承接冬奧會雪上專案的場館及賽道設施往往會在賽後進行相應地改造或拆除，以滿足大眾雪上運動、運動員訓練、場地恢復等賽後多樣化應用的需要。因此，在冬奧會場館及賽道設施在設計和建造階段，不但要考慮如何充分保障賽時使用，還要考慮其在賽後的可持續性，創造積極的冬奧遺產，而賽道設施的可持續建造也是冬奧會場館的重點考察內容之一。
在奧運會歷史上，第一次正式表達對環境問題的關注可以追溯到1994年挪威利勒哈默爾冬奧會。1995年，國際奧委會成立了可持續發展與遺產委員會，呼籲在奧運會前後的管理中統一應用可持續性原則，最大限度地減少賽事帶來的負面影響。在場館及賽道設施可持續建造方面，此後的歷屆冬奧會都做過相應的努力和嘗試，2022年北京冬奧會更是在整個設計和建造階段就對可持續建造給予了高度重視和充分關注。
冬奧會雪上賽道類場館可持續建造的意義主要體現在3個方面：其一，引入節能和被動式等設計理念，提高建築綜合性能，平衡賽前建造成本，節約賽時及賽後維護成本；其二，滿足奧運和遺產兩種預設運營模式帶來的多樣化需求；其三，創造積極持久的冬奧遺產，在賽後向遺產運營模式轉型，以運動員訓練場館、開放的公共空間等形式，持續創造社會價值和經濟價值。
冬奧會雪上賽道可持續建造的3個主要實現方式包括：賽道四季使用、賽道剖面轉換以及臨時性賽道建造。
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賽道四季使用
傳統雪上運動能否開展以及開展時間的長短都在很大程度上取決於自然條件，這也導致雪上場館的實際利用效率不高，但運維成本卻有增無減。因此，提高雪上場館的四季使用效率是場館及賽道達到可持續性要求的關鍵方式。
據有關記錄，在夏季或冬季少雪的情況下，利用由天然或人造替代物覆蓋的賽道進行跳臺滑雪比賽的歷史已有近百年。其中最早的夏季人造“雪道”出現在德國柏林，透過在表面附毛的墊子上鋪灑雲母、蘇打和鋸末的混合物得以實現，並於1926年由一位英國外交官註冊了相關專利。後來也有以粉末、樹皮、雲杉針等作為賽道表面覆蓋材料的嘗試。隨著塑膠工業的快速發展，1954年出現了使用層疊在鐵絲網上的塑膠絲墊進行鋪設的滑雪跳臺。由於使用了相對靈活可調的覆蓋物，且在噴灑細水後具有優秀的滑動效能，這種跳臺被認為是夏季無雪跳臺的真正原型。據官方報告，1968年法國格勒諾布林冬奧會使用塑膠覆蓋物建造了冬奧歷史上首座可四季使用的滑雪跳臺。
現代跳臺滑雪的賽道由助滑道、著陸坡和結束區三大部分組成。無雪使用的著陸坡和結束區在1954年跳臺原型的基礎上得到繼續發展，而助滑道的構造和技術則獲得巨大突破，賽道效能得到大幅提升，並能保證較好的訓練和比賽表現。助滑道在冬季由冰或雪覆蓋，在夏季則以陶瓷、玻璃或優質鋼材作為表面。得益於無雪跳臺賽道的成熟應用，自1994年起國際雪聯每年都會組織舉辦跳臺滑雪夏季大獎賽。
國家跳臺滑雪中心（“雪如意”）是中國首座跳臺滑雪場館，地處河北張家口崇禮，是北京冬奧會跳臺滑雪、北歐兩項的比賽場館。在賽道助滑道和著陸坡的設計建造方面，國家跳臺滑雪中心充分考慮了四季使用的需求，因此也成為我國首個可以舉辦全季跳臺滑雪比賽的場館。
國家跳臺滑雪中心助滑道的四季使用技術（見圖1）：在冬季，運動員穿著滑雪板就可在助滑道上覆的冰面上完成滑行。貫穿於助滑道下方的冷卻管能與冰面直接接觸，在使冰面維持近乎恆定溫度的同時，達到提高製冷效率、節約能源的目的；此外，助滑道還配有冰面保護膜，其能很好地避免因陽光照射導致冰面出現溫度快速上升的情況，進而延長冬季賽道冰面的使用時間。在夏季，運動員穿著滑雪板藉助助滑道的陶瓷滾珠，並透過噴水系統降低滑動摩擦力，實現沿助滑道的滑行，並能基本達到模擬冬季冰面滑行狀態的效果，滿足訓練和比賽的需要。
國家跳臺滑雪中心著陸坡的四季使用技術（見圖2）：在冬季，一般要在著陸坡表面覆蓋500毫米厚的雪面，並由壓雪機修整至平整光滑，以供運動員滑行著陸。在夏季，使用人工塑膠草墊代替雪面，並在其上噴灑細水以減少摩擦力，在其下鋪設擠塑聚苯板以提高減震效果。人工塑膠草墊適用於所有跳臺滑雪的著陸坡，且易於保持清潔，滑動性好，安裝簡便，並能很好地模擬雪面效果。
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賽道剖面轉換
雪上專案賽道的剖面形式是經計算得出的，因此很多專案都有其獨特且固定的賽道剖面形式。創新採用可變賽道剖面方法，可以達到一條賽道服務兩個甚至多個專案的目的，並分別滿足不同專案對賽道的要求，提高場館及賽道的可持續性。
北京首鋼滑雪大跳臺中心基於現有剖面，完成了人工剖面可變賽道的突破性嘗試（見圖3和圖4）。這一突破可以實現在世界盃及以上級別單板大跳臺與空中技巧比賽使用的國際雪聯認證剖面之間的轉換，可為基於同一場館的跳躍類專案的訓練和比賽共享提供技術支撐，為該專案單項組織研究賽道剖面變化提供實驗場地。
賽道剖面轉換採用新型空間四面體模組進行組裝，透過橫向轉換構件與原主體結構上預留的固雪網節點進行連線。根據國際雪聯給出的空中技巧賽道剖面曲線，從大跳臺轉換為空中技巧賽道，曲線變化部分約由1100個模組組成，而其施工簡便的特點可使賽道轉換在24小時內透過人工拼裝完成。此外，這種模組化設計還考慮了壓雪車的荷載，使其傳導到下部結構的荷載得到均勻分散，增加了裝配結構的穩定性和安全性。
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臨時性賽道建造
使用臨時設施建造
使用臨時設施建造場館及賽道可以避免對土地的長期佔用，有利於賽後根據需求隨時調整或重新佈置場地，而後續還可對拆除的建材進行回收再利用。此外，臨時設施建造週期短、資源集中，可實現更為高效的建設任務。
利用腳手架或輕鋼結構搭建賽道設施，是冬季雪上專案場地和賽道較為常用的建造手段，具有模數化、造價低、安裝拆卸靈活便捷等優點。這一方法的應用至少可以追溯到2008年在加拿大魁北克舉辦的滑雪世界盃。2018年韓國平昌冬奧會就採用腳手架結構完成了高約50米、長約150米的單板大跳臺場地的搭建（見圖5）。
人工造雪塑形建造
利用雪體本身良好的可塑性，透過雪體塑形進行賽道的設計和建造，也是一類重要的賽道臨時建造方法，其可便捷地實現賽道及場館的迭代更新，提高賽時和賽後場地的利用效率，比較典型的應用就是坡面障礙技巧賽道和障礙追逐賽道。
滑雪場的障礙賽道一般需要充分利用坡地、駝峰、小丘、溝槽等區域性地形來減少工程量和造雪量。在實際建造中，通常先利用大型工程車輛推雪整理出大致地形，然後以立杆標識賽道的軸線、起坡和著陸點等，再繼續用壓雪機做區域性塑形，最後透過人力以電動和手動工具完成切削、細節修飾等工作。人造雪體密度大、易硬結，通常用作賽道的基層，而賽道面層則用天然雪包覆。此外，為增加賽道變化，為運動員完成動作提供更多可能性，還會在賽道塑形過程中錨固加入箱體、導軌、管道等賽道裝置。放眼全世界的滑雪場，幾乎很難找到完全相同的障礙賽道，障礙設定也會根據當年的比賽需求重新設計（見圖6和圖7），而透過佈置賽道裝置、人工造雪及雪體塑形，能夠實現對賽道剖面的精確建造，滿足賽事及娛樂需求。
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總結與展望
利用冬奧遺產打造旅遊休閒地，是場館賽後可持續利用的典型方式之一，也是對可持續建造意義的重要詮釋。北京冬奧會張家口賽區不但擁有設計合理美觀、運營專業的雪上場館，還在場館及周邊的綜合設計上最大程度滿足“2。5小時法則”（參觀者在戶外自然環境場所中獲得空間記憶及一定心理滿足的時間一般為2。5小時），使參觀者獲得2。5小時或以上的連續空間體驗，再加上交通便利、配套設施齊全等優勢條件，具有發展成為理想的雪上運動休閒和打卡旅遊目的地的巨大潛力。
我們相信，透過賽道四季使用、賽道剖面轉換以及臨時性賽道建造等方式，一方面可以較好地實現冬奧會雪上專案人工剖面賽道的可持續建造，另一方面可為相關賽區在四季旅遊休閒、場館賽事承接、場館空間靈活使用等方面提供重要支援。
致謝：感謝國家重點研發計劃“科技冬奧”重點專項專案“人工剖面賽道類場館新型建造、維護與運營技術”課題“賽道設施可持續建造技術研究”（課題編號：2018YFF0300206）的支援。
本文刊登於IEEE Spectrum中文版《科技縱覽》2021年11月刊。
專家簡介
潘睿：
清華大學建築學院，在讀博士生，建築師。
吳紹平：
清華大學建築學院，在讀博士生。
周盼：
清華大學建築設計研究院有限公司，建築師。
轉載內容僅代表作者觀點
不代表中科院物理所立場
編輯：Paarthurnax
