新京报讯（记者 刘洋）当夜晚来临，“冰立方”场馆的东南侧便开始闪亮起晶莹、银白色的“大雪花”。八个大小不一的发光雪花形立体装置，和外立面布满“蓝色泡泡”的“冰立方”互相映衬，让夜晚的奥林匹克广场更加空灵、浪漫。
“大雪花”背后是技术与艺术的融合。这些立体雪花灯光艺术装置名叫“雪绒星”（Starry Snow），由清华大学建筑学院黄蔚欣团队研发，利用了其研究室独创的“建筑结构一体化的曲面建筑系统”。3月1日下午，新京报记者采访黄蔚欣教授，了解研发背后的故事。
雪绒星夜间在水立方闪闪发光。受访者供图
设计多个方案 最后定为“雪绒星”
据介绍，“雪绒星”装置是北京市科技计划“科技冬奥”项目课题之一。黄蔚欣介绍，这一结构叫“编织式空间网壳”，是团队对“自由曲面建造”这一国际前沿课题的原创解答。
“利用曲面形式做建筑表达，目前多用现代数控加工方法，存在造价高、施工难度大的问题。我们从2015年起，就想到能否将东方传统编织工艺融入建筑结构中，据此研发了这一系统。”黄蔚欣介绍，经过多年的研发，基于网格重建算法的编织结构生成技术，团队研发了“编织式空间网壳”，不仅提升了建筑表现的丰富性，也减少了成本。比如，如果用3D打印技术去实现一个立体结构，要比编织结构造价高太多。
用系统生成一个编织状的曲面结构，再制作玻璃纤维的杆件，根据设计图将杆件拼接出来，将发光的线路注入其中，一个个闪闪发亮的立体结构就这样呈现了出来。
黄蔚欣介绍，经过五六年的技术探索和实践，这一研发成果已多次登上全国性的展览和世界级的建筑竞赛中。比如，团队曾经在哈尔滨冰雪建造竞赛上完成一个“莫比乌斯环”编织结构的灯光装置，也曾在国际建筑赛事上获奖，技术方法逐步成熟。2020年团队接到了扮靓“冰立方”南广场的任务，即利用“编织式空间网壳”技术制作灯光艺术装置，提升冬奥会、冬残奥会期间的城市公共文化生活，激活夜间经济。
在清华大学建筑馆门口还有个“雪绒星”模型。 图/新京报记者 刘洋
黄蔚欣介绍，在“雪绒星”之前，团队提出了多轮方案，比如第一个方案是制造一组“水滴形”的灯光装置，人们可以在其中穿梭。还曾有一个更挑战的设计——编织一个巨型运动员的灯光装置……最终，团队和专家一起选择了“大雪花”这个更能体现冬奥精神的设计方向。
特别升级材料，让“雪花”白天也好看
确定“雪花”这一主题后，距离目前呈现的“立体雪花”还有一个思考的过程。大家如今在“冰立方”南广场看到的雪花看似结构复杂，其实，从几何角度上来讲，它是一个每一面被“曲面化”的正二十面体。
黄蔚欣介绍，如果一朵平面雪花在广场上闪亮，人们走到侧面只会看到一个“扁片儿”，表现力不够丰富。正二十面体，可以让人从任何角度都可以看到结构丰富的雪花，且八个雕塑各不相同。团队对曲面化的雪花编织结构做出了独特的设计，调试了每一根杆件的弯曲度。这八个在展示中的雪花大小也不一，大的高达7米，小的有2米多高，“这样在广场上分布开来，也会有更生动的表现”。
在研发过程中，团队经历了拓扑算法、结构性能到工程制作等一个个技术难题，也取得了一系列创新的技术成果。
黄蔚欣介绍，之前在其他展区展示的发光装置由玻璃纤维杆件做成，制作便捷，但发光灯装在表面，不仅耐久性不高，白天近看效果也不精致。因此，从建筑师的直觉出发，将“雪绒星”材料进行升级，用铝合金材料做杆件，拼出空间结构，并将复杂的线路放进铝合金杆里。这样在白天，大家看到的“大雪花”便是干净利落的金属结构。“背后花了很多心思，需要将电线规划好，白天在表面是看不到电线的，这就是我们作为建筑师的追求，细节上干净纯粹。”黄蔚欣说，在这反复的设计和攻关中，团队也得到了锻炼，学生们将一个个不可能变为现实。
“雪绒星”细节，灯带藏于杆件中。受访者供图
在将八个大小不一的“雪绒星”摆上“冰立方”广场，亮起灯光的那一刻，是团队所有人最振奋的时刻。黄蔚欣说，因为涉及电路，八个“雪绒星”都需要事先做好每一条电线、盖板的安装，再搬运到现场，进一步组装。当时大家在寒冬里忙了一整夜，完工后，当清晨的一缕阳光打在雪花的表面上，黄蔚欣的助手赶紧抢拍了一张照片，“这是走近了也很好看的证明。”
据介绍，“雪绒星”冬奥会和冬残奥会期间会在广场上进行展示，研究团队也期待这一设计成果能够永久留存在举办过两届奥运会的奥林匹克广场上。
新京报记者 刘洋 编辑 缪晨霞 校对 付春愔