當(dāng)夜晚來臨，“冰立方”場(chǎng)館的東南側(cè)便開始閃亮起晶瑩、銀白色的“大雪花”。八個(gè)大小不一的發(fā)光雪花形立體裝置，和外立面布滿“藍(lán)色泡泡”的“冰立方”互相映襯，讓夜晚的奧林匹克廣場(chǎng)更加空靈、浪漫。

“大雪花”背后是技術(shù)與藝術(shù)的融合。這些立體雪花燈光藝術(shù)裝置名叫“雪絨星”（Starry Snow），由清華大學(xué)建筑學(xué)院黃蔚欣團(tuán)隊(duì)研發(fā)，利用了其研究室獨(dú)創(chuàng)的“建筑結(jié)構(gòu)一體化的曲面建筑系統(tǒng)”。3月1日下午，新京報(bào)記者采訪黃蔚欣教授，了解研發(fā)背后的故事。

雪絨星夜間在水立方閃閃發(fā)光。受訪者供圖

設(shè)計(jì)多個(gè)方案 最后定為“雪絨星”

據(jù)介紹，“雪絨星”裝置是北京市科技計(jì)劃“科技冬奧”項(xiàng)目課題之一。黃蔚欣介紹，這一結(jié)構(gòu)叫“編織式空間網(wǎng)殼”，是團(tuán)隊(duì)對(duì)“自由曲面建造”這一國際前沿課題的原創(chuàng)解答。

“利用曲面形式做建筑表達(dá)，目前多用現(xiàn)代數(shù)控加工方法，存在造價(jià)高、施工難度大的問題。我們從2015年起，就想到能否將東方傳統(tǒng)編織工藝融入建筑結(jié)構(gòu)中，據(jù)此研發(fā)了這一系統(tǒng)。”黃蔚欣介紹，經(jīng)過多年的研發(fā)，基于網(wǎng)格重建算法的編織結(jié)構(gòu)生成技術(shù)，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了“編織式空間網(wǎng)殼”，不僅提升了建筑表現(xiàn)的豐富性，也減少了成本。比如，如果用3D打印技術(shù)去實(shí)現(xiàn)一個(gè)立體結(jié)構(gòu)，要比編織結(jié)構(gòu)造價(jià)高太多。

用系統(tǒng)生成一個(gè)編織狀的曲面結(jié)構(gòu)，再制作玻璃纖維的桿件，根據(jù)設(shè)計(jì)圖將桿件拼接出來，將發(fā)光的線路注入其中，一個(gè)個(gè)閃閃發(fā)亮的立體結(jié)構(gòu)就這樣呈現(xiàn)了出來。

黃蔚欣介紹，經(jīng)過五六年的技術(shù)探索和實(shí)踐，這一研發(fā)成果已多次登上全國性的展覽和世界級(jí)的建筑競(jìng)賽中。比如，團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)在哈爾濱冰雪建造競(jìng)賽上完成一個(gè)“莫比烏斯環(huán)”編織結(jié)構(gòu)的燈光裝置，也曾在國際建筑賽事上獲獎(jiǎng)，技術(shù)方法逐步成熟。2020年團(tuán)隊(duì)接到了扮靚“冰立方”南廣場(chǎng)的任務(wù)，即利用“編織式空間網(wǎng)殼”技術(shù)制作燈光藝術(shù)裝置，提升冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)期間的城市公共文化生活，激活夜間經(jīng)濟(jì)。

在清華大學(xué)建筑館門口還有個(gè)“雪絨星”模型。 圖/新京報(bào)記者 劉洋

黃蔚欣介紹，在“雪絨星”之前，團(tuán)隊(duì)提出了多輪方案，比如第一個(gè)方案是制造一組“水滴形”的燈光裝置，人們可以在其中穿梭。還曾有一個(gè)更挑戰(zhàn)的設(shè)計(jì)——編織一個(gè)巨型運(yùn)動(dòng)員的燈光裝置……最終，團(tuán)隊(duì)和專家一起選擇了“大雪花”這個(gè)更能體現(xiàn)冬奧精神的設(shè)計(jì)方向。

特別升級(jí)材料，讓“雪花”白天也好看

確定“雪花”這一主題后，距離目前呈現(xiàn)的“立體雪花”還有一個(gè)思考的過程。大家如今在“冰立方”南廣場(chǎng)看到的雪花看似結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其實(shí)，從幾何角度上來講，它是一個(gè)每一面被“曲面化”的正二十面體。

黃蔚欣介紹，如果一朵平面雪花在廣場(chǎng)上閃亮，人們走到側(cè)面只會(huì)看到一個(gè)“扁片兒”，表現(xiàn)力不夠豐富。正二十面體，可以讓人從任何角度都可以看到結(jié)構(gòu)豐富的雪花，且八個(gè)雕塑各不相同。團(tuán)隊(duì)對(duì)曲面化的雪花編織結(jié)構(gòu)做出了獨(dú)特的設(shè)計(jì)，調(diào)試了每一根桿件的彎曲度。這八個(gè)在展示中的雪花大小也不一，大的高達(dá)7米，小的有2米多高，“這樣在廣場(chǎng)上分布開來，也會(huì)有更生動(dòng)的表現(xiàn)”。

在研發(fā)過程中，團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了拓?fù)渌惴ā⒔Y(jié)構(gòu)性能到工程制作等一個(gè)個(gè)技術(shù)難題，也取得了一系列創(chuàng)新的技術(shù)成果。

黃蔚欣介紹，之前在其他展區(qū)展示的發(fā)光裝置由玻璃纖維桿件做成，制作便捷，但發(fā)光燈裝在表面，不僅耐久性不高，白天近看效果也不精致。因此，從建筑師的直覺出發(fā)，將“雪絨星”材料進(jìn)行升級(jí)，用鋁合金材料做桿件，拼出空間結(jié)構(gòu)，并將復(fù)雜的線路放進(jìn)鋁合金桿里。這樣在白天，大家看到的“大雪花”便是干凈利落的金屬結(jié)構(gòu)。“背后花了很多心思，需要將電線規(guī)劃好，白天在表面是看不到電線的，這就是我們作為建筑師的追求，細(xì)節(jié)上干凈純粹。”黃蔚欣說，在這反復(fù)的設(shè)計(jì)和攻關(guān)中，團(tuán)隊(duì)也得到了鍛煉，學(xué)生們將一個(gè)個(gè)不可能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

“雪絨星”細(xì)節(jié)，燈帶藏于桿件中。受訪者供圖 

在將八個(gè)大小不一的“雪絨星”擺上“冰立方”廣場(chǎng)，亮起燈光的那一刻，是團(tuán)隊(duì)所有人最振奮的時(shí)刻。黃蔚欣說，因?yàn)樯婕半娐罚藗€(gè)“雪絨星”都需要事先做好每一條電線、蓋板的安裝，再搬運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)一步組裝。當(dāng)時(shí)大家在寒冬里忙了一整夜，完工后，當(dāng)清晨的一縷陽光打在雪花的表面上，黃蔚欣的助手趕緊搶拍了一張照片，“這是走近了也很好看的證明。”

據(jù)介紹，“雪絨星”冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)期間會(huì)在廣場(chǎng)上進(jìn)行展示，研究團(tuán)隊(duì)也期待這一設(shè)計(jì)成果能夠永久留存在舉辦過兩屆奧運(yùn)會(huì)的奧林匹克廣場(chǎng)上。