奧運之火在三地火炬台點燃
2月4日晚
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
以創新的方式呈現
在主火炬點燃後
設定于鳥巢和水立方之間
頒獎廣場上的火炬台以及位于張家口
和延慶的火炬台被依次點燃
聖火将持續燃燒
至本屆冬奧會和冬殘奧會結束
位于國家體育場（奧林匹克中心區）
及北京延慶賽區
河北張家口賽區的火炬台
均由清華大學美術學院
黨委書記馬賽教授帶隊設計
在開幕式的主火炬基礎上
充分融合藝術以及工程技術的要求
展現了“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、團結和友誼
晶瑩的雪花
和靈動的絲帶相向旋轉
如冰上長袖飄飄的舞者輕盈優雅
簡潔、現代的造型中
透出東方的審美韻味
成為此次冬奧會的亮點之一
國家體育場（奧林匹克中心區）火炬台
2022北京冬奧會火炬台
動态雕塑藝術造型工程
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。三個場外火炬台，分别位于國家體育場（奧林匹克中心區）、北京市延慶區和河北省張家口市。火炬台分别由“銀絲帶”、橄榄枝大雪花圖形、底座轉台組成，總高約11米，底座台面直徑約20米，奧林匹克中心區火炬台底座台面下部增加了一個1.3米高，外直徑21.5米的不鏽鋼裙邊底座。
橄榄枝大雪花由90餘片小雪花組成，一片雪花代表一個參賽國，上面鑲嵌着參賽國的名稱。“銀絲帶”兩側開燈槽，内置燈帶，燈光面闆用不鏽鋼闆雪花紋造型做蓋闆，白天呈現整體不鏽鋼鏡面效果。橄榄枝正反面開燈槽，内置燈帶，面闆用不鏽鋼闆雪花紋造型做蓋闆，白天呈現整體不鏽鋼鏡面效果，夜晚正反兩側燈帶發光。三個火炬台在奧運會舉辦期間将不間斷運作，并将在冬奧會、冬殘奧會結束後成為國家體育場（奧林匹克中心區）、北京市延慶區和河北省張家口市三地的永久性雕塑。
清華大學美術學院黨委書記馬賽介紹，“銀絲帶”造型完美诠釋了本屆冬奧會的理念，其緊緊萦繞着象征世界各國攜手走向未來與和平的橄榄枝，在不同角度下呈現高低起伏變化的形态，是對冬奧會衆多賽事項目速度、激情、節奏、躍動等特征的抽象表達，通過燈光不同的顔色、角度的運動軌迹，結合流光溢彩的轉動，讓觀衆既能欣賞到輕舞飛揚的姿态，又能感受到冰雪運動的速度、激情和聖潔的冰雪之美。
“銀絲帶”不鏽鋼材質肌理表面經過抛光研磨後光可鑒人，作為一種藝術媒介，延伸了主火炬形象的藝術性，增添了人文之美。差別于傳統的靜态火炬台，此次動态雕塑作品作為對于冬奧藝術美學的全新闡釋，是首次通過動态雕塑來呈現奧運運動之美，與冬奧精神遙相呼應。“銀絲帶”與橄榄枝非勻速的雙向同心運動，為靜态放置的火炬增加了時間次元與動态視覺；四周不斷變化的環境、觀賞者以及鏡面成像的人與物都融入作品，成為火炬動态雕塑的一部分，與之渾然一體、晶瑩剔透、光彩交相輝映，反映着全世界“更團結”“一起向未來”的奧運主題。清華大學美術學院副教授陳洛奇闡述，“銀絲帶”類似莫比烏斯環的造型設計中蘊含了“奧運精神的源遠流長、永恒無限，無論從哪裡開始我們終能相遇，彰顯人類命運共同體”的哲學理念。
團隊在整個造型設計的過程中，從始至終貫徹簡約、精彩與安全的意識，各部分造型在滿足實際結構強度需求的同時兼顧了美學的表達，動态造型延伸了主火炬形象的藝術性，在藝術與科學相結合的創新路徑下，整個裝置的研制過程将藝術、設計、美學與機械結構的交叉融合呈現得淋漓盡緻，展現了清華大學美術學院在美術、藝術、科學、技術相輔相成、互相促進結合方面的突出優勢。
在與張藝謀導演的充分溝通下，馬賽帶領團隊在短短一年的時間内完成了火炬方案的設計、深化以及實施落地工作，充分發揮美術學院設計學科的優勢以及清華大學綜合學科的優勢，彰顯了習近平總書記2021年4月考察清華大學美術學院時提出的“美術、藝術、科學、技術相輔相成、相得益彰”的訓示精神，彙聚當下中國的藝術語言，闡述了對冬奧精神内涵的了解，展現自然之美、人文之美和運動之美，彰顯了中國的文化自信，引領了冬奧文化的時代風尚。
從2008到2022，清華美院“雙奧人”
北京2022年冬奧會盛大開幕。點火儀式環節中，婉轉悠揚與速度激情交織的場外火炬台設計，是清華美術學院團隊呈獻給冬奧的禮物。
在北京這座“雙奧”之城，承繼傳統，孕育新聲，回溯也望遠，清華人的實踐從不停歇。
左右滑動檢視更多
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。這并不是美術學院第一次參加奧運會，早在2008年美術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。美術學院的老師、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，在史習平教授的帶領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，作為清華大學美術學院黨委書記，馬賽帶領美術學院設計團隊與清華大學機械系、土木工程系教授團隊通力合作，充分發揮美術學院設計學科的優勢以及清華大學綜合學科的優勢，貫徹習近平總書記2021年考察清華大學美術學院時提出的“美術、藝術、科學、技術相輔相成、相得益彰”的訓示精神，将藝術與科學完美融合，圓滿完成了此次北京2022年冬奧會場外火炬台設計，成為了名副其實的“雙奧人”。
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，張藝謀導演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衆，更有利于群衆的打卡互動，是以火炬台尺寸不宜過大；同時火炬台要突出簡約、純粹、環保、科技理念，要滿足開幕式表演及賽期内觀衆近距離合影留念需要，由于此次冬奧會賽場分為北京城内、延慶以及張家口三地，是以火炬台要在三地同時設立，要滿足抵禦嚴寒、強風等不利的氣候條件，并将在賽後永久保留。出于保密原因，張藝謀導演隻簡單介紹了國際奧委會通過的主火炬的核心圖形是直徑10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美感，同時在滿足功能、安全的前提下，實作核心圖形更多精妙、複雜的運動。
接到設計任務後，馬賽組織工業設計系、雕塑系的師生進行了多次分析、讨論，最終鎖定了雪花形象，并在此基礎上
從藝術造型、結構、瓦斯功能、運動等多方面展開論證與設計
，在短時間内送出了多套設計方案。此後，在與張藝謀導演的多次彙報、交流中，團隊的設計思路不斷清晰。由于核心圖形直徑達10米，其自重就很重，再加上張家口強風作用，是以火炬台要想穩定，必須要有堅實的結構進行支撐，而這些支撐結構在保證強度和穩定性的前提下，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，攜帶的氫氣隻能燃燒2個多小時，場外的火炬台必須充分考慮氫氣管線的連接配接，同時還要考慮張藝謀導演要求的運動效果，設計工作具有多方面的挑戰。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”的設計方案，并通過動畫演繹了燈光效果和旋轉效果
，得到了張藝謀導演團隊的充分肯定。
施工過程（左右滑動檢視）
2021年3月份，團隊設計的方案最終在激烈的競争中勝出，得到了中央上司、奧組委和總導演的一緻認可。
在馬賽帶領下，由馬賽、李鶴教授、陳洛奇副教授、博士生任續超、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、監制工作
。
獨特造型诠釋藝術與科學的融合
火炬台的造型在開幕式主火炬的基礎上
增加了環繞的“銀絲帶”以及鏡面底盤
，起到支撐、穩定的作用，将開幕式上的大雪花以中軸固定的方式予以呈現，“銀絲帶”造型完美诠釋了冬奧會的理念，緊緊萦繞着象征世界各國攜手走向未來的由小雪花和橄榄枝組成的大雪花。随着底盤的旋轉，它在不同角度下呈現出高低起伏的形态，是對冬奧會衆多賽事項目速度、激情、節奏、躍動以及群山等自然形态的抽象表達，通過鏡面的映射以及流動的燈光，讓觀賞者在火炬台的旋轉中既能感受到“燕山雪花大如席”的意境和“銀絲帶”輕舞飛揚的姿态，又能感受到冰雪運動的速度、激情、優雅與純潔。
為了兼顧火炬夜間的動态效果，團隊在“銀絲帶”、橄榄枝和底座轉台上均随形設定了燈帶，并在燈帶外層添加镂空的小雪花格栅以修正光強效果。整體燈光效果以橄榄枝為核心，“銀絲帶”、底盤燈光與之配合，
營造出冬奧運動強烈的速度感、節奏感和冰雪的聖潔感
燈帶細節
受瓦斯、材料、加工工藝以及力學結構等工程技術的制約，設計方案進行了多輪修改，為了降低反複調整帶來的不确定性與不可解釋性，團隊采用參數化設計，從“銀絲帶”基礎主幹曲線階數的控制，到每一個控制點的坐标調整，支撐結構件的資料化生成，再到每一個小雪花位置的排布，都有數值可依。并且每一次調整、修正的資料都被完整記錄，通過數值的優化疊代，使火炬台
既滿足工程的要求，又能達到設計的藝術性要求
通過動力學模拟進行形态探索
通過動力學模拟優化造型
通過添加截面進行空間構型
由于場外火炬台必須與開幕式上的主火炬形象一緻，基于瓦斯等現實條件的影響，美術學院設計團隊與航天團隊合作，對火炬台的橄榄枝形态以及小雪花的排布結構進行了修改，充分展現了
藝術美學和結構工程相輔相成的關系
。張藝謀導演提出以代表每個參賽國的小雪花與四周橄榄枝拼合成大雪花的構想，但是由于參賽國的數量一開始無法确定，小雪花如何排布？如何與橄榄枝進行連接配接？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性的問題。團隊在推敲橄榄枝藝術造型的同時，還需要考慮其結構的強度與迎風面積等問題，通過有限元分析以及拓撲優化等方式提出了多個結構上較為合理的創意圖案，并針對這些圖案進行計算分析得出可能采用的材質、整個火炬的重量以及結構的合理分布。最終，再結合多項仿真模拟實驗資料，決定發揮小雪花六邊形的特點，采取蜂窩狀的穩定結構，無需任何外部結構介入，實作了藝術造型與工程結構的完美融合。
雪花蜂窩狀結構：左邊是導演設想的結構，右邊是經過團隊設計後的蜂窩狀結構
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，在確定安全的前提下，各部分造型在滿足實際結構強度需求的同時兼顧了美學的表達，在藝術與科學相結合的創新路徑下，整個裝置的研制過程充分展現了清華大學美術學院在學科交叉方面的優勢，也充分彰顯了習近平總書記所說的“美術、藝術、科學、技術相輔相成、互相促進”的特點。
巧妙運用材質肌理表達作品藝術性
李鶴教授與團隊成員一道，經過對鳥巢等三個場地的實地勘察，考慮到大衆對冬奧冰雪的感覺體驗以及主火炬塔将在三地永久保留等多方面的因素，對與材質感官緊密相關的色澤、質感進行大量的材質表面實驗，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鏽鋼材質，并運用8K抛光工藝
日光下8K抛光工藝呈現
不鏽鋼表面經過抛光研磨後光可鑒人，并作為一種藝術媒介，延伸着作品的藝術性，也加強了作品的完整性。
靈動的旋轉和對周邊環境的映射弱化了雕塑的體量感和輪廓清晰度，使得作品整體産生失重的輕盈感，四周的環境、觀賞者通過鏡面映射都融入了作品
，成為火炬台的一部分，與之渾然一體、晶瑩剔透、交相輝映，诠釋了全世界“更團結”“一起向未來”的奧運主題。
機械傳動為雕塑注入“動”的靈魂
不同于傳統的靜态火炬，此次火炬台的設計圍繞着雪花核心圖形，
增加了動感的表達
，增添了雪花所帶來的活力與魅力，引發人們對聖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，為火炬增加了時間次元及動态視覺體驗。
項目早期嘗試以雪花為整體形态，橄榄枝作為枝幹結構，該方案具有很高的藝術美學，但是其結構強度以及工程實作上都存在問題。若要滿足整個雪花重量都壓在一根細小的枝條上且實作轉動，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，證明該結構是不可能實作的。深化設計過程中，針對旋轉運動支撐結構提出以上下兩點支撐的方式，并以萦繞周圍的“銀絲帶”作為中心結構加持，但大雪花自身結構卻無法滿足結構受力邊界條件。清華大學土木工程系石永久教授根據相關國家标準，以及雕塑所在地曆史天氣資料等确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，與美術學院團隊一起
最大限度地保留“銀絲帶”的美學理念
；機械系田煜教授團隊通過将上下橄榄枝條中的葉子與枝條搭接，構成雙支撐結構，
有效地提高了橄榄枝支撐點的強度
。中心圓環與上下支條采用10毫米厚度的不鏽鋼闆，形成主要承力結構，其餘枝條與葉子采用4毫米厚度的不鏽鋼闆，以降低整體重量。上下枝條與中心圓環連接配接處焊接采用内部支撐的方式，并增加肋條以提高局部力集中部位的強度，為橄榄枝成為動态雕塑的重要受力結構提供了基礎，進而完成最終優化圖案。
優化前後中心圖案的受力分析
在此基礎上，由清華大學機械系田煜牽頭組織，帶領其團隊骨幹成員王子羲老師、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心軸承支撐，以适應加工、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，以提高薄闆的剛度，減小變形，降低失穩風險。電機固定在地面，采用齒形聯軸器或雙萬向節等柔性聯軸器連接配接齒輪箱和薄闆轉軸，以适應轉軸末端較大的偏轉，氫氣通過旋轉連接配接器、内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，
最終實作大尺寸動态雕塑“動”的靈魂
此次冬奧火炬台的設計，是清華大學美術學院繼國慶70周年天安門廣場“紅飄帶”景觀雕塑之後，
又一次與清華大學土木、機械等學科交叉合作的結果，充分展現了藝術與科學的完美融合，彰顯了綠色、人文、科技的特點，融彙了冬奧文化與中國傳統文化
随着冬奧的開幕，火炬台将成為冬奧期間的亮點，并将在冬奧之後作為奧運遺産永久留在張家口、延慶等地，充分落實習近平總書記所說的“把更多美術元素、藝術元素應用到城鄉規劃建設中，增強城鄉審美韻味、文化品位，
把美術成果更好服務于人民群衆的高品質生活需求”的講話精神，将冬奧文化深深植根于人民群衆的生活中，成為永久的、美好的記憶
清華大學2022北京冬奧會火炬台動态雕塑設計團隊名單
美術學院
馬賽、李鶴、陳洛奇、羅幻、宿志鵬
任續超、查星宇、謝讓、王夢瑤、尹金、楊菊、張升化、張和璞、張雄聖
機械系
田煜、王子羲、高志、
李新新、李遠哲
土木工程系
石永久
塗程亮、王文昊
鳴謝支援機關
北京金鼎雕塑藝術有限公司
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來源 | 美術學院
資料提供 | 設計團隊
文 | 任續超 朱滢
采訪 | 朱滢 朱峰詣 陳雨萌 曾鑰潼 勞泉玲 黃楚迪
編輯 | 羅雪輝 馮佳琪 張佳雯 趙姝婧
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