēng)促進(jìn)體育事業(yè)可持續(xù)發(fā)展……”體育場(chǎng)館的運(yùn)營(yíng)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性，體現(xiàn)在賽前和賽后提高利用率，承辦比賽、訓(xùn)練、群眾健身、大型活動(dòng)、旅游參觀等多種活動(dòng)，增加場(chǎng)館在不同季節(jié)、不同時(shí)段的使用活力和營(yíng)收，同時(shí)降低能耗等運(yùn)行成本。

國(guó)家游泳中心（水立方）是2008 年北京奧運(yùn)會(huì)水上項(xiàng)目的比賽場(chǎng)館，經(jīng)過(guò)有限度、可逆式的改造之后承擔(dān)2022 年北京冬奧會(huì)冰壺和冬殘奧會(huì)輪椅冰壺比賽。水立方首創(chuàng)“冰水轉(zhuǎn)換”的雙奧場(chǎng)館理念，形成夏季游泳中心、冬季冰上中心的兩種核心場(chǎng)景[2]，結(jié)合群眾健身、大型活動(dòng)等多功能運(yùn)營(yíng)模式，水立方作為改造場(chǎng)館，成為踐行北京冬奧會(huì)可持續(xù)性計(jì)劃的示范。

大型場(chǎng)館的運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景包括圍繞核心體育功能的一系列要素集合，場(chǎng)景轉(zhuǎn)換則由這些要素改變狀態(tài)而形成。關(guān)鍵要素體系的梳理是水立方冬夏場(chǎng)景轉(zhuǎn)換研究的基礎(chǔ)，涵蓋冬奧會(huì)賽時(shí)改造的主要工程項(xiàng)目，也是賽后不同季節(jié)實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景轉(zhuǎn)換工作的智能化平臺(tái)。本文從建筑空間、結(jié)構(gòu)體系、室內(nèi)環(huán)境、智能化系統(tǒng)、臨時(shí)設(shè)施等方面系統(tǒng)提煉場(chǎng)景轉(zhuǎn)換中涉及的關(guān)鍵要素，系統(tǒng)梳理關(guān)鍵場(chǎng)景中要素呈現(xiàn)的具體狀態(tài)和技術(shù)指標(biāo)，解析場(chǎng)景轉(zhuǎn)換時(shí)要素間的關(guān)聯(lián)機(jī)制，建立簡(jiǎn)明有效的場(chǎng)館改造設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)的任務(wù)表和檢查清單。

1 核心場(chǎng)景

自2009 年完成賽后改造工程，水立方逐步實(shí)現(xiàn)了多功能的運(yùn)營(yíng)模式，包括體育比賽、大型活動(dòng)、群眾健身、旅游參觀與商業(yè)服務(wù)、公益事業(yè)5 個(gè)運(yùn)營(yíng)板塊，承辦了每年游泳跳水世界杯、2014 年APEC 晚宴及籃球世界杯等重大國(guó)事活動(dòng)，連年實(shí)現(xiàn)盈虧平衡，獲得國(guó)際奧委會(huì)2019 年“體育和可持續(xù)建筑獎(jiǎng)”，是奧運(yùn)場(chǎng)館賽后運(yùn)營(yíng)的典范[3]。建筑外部為ETFE 雙層氣枕通風(fēng)幕墻，內(nèi)部空間由縱橫兩道氣枕內(nèi)墻分為比賽大廳、熱身池和多功能廳、嬉水樂(lè)園3 部分，其中比賽大廳為核心功能空間，是各運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景的中樞。因此以比賽大廳的使用模式作為基準(zhǔn)，將水立方運(yùn)營(yíng)設(shè)定為冬夏兩種核心場(chǎng)景，9 種主要運(yùn)營(yíng)模式（圖 1），其中冬奧會(huì)與冬殘奧會(huì)、冬夏兩季公眾參觀、冬夏兩季大型活動(dòng)模式兩兩相近，下文分別合并描述。

1 國(guó)家游泳中心核心場(chǎng)景及運(yùn)營(yíng)模式

1.1 冬季場(chǎng)景：冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)

冬奧會(huì)期間（圖 2）比賽大廳共使用坐席2615 個(gè)，比賽場(chǎng)地為4 條長(zhǎng)45.72m、寬4.95m 的標(biāo)準(zhǔn)冰壺賽道。采用“可逆式”的輕質(zhì)鋼框架+預(yù)制砼板在游泳池內(nèi)搭建冰場(chǎng)結(jié)構(gòu)，為冬季場(chǎng)景增設(shè)模塊化的制冰、除濕、控制系統(tǒng)。大廳的主要技術(shù)參數(shù)包括：

2 2022年冬奧會(huì)

結(jié)構(gòu)：賽道基層結(jié)構(gòu)體系滿足冰壺賽事動(dòng)、靜荷載下的變形、震動(dòng)、自振頻率和長(zhǎng)期低溫運(yùn)行要求。在整體場(chǎng)地上，制冷地板表面平整度起伏不大于5mm～6mm[4]，鋪設(shè)模塊化臨時(shí)制冰系統(tǒng)。20 天之內(nèi)完成轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)搭建。

環(huán)境：冰面環(huán)境的溫濕度及露點(diǎn)溫度在規(guī)定范圍（表 1），比賽區(qū)域風(fēng)速小于0.2m/s，冰面不出現(xiàn)結(jié)霜和不均勻升華。制冰系統(tǒng)能源綜合利用、冰場(chǎng)建筑溫濕度控制、空腔自然通風(fēng)等系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確保比賽大廳冬季冰場(chǎng)工況能耗不高于其他場(chǎng)館。

表1 冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)賽時(shí)溫濕度，朱碧雪繪制，數(shù)據(jù)由國(guó)家游泳中心提供

體育照明：LED 照明在滿足電視轉(zhuǎn)播要求的同時(shí)，對(duì)冰面的熱輻射影響降至最低。

聲學(xué)：賽場(chǎng)混響時(shí)間不長(zhǎng)于2.0s[5]，以保證冰壺運(yùn)動(dòng)員比賽時(shí)通過(guò)自然聲溝通。

其他工作包括為比賽不同階段定制建筑外立面照明模式；為各利益相關(guān)方提供所需空間、設(shè)施、智能導(dǎo)引及智能觀賽服務(wù)。冬殘奧會(huì)與冬奧會(huì)享有同等水平的支持與服務(wù)，并為無(wú)障礙人員提供公共區(qū)域及設(shè)施，包括滿足無(wú)障礙要求的通道、坐席、衛(wèi)生間、更衣室、電梯等。

1.2 冬季場(chǎng)景：群眾冰上活動(dòng)模式

在冬奧會(huì)比賽之前，歷次測(cè)試賽之間，水立方已經(jīng)成功地為群眾冰上活動(dòng)提供了豐富的體驗(yàn)。群眾冰上活動(dòng)主要模式為冰壺體驗(yàn)，場(chǎng)地條件也能夠支持冰球、短道速滑、花滑等培訓(xùn)及娛樂(lè)活動(dòng)。制冰范圍、溫濕度控制、節(jié)能運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)保持與冬奧會(huì)場(chǎng)景一致；體育照明調(diào)整為訓(xùn)練和娛樂(lè)活動(dòng)模式，沒(méi)有電視轉(zhuǎn)播需求。2020 年12 月測(cè)試賽、2021 年4 月測(cè)試賽、2022 年殘奧會(huì)后，比賽大廳面向公眾提供了短期冰壺體驗(yàn)，參與者無(wú)需換裝便可直接上冰，這一模式下冰場(chǎng)運(yùn)行僅需5 位員工維護(hù)。

1.3 冬季場(chǎng)景：大型活動(dòng)

水立方每年承辦約100 場(chǎng)大中型活動(dòng)，包括各類產(chǎn)品發(fā)布會(huì)、電影首映式、年會(huì)、文藝演出、電子競(jìng)賽、展覽展示等，通常根據(jù)具體需求確定場(chǎng)景核心效果及輔助用房范圍，一般都有較大規(guī)模的臨時(shí)搭建。冬季場(chǎng)景下的大型活動(dòng)有兩種情況：短期活動(dòng)采用冰被覆蓋冰場(chǎng)進(jìn)行場(chǎng)地搭建，可以局部或全部使用冰場(chǎng)；或者在制冰模塊安裝之前、拆除之后的兩個(gè)時(shí)間段，直接在冰場(chǎng)基層的預(yù)制砼板上搭建。例如2019 年籃球世界杯開(kāi)幕式，就是利用冰場(chǎng)基層搭建活動(dòng)場(chǎng)地和舞臺(tái)。

1.4 夏季場(chǎng)景：游泳、跳水競(jìng)賽

夏季場(chǎng)景下，水上競(jìng)賽時(shí)比賽大廳核心為游泳池和跳水池（圖 3），環(huán)境控制要點(diǎn)在于減少水分蒸發(fā)，控制建筑內(nèi)表面不結(jié)露（表 2），比賽區(qū)域風(fēng)速小于0.2m/s；賽時(shí)混響時(shí)間不長(zhǎng)于2.5s；自然光透過(guò)屋面雙層印刷氣枕為賽場(chǎng)提供愉悅的光環(huán)境；輔助用房、立面照明、智能化服務(wù)等與冬奧會(huì)所需類型基本一致。

3 中小型游泳比賽

表2 夏季場(chǎng)景設(shè)計(jì)參數(shù)[5]

1.5 夏季場(chǎng)景：群眾游泳

夏季場(chǎng)景下，比賽大廳以體育競(jìng)賽和大型活動(dòng)為主。讓群眾游泳健身日常主要使用熱身池大廳的泳池。自2012 年起，比賽大廳為健身群眾提供每年指定時(shí)段體驗(yàn)服務(wù)，讓群眾有機(jī)會(huì)感受奧運(yùn)品質(zhì)的泳道魅力。此模式對(duì)比賽大廳內(nèi)的環(huán)境要求與游泳、跳水競(jìng)賽模式相似，但僅考慮游客及工作人員使用需求。熱身池大廳在冬季場(chǎng)景比賽大廳是冰場(chǎng)的模式下，也向游泳俱樂(lè)部的公眾開(kāi)放。因而，在冬奧會(huì)后日常運(yùn)營(yíng)的狀態(tài)下，熱身池大廳全年按照俱樂(lè)部泳池模式運(yùn)行。

1.6 夏季場(chǎng)景：大型活動(dòng)

各類大型活動(dòng)是水立方的主要運(yùn)營(yíng)收益來(lái)源之一，也體現(xiàn)服務(wù)國(guó)際交往的內(nèi)涵。夏季場(chǎng)景下，需要在泳池中進(jìn)行搭建，尤其適合使用不同規(guī)模水景的活動(dòng)場(chǎng)合。2014 年11 月APEC 歡迎晚宴期間，比賽大廳主題“上善若水”，泳池搭建為地面并鋪設(shè)地毯、設(shè)置“曲水流觴”景觀環(huán)繞宴會(huì)場(chǎng)地，周邊以通高青綠山水紗幕圍合，大廳出入口增設(shè)臨時(shí)樓梯及木構(gòu)筑物；部分車庫(kù)改為后臺(tái)區(qū)，熱身池大廳用作為合影大廳；首層增設(shè)中外貴賓休息室；B2 層增設(shè)廚房。

1.7 冬夏場(chǎng)景：旅游參觀與藝術(shù)體驗(yàn)

公眾參觀包括常規(guī)參觀及主題活動(dòng)專題參觀。常規(guī)參觀冬季展現(xiàn)冰場(chǎng)，夏季展現(xiàn)泳池；專題參觀根據(jù)具體需求確定場(chǎng)景核心效果，如2020 年水立方藝術(shù)季“Hello! Earth 生生不息”主題展意在營(yíng)造科幻的氛圍，比賽大廳各面遮黑，廳內(nèi)使用藍(lán)調(diào)微光，游泳池上方懸掛緩慢旋轉(zhuǎn)、直徑10m 的巡回藝術(shù)作品——地球，波光倒影引得游客紛紛拍照留念（圖 4）。

4 水立方2020年藝術(shù)季

2 關(guān)鍵要素體系

關(guān)鍵要素特指場(chǎng)景轉(zhuǎn)換中發(fā)生變化的建筑空間、裝配式結(jié)構(gòu)體系、機(jī)電設(shè)備與控制系統(tǒng)。建筑主體鋼結(jié)構(gòu)、砼結(jié)構(gòu)、消防系統(tǒng)等在不同場(chǎng)景下沒(méi)有變化的因素，不列入場(chǎng)景轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵要素體系中。由此，根據(jù)所屬類別及重要程度設(shè)定為7 個(gè)1 級(jí)要素（圖 5）。

5 關(guān)鍵要素體系1級(jí)要素

2.1 建筑空間

場(chǎng)景轉(zhuǎn)換的核心在于建筑空間的通用性（比賽大廳和周圍的輔助空間尤為重要）[5]，水立方室內(nèi)空間多樣豐富（圖 6、7），根據(jù)其功能、重要性及關(guān)聯(lián)性將建筑空間分為8 個(gè)2 級(jí)關(guān)鍵要素（圖 8）。

6 水立方內(nèi)部空間示意

7 水立方主要空間分布

8 建筑空間2級(jí)要素

比賽大廳：位于水立方東側(cè)，中部為游泳池和跳水池，包括池岸在內(nèi)的場(chǎng)地尺寸約100m×40m（不計(jì)跳塔），高28m，保留南北側(cè)永久看臺(tái)約5000 座（其中無(wú)障礙及其陪護(hù)席各62 座），均可搭建臨時(shí)帶桌席位及設(shè)備平臺(tái)。比賽大廳細(xì)分為3 個(gè)3 級(jí)要素（圖 9）：

9 比賽大廳次級(jí)要素及狀態(tài)

（1）場(chǎng)地夏季為泳池，冬季為冰場(chǎng)，公眾參觀及大型活動(dòng)模式按需搭建多樣化活動(dòng)場(chǎng)地（冬季覆蓋冰被后搭建）；

（2）按需確定看臺(tái)使用數(shù)量及臨時(shí)看臺(tái)搭建方案，如冬奧會(huì)時(shí)在冰壺場(chǎng)地東西兩側(cè)搭建臨時(shí)看臺(tái)，東側(cè)布置攝影機(jī)位，西側(cè)布置媒體、電視轉(zhuǎn)播、計(jì)時(shí)計(jì)分、教練及技術(shù)官員席位；

（3）競(jìng)賽技術(shù)用房均位于比賽大廳B1 層南側(cè)，照明控制室、擴(kuò)聲控制室各場(chǎng)景均使用，計(jì)時(shí)計(jì)分用房、顯示屏控制室、體育展示技術(shù)控制室賽時(shí)使用。

熱身池大廳：位于比賽大廳西側(cè)，配置標(biāo)準(zhǔn)泳池一個(gè)（同時(shí)作為消防水池），夏季賽時(shí)用作游泳跳水熱身區(qū)，冬奧會(huì)賽時(shí)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的腳手架系統(tǒng)墊平，用作場(chǎng)館媒體中心（包括新聞發(fā)布廳、媒體及轉(zhuǎn)播工作和休息區(qū)）。在其他大型活動(dòng)時(shí)也可用作輔助空間，如2014 年APEC 晚宴時(shí)用作合影大廳，其他模式中，全年作為游泳俱樂(lè)部獨(dú)立運(yùn)營(yíng)。

多功能廳：位于熱身池大廳正上方，平面尺寸約60m×40m，高度17m，賽時(shí)用作輔助用房，如冬奧會(huì)期間用作運(yùn)行管理人員、志愿者休息及用餐區(qū)，其余場(chǎng)景下，獨(dú)立承辦中小型活動(dòng)或用作網(wǎng)球健身場(chǎng)地。

嬉水樂(lè)園：位于水立方南側(cè)，是以深海為主題的室內(nèi)水上樂(lè)園，分為嬉水池、嬉水樂(lè)園北側(cè)服務(wù)區(qū)（簡(jiǎn)稱服務(wù)區(qū)）。嬉水池賽時(shí)及大型活動(dòng)時(shí)可按需暫時(shí)關(guān)閉，在其余模式中開(kāi)放；服務(wù)區(qū)位于B1 層，包括接待及更衣區(qū)，賽時(shí)及大型活動(dòng)時(shí)可用作輔助用房，如冬奧會(huì)時(shí)用作場(chǎng)館運(yùn)營(yíng)、競(jìng)賽管理人員辦公及休息區(qū)，在其余模式中用作嬉水樂(lè)園接待、更衣區(qū)。

觀眾休息廳：位于首層，分為北商業(yè)街、南北通道及南商業(yè)街，日常運(yùn)營(yíng)時(shí)服務(wù)觀眾入場(chǎng)、休憩及疏散，賽時(shí)、大型活動(dòng)時(shí)可部分用作輔助用房，如冬奧會(huì)時(shí)北商業(yè)街移除臨時(shí)商鋪，用作運(yùn)動(dòng)員、奧林匹克大家庭、場(chǎng)館運(yùn)營(yíng)、安保人員的門廳、辦公及休息區(qū)。

車庫(kù)：位于B1、B2 層，賽時(shí)、大型活動(dòng)時(shí)可部分用作輔助用房，如冬奧會(huì)時(shí)B1 層車庫(kù)用作運(yùn)動(dòng)員區(qū)，設(shè)置集裝箱無(wú)障礙臨時(shí)更衣室10 套，每套更衣間分別由4 組模塊組成，賽后回收再利用，搭建臨時(shí)隔斷用于休息、熱身、醫(yī)療等，B2 層部分搭建場(chǎng)館運(yùn)營(yíng)、安保臨時(shí)用房；又如2014 年APEC 歡迎晚宴期間，B1 層車庫(kù)用作演員臨時(shí)化妝區(qū)。

輔助用房：包含空間相對(duì)較小、可多功能使用的房間，分為4 個(gè)3 級(jí)要素（圖 10），要素特點(diǎn)如下：（1）比賽大廳附屬更衣區(qū)共設(shè)置12 套永久無(wú)障礙更衣室；（2）小多功能廳最初作為紀(jì)念夏奧會(huì)港澳臺(tái)海外同仁捐資展廳；（3）南北小樓商鋪位于東北、東南小樓2 層及以上，日常運(yùn)營(yíng)時(shí)對(duì)外租賃；（4）以上附屬用房除更衣室外均可在賽時(shí)、大型活動(dòng)時(shí)用作輔助用房，如北五環(huán)餐廳賽時(shí)用作奧林匹克大家庭休息區(qū)。

10 輔助用房次級(jí)要素及狀態(tài)

南廣場(chǎng)地下冰場(chǎng)：賽后作為冬奧會(huì)重要遺產(chǎn)用于專業(yè)訓(xùn)練及休閑娛樂(lè)，分為冰球場(chǎng)、冰壺場(chǎng)，賽時(shí)、大型活動(dòng)期間關(guān)閉或用作內(nèi)部冰上運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)，其余場(chǎng)景面向公眾開(kāi)放。

2.2 裝配式結(jié)構(gòu)

場(chǎng)景轉(zhuǎn)換中涉及的臨時(shí)結(jié)構(gòu)體系分為3 個(gè)3 級(jí)要素（圖 11、12）：

（1）裝配式冰場(chǎng)構(gòu)造體系由科技冬奧專項(xiàng)為冬夏場(chǎng)景轉(zhuǎn)換特別研發(fā)，用于競(jìng)賽游泳池臨時(shí)轉(zhuǎn)換為冰壺比賽場(chǎng)地，由2m 間距的鋼框架、1m×1m 預(yù)制砼板、保溫板、防水層復(fù)合而成的場(chǎng)地構(gòu)造體系，可以快速拆裝并重復(fù)利用[4]。該體系在滿足冰壺比賽高精度要求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換周期少于20 天，獲得了世界冰壺聯(lián)合會(huì)的認(rèn)可[5]；

（2）腳手架支撐體系及面板裝配式構(gòu)造體系用于搭建臨時(shí)性構(gòu)筑物，如：場(chǎng)地、看臺(tái)、坡道、填充游泳池等，使用租賃式鋁合金腳手架及復(fù)合木板，為減少對(duì)電視轉(zhuǎn)播的影響，特別研發(fā)了獨(dú)立式攝影機(jī)腳手架平臺(tái)結(jié)構(gòu)；

（3）比賽大廳屋頂鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)均預(yù)留吊掛點(diǎn)，為安裝臨時(shí)設(shè)施提供條件，如冬奧會(huì)時(shí)利用屋頂?shù)觞c(diǎn)臨時(shí)吊掛桁架，用以放置電視轉(zhuǎn)播攝像機(jī)、體育展示投影機(jī)、冰壺線路實(shí)時(shí)跟蹤攝影機(jī)、傳感器等以滿足賽時(shí)轉(zhuǎn)播、媒體、體育展示需求。

2.3 機(jī)電設(shè)備

與場(chǎng)景轉(zhuǎn)換密切相關(guān)的機(jī)電系統(tǒng)包括5 個(gè)2 級(jí)要素（圖 13）?？照{(diào)系統(tǒng)在固定區(qū)利用原設(shè)備，臨時(shí)區(qū)域采用臨時(shí)設(shè)備，冬季場(chǎng)景中南北側(cè)固定坐席區(qū)采用原有座椅送風(fēng)，在固定看臺(tái)最前排外設(shè)置布袋送風(fēng)（圖 12），根據(jù)室外濕度調(diào)整布袋風(fēng)口高度[6]，當(dāng)室外濕度較小時(shí)，南北側(cè)固定坐席區(qū)采用原有側(cè)后方回風(fēng)，比賽場(chǎng)地采用坐席下原有回風(fēng)井道回風(fēng)，當(dāng)室外濕度較大時(shí)，使用比賽大廳東北、西南新增臨時(shí)回風(fēng)口；開(kāi)啟轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)組以防冰面結(jié)露；臨時(shí)制冰系統(tǒng)包括保溫、防水、管路及制冰設(shè)備，選用支撐在蜂窩網(wǎng)格上的高強(qiáng)PVC 制冰管道，在比賽大廳東側(cè)室外場(chǎng)地安裝模塊化臨時(shí)制冰設(shè)備及其水處理系統(tǒng)，R449A 作制冷劑，乙二醇作載冷劑。夏季場(chǎng)景中泳池蓄水，配套泳池水處理系統(tǒng)開(kāi)啟，制冰相關(guān)系統(tǒng)關(guān)閉。水立方將熱身池作為消防水池，競(jìng)賽游泳池蓄水時(shí)作為備用消防水池。

12 比賽大廳典型關(guān)鍵要素

2.4 智能化

既有場(chǎng)館改造的關(guān)鍵工作包括針對(duì)場(chǎng)館各使用客群的智慧場(chǎng)館服務(wù)和機(jī)電系統(tǒng)智能化管控和運(yùn)行，將智能化分為3 個(gè)2 級(jí)要素（圖 14），要素狀態(tài)需根據(jù)場(chǎng)景定制。群智能系統(tǒng)將智能節(jié)點(diǎn)嵌入相應(yīng)的建筑空間和大型設(shè)備,實(shí)現(xiàn)空間單元內(nèi)部照明、空調(diào)、插座、門禁、環(huán)境監(jiān)測(cè)[7]等各機(jī)電末端設(shè)備的可持續(xù)集成控制[8]；智能導(dǎo)引系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了各類用戶實(shí)時(shí)獲取授權(quán)內(nèi)的建筑功能、人員流線、服務(wù)設(shè)施、環(huán)境狀態(tài)、賽事進(jìn)程等信息；智能觀賽系統(tǒng)通過(guò)智能感知與虛實(shí)融合技術(shù)為觀眾提供更為豐富的觀賽體驗(yàn)。

15 聲學(xué)次級(jí)要素及狀態(tài)

2.5 照明

照明分為比賽大廳照明、立面照明。比賽大廳場(chǎng)地照明系統(tǒng)全部使用LED 燈具，LED 燈具不僅能降低對(duì)冰面的熱輻射、更為節(jié)能，還能瞬時(shí)點(diǎn)亮和提供多彩色變化以提高比賽觀賞性[9]，照明模式包括冬季體育照明、夏季體育照明、日常參觀和大型活動(dòng)。

水立方立面照明系統(tǒng)可智能定制立面照明主題，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)提取簡(jiǎn)化后的圖片像素與單個(gè)氣枕照明聯(lián)動(dòng)。

2.6 聲學(xué)

冰壺比賽運(yùn)動(dòng)員使用自然聲進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)配合，比賽大廳內(nèi)的臨時(shí)聲學(xué)構(gòu)造對(duì)賽時(shí)、大型活動(dòng)期間的聲環(huán)境提升起到重要作用，將聲學(xué)分為4 個(gè)2 級(jí)要素（圖12、15）,如冬奧會(huì)期間在賽道廣告圍擋、臨時(shí)看臺(tái)表面、南北小樓上部玻璃外側(cè)、B1 四周墻面平貼密胺泡沫吸聲棉，外覆透聲廣告布，在緩沖區(qū)鋪設(shè)地毯，在大廳西立面氣泡墻前部設(shè)置網(wǎng)眼吸聲膜，在大廳東側(cè)跳水臺(tái)與冰壺賽道之間15m 高度內(nèi)懸掛可拆卸升降式吸聲簾幕。

2.7 比賽大廳圍護(hù)結(jié)構(gòu)

冬季場(chǎng)景圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能關(guān)鍵在于氣密性，將比賽大廳圍護(hù)結(jié)構(gòu)劃分為3 個(gè)2 級(jí)要素（圖 16、17）。比賽大廳屋頂采用ETFE 氣枕幕墻為室內(nèi)營(yíng)造出明亮、愉悅的光環(huán)境，但在冰場(chǎng)環(huán)境下，需要減小屋頂和冰面之間的輻射換熱，同時(shí)更好地保證全人工照明環(huán)境，因此在屋頂雙層氣枕空腔的下層氣枕表面覆蓋不透光PVC 簾幕實(shí)現(xiàn)遮黑環(huán)境[10]；冬季場(chǎng)景中為降低除濕負(fù)荷，需要臨時(shí)關(guān)閉ETFE 幕墻和比賽大廳的自然通風(fēng)口，同時(shí)關(guān)閉不使用的門、窗和百頁(yè)，并為比賽大廳出入口增加臨時(shí)透明磁吸門簾。

16 比賽大廳圍護(hù)結(jié)構(gòu)次級(jí)要素及狀態(tài)

17 比賽大廳屋頂空腔遮黑示意

3 場(chǎng)景要素體系轉(zhuǎn)換的關(guān)聯(lián)機(jī)制

體育競(jìng)賽、大型活動(dòng)模式中涉及的人員及其需求復(fù)雜多樣，涉及全部要素系統(tǒng)性的轉(zhuǎn)換和調(diào)整工作，任一要素的遺漏或性能降低將造成功能的缺失。對(duì)冬季、夏季核心場(chǎng)景的轉(zhuǎn)換來(lái)說(shuō)，這些關(guān)鍵要素越清晰，系統(tǒng)性越強(qiáng)，那么轉(zhuǎn)換工作的效率就越高，轉(zhuǎn)換期對(duì)場(chǎng)館連續(xù)運(yùn)營(yíng)的影響就越小[11]。

這些關(guān)鍵要素在場(chǎng)景轉(zhuǎn)換中具有系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性。因此需要對(duì)各要素進(jìn)行深入研究，提升建筑空間和環(huán)境的性能，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝進(jìn)行周密的計(jì)劃。其中，比賽場(chǎng)地從夏季泳池到冬季冰場(chǎng)的相互轉(zhuǎn)換是最為核心的要素，包括場(chǎng)地的定位、技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用和安裝精度的控制，以及整體性能的調(diào)試。其他各級(jí)要素圍繞場(chǎng)地的轉(zhuǎn)換，按季節(jié)場(chǎng)景進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，典型的關(guān)聯(lián)包括：永久看臺(tái)（含無(wú)障礙坐席）的使用區(qū)域、臨時(shí)看臺(tái)和技術(shù)官員席、媒體席的搭建，都圍繞場(chǎng)地轉(zhuǎn)換同步進(jìn)行；比賽技術(shù)用房和輔助空間、運(yùn)行分區(qū)和使用功能根據(jù)冬夏場(chǎng)景分別設(shè)定；裝配式結(jié)構(gòu)體系根據(jù)冬夏場(chǎng)地類型拆裝；LED 體育照明根據(jù)場(chǎng)地和活動(dòng)類型調(diào)整設(shè)定冰、水模式；空調(diào)、除濕系統(tǒng)分別按冰場(chǎng)、泳池模式安裝和運(yùn)行；群智能系統(tǒng)根據(jù)季節(jié)場(chǎng)景進(jìn)行自控；圍繞場(chǎng)地轉(zhuǎn)換調(diào)整聲學(xué)、外墻遮光設(shè)施等（表 3）。

表3 冬夏典型場(chǎng)景轉(zhuǎn)換關(guān)鍵要素狀態(tài)對(duì)比

為實(shí)現(xiàn)冬夏場(chǎng)景長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)中的順利轉(zhuǎn)換，科技冬奧專項(xiàng)對(duì)涉及的核心要素進(jìn)行了系統(tǒng)的技術(shù)研發(fā)，包括冰場(chǎng)裝配式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、可拆裝的制冰和除濕系統(tǒng)、集裝箱更衣室、群智能系統(tǒng)、氣枕遮光系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，成功地把夏季奧運(yùn)會(huì)的游泳跳水場(chǎng)館轉(zhuǎn)變?yōu)槎瑠W會(huì)冰壺比賽場(chǎng)館，并為冬奧會(huì)賽后冬夏場(chǎng)景轉(zhuǎn)換可持續(xù)運(yùn)營(yíng)做好了準(zhǔn)備。世界冰壺聯(lián)合會(huì)（WCF）出具的“國(guó)家游泳中心交付質(zhì)量評(píng)價(jià)函”認(rèn)為，“在為期38 天的賽會(huì)運(yùn)行期間，冰面從未受到外部天氣條件的不利影響：我們從未遇到過(guò)結(jié)霜和融冰等問(wèn)題。冰壺在冰面上完美滑行，沒(méi)有任何異常的波動(dòng)，為冰壺運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)造了最佳的比賽體驗(yàn)?！?）

4 結(jié)語(yǔ)

本文以國(guó)家游泳中心可持續(xù)運(yùn)營(yíng)為目標(biāo)，以比賽大廳為核心空間，構(gòu)建冬夏場(chǎng)景轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵要素體系，設(shè)定了這些關(guān)鍵要素“輕建造、可逆式”的研究方向。此項(xiàng)研究作為水立方冬夏場(chǎng)景轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)分析，為雙奧場(chǎng)館的可持續(xù)運(yùn)營(yíng)提供理論和工程實(shí)踐指導(dǎo)。大型體育場(chǎng)館的關(guān)鍵要素構(gòu)成與此類似，這一分析和轉(zhuǎn)換研究在場(chǎng)館策劃、設(shè)計(jì)和可持續(xù)運(yùn)營(yíng)中具有普遍意義?！?/p>

注釋

1）泳池環(huán)境在夏季室內(nèi)相對(duì)濕度由空調(diào)機(jī)組冷凍除濕功能保證。

2）比賽時(shí)泳池水溫按26℃設(shè)計(jì)；冰面溫度-8.5℃。

3）Kate Caithness CBE,World Curling Federation,National Aquatics Centre Delivery Quality Appraisal Letter,2022.5.24