清華新聞網(wǎng)2月6日電 2022年2月4日，第24屆冬奧會在北京國家體育場盛大開幕。開幕式上，舉世矚目的主火炬以創(chuàng)新的方式呈現(xiàn)。在主火炬點燃后，設置于鳥巢和水立方之間頒獎廣場上的火炬臺以及位于張家口和延慶的火炬臺被依次點燃，圣火將持續(xù)燃燒至本屆冬奧會和冬殘奧會結(jié)束。
位于國家體育場（奧林匹克中心區(qū)）及北京延慶賽區(qū)、河北張家口賽區(qū)的火炬臺均由清華大學美術(shù)學院（以下簡稱“美院”）黨委書記馬賽帶隊設計。在開幕式的主火炬基礎上，充分融合藝術(shù)以及工程技術(shù)的要求，體現(xiàn)了“簡約、安全、精彩”的冬奧理念，以純粹的冰雪元素，演繹了純潔、和平、團結(jié)和友誼，晶瑩的雪花和靈動的絲帶相向旋轉(zhuǎn)，如冰上長袖飄飄的舞者，輕盈優(yōu)雅，簡潔、現(xiàn)代的造型中透出東方的審美韻味，成為此次冬奧會的亮點之一。
從2008到2022，清華美院“雙奧人”
純粹，空靈，冰雪，圣火，這是北京冬奧獻給世界的浪漫。點火儀式環(huán)節(jié)中，婉轉(zhuǎn)悠揚與速度激情交織的場外火炬臺設計，則是美院團隊呈獻給冬奧的禮物。
火炬臺效果圖
2008年北京奧運會開幕式上，2008人擊缶而歌，吶喊聲震天，震撼場面歷歷在目；2022年的立春，北京冬奧會開幕式，屏息凝神間，主火炬于“雪花”中央燃起，完成了一個時代的跨越。14年過去，在北京這座“雙奧”之城，承繼傳統(tǒng)，孕育新聲，回溯也望遠，清華美院人的實踐從不停歇。
2020年11月末，接到冬奧會開閉幕式團隊的設計邀請，馬賽立即組織工業(yè)設計系、雕塑系的教師以及10多名博士生、碩士生成立了設計團隊。這并不是美術(shù)學院第一次參加奧運會，早在2008年美術(shù)學院的多位老師就曾參加了北京夏季奧運會開閉幕的設計工作。在廣州舉辦的第十六屆亞運會上，馬賽擔任了開閉幕式視覺造型總設計一職，與團隊一起完成了開幕式主火炬的設計。學院的老師、學生一直都為奧運會、亞運會等大型賽事的圓滿召開貢獻自己的力量。
2008年，馬賽作為青年教師，在工業(yè)設計系史習平教授的帶領(lǐng)下深度參與了北京夏季奧運會開閉幕式的設計，和團隊一起出色地完成了開幕式上“缶”“龍柱”等演出道具的設計。時隔14年，作為美術(shù)學院黨委書記，馬賽帶領(lǐng)美術(shù)學院設計團隊與機械系、土木工程系教授團隊通力合作，充分發(fā)揮美術(shù)學院設計學科的優(yōu)勢以及清華大學綜合學科的優(yōu)勢，貫徹習近平總書記2021年考察美術(shù)學院時提出的“美術(shù)、藝術(shù)、科學、技術(shù)相輔相成、相得益彰”的指示精神，將藝術(shù)與科學完美融合，圓滿完成了此次北京2022年冬奧會場外火炬臺設計，成為了名副其實的“雙奧人”。
馬賽團隊與張藝謀討論火炬臺設計思路
2020年11月，馬賽團隊受邀來到位于順義的張藝謀導演工作室，張藝謀向大家介紹了近幾屆奧運會主火炬的設計趨勢，指出主火炬越來越貼近群眾，更有利于群眾的打卡互動，因此火炬臺尺寸不宜過大；同時火炬臺要突出簡約、純粹、環(huán)保、科技理念，要滿足開幕式表演及賽期內(nèi)觀眾近距離合影留念需要，由于此次冬奧會賽場分為北京城內(nèi)、延慶以及張家口三地，因此火炬臺要在三地同時設立，要滿足抵御嚴寒、強風等不利的氣候條件，并將在賽后永久保留。出于保密原因，張藝謀只簡單介紹了國際奧委會通過的主火炬的核心圖形是直徑十米的圓形薄片，希望美院團隊能夠從設計的角度賦予核心圖形更多的藝術(shù)美感，同時在滿足功能、安全的前提下，實現(xiàn)核心圖形更多精妙、復雜的運動。
馬賽團隊與張藝謀團隊交流火炬臺設計方案
接到設計任務后，馬賽組織工業(yè)設計系、雕塑系的師生進行了多次分析、討論，最終鎖定了雪花形象，并在此基礎上從藝術(shù)造型、結(jié)構(gòu)、燃氣功能、運動等多方面展開論證與設計，在短時間內(nèi)提交了多套設計方案。此后，在與張藝謀的多次匯報、交流中，團隊的設計思路不斷清晰。由于核心圖形直徑達十米，其自重就很重，再加上張家口強風作用，因此火炬臺要想穩(wěn)定，必須要有堅實的結(jié)構(gòu)進行支撐，而這些支撐結(jié)構(gòu)在保證強度和穩(wěn)定性的前提下，體量不能過粗過大，在造型上要與核心元素相得益彰，不能喧賓奪主。開幕式上的主火炬由威亞懸吊，攜帶的氫氣只能燃燒兩個多小時，場外的火炬臺必須充分考慮氫氣管線的連接，同時還要考慮張藝謀要求的運動效果，設計工作具有多方面的挑戰(zhàn)。團隊拿一些簡易的材料制作了許多初始模型，不斷推敲論證，最終排除其他方案，提出了“同心雙向旋轉(zhuǎn)”的設計方案，并通過動畫演繹了燈光效果和旋轉(zhuǎn)效果，得到了張藝謀團隊的充分肯定。
討論現(xiàn)場
施工過程
2021年3月份，團隊設計的方案最終在激烈的競爭中勝出，得到了中央領(lǐng)導、奧組委和總導演的一致認可。在馬賽帶領(lǐng)下，由馬賽以及工業(yè)設計系副教授陳洛奇、2019級博士生博士生任續(xù)超、碩士生查星宇、謝讓等組成了核心設計團隊，開始了為期一年的設計深化工作，以及與航天集團、雕塑工廠的施工對接、監(jiān)制工作。
獨特造型詮釋藝術(shù)與科學的融合
火炬臺的造型在開幕式主火炬的基礎上增加了環(huán)繞的“銀絲帶”以及鏡面底盤，起到支撐、穩(wěn)定的作用，將開幕式上的大雪花以中軸固定的方式予以呈現(xiàn)，“銀絲帶”造型完美詮釋了冬奧會的理念，緊緊縈繞著象征世界各國攜手走向未來的由小雪花和橄欖枝組成的大雪花。隨著底盤的旋轉(zhuǎn)，它在不同角度下呈現(xiàn)出高低起伏的形態(tài)，是對冬奧會眾多賽事項目速度、激情、節(jié)奏、躍動以及群山等自然形態(tài)的抽象表達，通過鏡面的映射以及流動的燈光，讓觀賞者在火炬臺的旋轉(zhuǎn)中既能感受到“燕山雪花大如席”的意境和“銀絲帶”輕舞飛揚的姿態(tài)，又能感受到冰雪運動的速度、激情、優(yōu)雅與純潔。
為了兼顧火炬夜間的動態(tài)效果，團隊在“銀絲帶”、橄欖枝和底座轉(zhuǎn)臺上均隨形設置了燈帶，并在燈帶外層添加鏤空的小雪花格柵以修正光強效果。整體燈光效果以橄欖枝為核心，“銀絲帶”、底盤燈光與之配合，營造出冬奧運動強烈的速度感、節(jié)奏感和冰雪的圣潔感。
燈帶細節(jié)
受燃氣、材料、加工工藝以及力學結(jié)構(gòu)等工程技術(shù)的制約，設計方案進行了多輪修改，為了降低反復調(diào)整帶來的不確定性與不可解釋性，團隊采用參數(shù)化設計，從“銀絲帶”基礎主干曲線階數(shù)的控制，到每一個控制點的坐標調(diào)整，支撐結(jié)構(gòu)件的數(shù)據(jù)化生成，再到每一個小雪花位置的排布，都有數(shù)值可依。并且每一次調(diào)整、修正的數(shù)據(jù)都被完整記錄，通過數(shù)值的優(yōu)化迭代，使火炬臺既滿足工程的要求，又能達到設計的藝術(shù)性要求。
由于場外火炬臺必須與開幕式上的主火炬形象一致，基于燃氣等現(xiàn)實條件的影響，學院設計團隊與航天團隊合作，對火炬臺的橄欖枝形態(tài)以及小雪花的排布結(jié)構(gòu)進行了修改，充分體現(xiàn)了藝術(shù)美學和結(jié)構(gòu)工程相輔相成的關(guān)系。張藝謀提出以代表每個參賽國的小雪花與四周橄欖枝拼合成大雪花的構(gòu)想，但是由于參賽國的數(shù)量一開始無法確定，小雪花如何排布？如何與橄欖枝進行連接？如何保證強度又能減小風阻？這些都是在深化設計時團隊遇到的極具挑戰(zhàn)性的問題。團隊在推敲橄欖枝藝術(shù)造型的同時，還需要考慮其結(jié)構(gòu)的強度與迎風面積等問題，通過有限元分析以及拓撲優(yōu)化等方式提出了多個結(jié)構(gòu)上較為合理的創(chuàng)意圖案，并針對這些圖案進行計算分析得出可能采用的材質(zhì)、整個火炬的重量以及結(jié)構(gòu)的合理分布。最終，再結(jié)合多項仿真模擬實驗數(shù)據(jù)，決定發(fā)揮小雪花六邊形的特點，采取蜂窩狀的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，無需任何外部結(jié)構(gòu)介入，實現(xiàn)了藝術(shù)造型與工程結(jié)構(gòu)的完美融合。
雪花蜂窩狀結(jié)構(gòu)：導演設想結(jié)構(gòu)（左），團隊設計后的蜂窩狀結(jié)構(gòu)（右）
團隊在設計和深化過程中，始終堅持貫徹“簡約、精彩與安全”的理念，在確保安全的前提下，各部分造型在滿足實際結(jié)構(gòu)強度需求的同時兼顧了美學的表達，在藝術(shù)與科學相結(jié)合的創(chuàng)新路徑下，整個裝置的研制過程充分體現(xiàn)了清華大學美術(shù)學院在學科交叉方面的優(yōu)勢，也充分彰顯了習近平總書記所說的“美術(shù)、藝術(shù)、科學、技術(shù)相輔相成、相互促進”的特點。
巧妙運用材質(zhì)肌理表達作品藝術(shù)性
團隊成員經(jīng)過對鳥巢等三個場地的實地勘察，考慮到大眾對冬奧冰雪的感知體驗以及主火炬塔將在三地永久保留等多方面的因素，對與材質(zhì)感官緊密相關(guān)的色澤、質(zhì)感進行大量的材質(zhì)表面實驗，最終選擇了易彎折、高強度、耐腐蝕、耐高溫和耐低溫特性的不銹鋼材質(zhì)，并運用8K拋光工藝。
日光下8K拋光工藝呈現(xiàn)
不銹鋼表面經(jīng)過拋光研磨后光可鑒人，并作為一種藝術(shù)媒介，延伸著作品的藝術(shù)性，也加強了作品的完整性。靈動的旋轉(zhuǎn)和對周邊環(huán)境的映射弱化了雕塑的體量感和輪廓清晰度，使得作品整體產(chǎn)生失重的輕盈感，四周的環(huán)境、觀賞者通過鏡面映射都融入了作品，成為火炬臺的一部分，與之渾然一體、晶瑩剔透、交相輝映，詮釋了全世界“更團結(jié)”“一起向未來”的奧運主題。
機械傳動為雕塑注入“動”的靈魂
不同于傳統(tǒng)的靜態(tài)火炬，此次火炬臺的設計圍繞著雪花核心圖形，增加了動感的表達，增添了雪花所帶來的活力與魅力，引發(fā)人們對圣潔的冰雪以及激情的運動的無限遐想。“銀絲帶”與“大雪花”非勻速的雙向同心運動，為火炬增加了時間維度及動態(tài)視覺體驗。
項目早期嘗試以雪花為整體形態(tài)，橄欖枝作為枝干結(jié)構(gòu)，該方案具有很高的藝術(shù)美學，但是其結(jié)構(gòu)強度以及工程實現(xiàn)上都存在問題。若要滿足整個雪花重量都壓在一根細小的枝條上且實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，就要求整個雕塑厚度約為100 毫米，團隊通過有限元受力分析，證實該結(jié)構(gòu)是不可能實現(xiàn)的。深化設計過程中，針對旋轉(zhuǎn)運動支撐結(jié)構(gòu)提出以上下兩點支撐的方式，并以縈繞周圍的“銀絲帶”作為中心結(jié)構(gòu)加持，但大雪花自身結(jié)構(gòu)卻無法滿足結(jié)構(gòu)受力邊界條件。清華大學土木學院石永久教授根據(jù)相關(guān)國家標準，以及雕塑所在地歷史天氣數(shù)據(jù)等確定了整個裝置設計校核時應采用的載荷工況，綜合考慮風載、雪壓以及自重等因素，與美術(shù)學院團隊一起最大限度地保留美學理念，通過將上下橄欖枝條中的葉子與枝條搭接，構(gòu)成雙支撐結(jié)構(gòu)，有效地提高了橄欖枝支撐點的強度。中心圓環(huán)與上下支條采用十毫米厚度的不銹鋼板，形成主要承力結(jié)構(gòu)，其余枝條與葉子采用四毫米厚度的不銹鋼板，以降低整體重量。上下枝條與中心圓環(huán)連接處焊接采用內(nèi)部支撐的方式，并增加肋條以提高局部力集中部位的強度，為橄欖枝成為動態(tài)雕塑的重要受力結(jié)構(gòu)提供了基礎，進而完成最終優(yōu)化圖案。
優(yōu)化前后中心圖案的受力分析
在此基礎上，由機械系田煜教授牽頭組織，帶領(lǐng)其團隊骨干成員王子羲老師、高志老師、李新新博士和李遠哲博士，針對中心圖案剛度較低、整體裝置上下支點跨度的問題，提出上下運動支點均采用調(diào)心軸承支撐，以適應加工、安裝等帶來的上下端不同軸問題；通過一端固定、一端預緊的軸承定位方式，以提高薄板的剛度，減小變形，降低失穩(wěn)風險。電機固定在地面，采用齒形聯(lián)軸器或雙萬向節(jié)等柔性聯(lián)軸器連接齒輪箱和薄板轉(zhuǎn)軸，以適應轉(zhuǎn)軸末端較大的偏轉(zhuǎn)，氫氣通過旋轉(zhuǎn)連接器、內(nèi)部中空管道進入到火炬，對軸承、電機等零部件進行選型與校核，最終實現(xiàn)大尺寸動態(tài)雕塑“動”。
此次冬奧火炬臺的設計，是清華大學美術(shù)學院繼國慶70周年天安門廣場“紅飄帶”景觀雕塑之后，又一次與清華大學土木、機械等學科交叉合作的結(jié)果，充分體現(xiàn)了藝術(shù)與科學的完美融合，彰顯了綠色、人文、科技的特點，融匯了冬奧文化與中國傳統(tǒng)文化。
隨著冬奧的開幕，火炬臺將成為冬奧期間的亮點，并將在冬奧之后作為奧運遺產(chǎn)永久留在張家口、延慶等地，充分落實習近平總書記所說的“把更多美術(shù)元素、藝術(shù)元素應用到城鄉(xiāng)規(guī)劃建設中，增強城鄉(xiāng)審美韻味、文化品位，把美術(shù)成果更好服務于人民群眾的高品質(zhì)生活需求”的講話精神，將冬奧文化深深植根于人民群眾的生活中，成為永久的、美好的記憶。
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2022北京冬奧會火炬臺動態(tài)雕塑藝術(shù)造型工程
2022年2月4日晚，2022北京冬奧會主火炬在國家體育場舉辦的開幕式上正式亮相。三個場外火炬臺，分別位于國家體育場（奧林匹克中心區(qū)）、北京市延慶區(qū)和河北省張家口市。火炬臺分別由“銀絲帶”、橄欖枝大雪花圖形、底座轉(zhuǎn)臺組成，總高約11米，底座臺面直徑約20米,奧林匹克中心區(qū)火炬臺底座臺面下部增加了一個1.3米高，外直徑21.5米的不銹鋼裙邊底座。
橄欖枝大雪花由 90余片小雪花組成，一片雪花代表一個參賽國，上面鑲嵌著參賽國的名稱。“銀絲帶”兩側(cè)開燈槽，內(nèi)置燈帶，燈光面板用不銹鋼板雪花紋造型做蓋板，白天呈現(xiàn)整體不銹鋼鏡面效果。橄欖枝正反面開燈槽，內(nèi)置燈帶，面板用不銹鋼板雪花紋造型做蓋板，白天呈現(xiàn)整體不銹鋼鏡面效果，夜晚正反兩側(cè)燈帶發(fā)光。三個火炬臺在奧運會舉辦期間將不間斷運行，并將在冬奧會、冬殘奧會結(jié)束后成為國家體育場（奧林匹克中心區(qū)）、北京市延慶區(qū)和河北省張家口市三地的永久性雕塑。
馬賽介紹，“銀絲帶”造型完美詮釋了本屆冬奧會的理念，其緊緊縈繞著象征世界各國攜手走向未來與和平的橄欖枝，在不同角度下呈現(xiàn)高低起伏變化的形態(tài)，是對冬奧會眾多賽事項目速度、激情、節(jié)奏、躍動等特征的抽象表達，通過燈光不同的顏色、角度的運動軌跡，結(jié)合流光溢彩的轉(zhuǎn)動，讓觀眾既能欣賞到輕舞飛揚的姿態(tài)，又能感受到冰雪運動的速度、激情和圣潔的冰雪之美。
“銀絲帶”不銹鋼材質(zhì)肌理表面經(jīng)過拋光研磨后光可鑒人，作為一種藝術(shù)媒介，延伸了主火炬形象的藝術(shù)性，增添了人文之美。區(qū)別于傳統(tǒng)的靜態(tài)火炬臺，此次動態(tài)雕塑作品作為對于冬奧藝術(shù)美學的全新闡釋，是首次通過動態(tài)雕塑來呈現(xiàn)奧運運動之美，與冬奧精神遙相呼應。“銀絲帶”與橄欖枝非勻速的雙向同心運動，為靜態(tài)放置的火炬增加了時間維度與動態(tài)視覺；四周不斷變化的環(huán)境、觀賞者以及鏡面成像的人與物都融入作品，成為火炬動態(tài)雕塑的一部分，與之渾然一體、晶瑩剔透、光彩交相輝映，反映著全世界“更團結(jié)”“一起向未來”的奧運主題。清華大學美術(shù)學院副教授陳洛奇闡述，“銀絲帶”類似莫比烏斯環(huán)的造型設計中蘊含了“奧運精神的源遠流長、永恒無限，無論從哪里開始我們終能相遇，彰顯人類命運共同體”的哲學理念。
清華大學2022北京冬奧會火炬臺動態(tài)雕塑設計團隊名單
美術(shù)學院
馬賽、陳洛奇、羅幻、宿志鵬
任續(xù)超、查星宇、謝讓、王夢瑤、尹金、楊菊、張升化、張和璞、張雄圣
機械系
田煜、王子羲、高志、
李新新、李遠哲
土木工程系
石永久
涂程亮、王文昊
鳴謝支持單位
北京金鼎雕塑藝術(shù)有限公司
供稿：美術(shù)學院
編輯：覃霞
審核：高原
