截至目前,北京2022年冬奧會和冬殘奧會場館三大賽區12個競賽場館永久性設施基本完工,承擔開閉幕式的國家體育場“鳥巢”,將于今年10月改造完成。今年10月起,北京冬奧組委將陸續組織進行15項測試活動。藍圖變為現實背后,是工匠們2000多個日夜的拼搏奮戰,是無數項攻堅克難的專利設計。
“冰絲帶”:世界上大索網屋面全部實現數字化生產拼裝
長200米、寬130米的大跨度屋頂,是有著“冰絲帶”之稱的國家速滑館建設中面臨的首要難點。不同于一般建筑,其屋頂為不規則馬鞍形,是目前世界體育場館中規模最大的單層雙向正交馬鞍形索網屋面,碗狀看臺頂部周圈環桁架上的鋼索網結構,最大跨度達到198米×124米,但用鋼量僅為傳統屋面的四分之一。
北京城建集團國家速滑館工程總承包部項目經理李少華介紹,由于索網屋面的空間形態非常復雜,張拉以后每一個“方格”空間形態都不一樣,因此填充的每一塊單元體尺寸也不同,需要通過實測得到數據后再進行加工定制。
而這背后,離不開建筑數字信息BIM系統。“冰絲帶”上至8500噸的鋼結構,下到每一塊形狀各異的幕墻玻璃、弧度各異的看臺,都實現了數字化,在工廠進行精密生產和預制,在現場精準拼裝。
雪車雪橇賽道:1.9公里混凝土一次噴射澆筑成型
雪車雪橇是冬奧會中速度最快的項目,專業性強、危險性高,因此對場地要求非常苛刻。
場地位置向陽,陽光直射會影響冰面質量,怎么辦?項目團隊研發出一套獨特的地形氣候保護系統,賽道遮陽棚結合賽道形狀、地形等,實現了傳統木結構與現代鋼結構的完美結合,有效保護了賽道冰面,也最大限度降低了能源消耗。延慶賽區的雪車雪橇賽道是半U形混凝土澆筑結構,混凝土里預埋誤差不超過5毫米的冷凝管,通過在表面制冰最終形成賽道。看似并不復雜,但1.9公里長的賽道澆筑要一氣呵成,一次成型很難,各種彎度、各種落差交織在一起,更是難上加難。建設團隊走自主創新之路,1.9公里賽道混凝土一次性噴射澆筑成型。
二氧化碳制冰技術:制冷系統碳排放近乎零
在國家速滑館,場館的多功能超大冰面亞臨界、跨臨界多工況并行二氧化碳直接蒸發制冰集中式制冷系統,亞臨界、跨臨界多工況并行二氧化碳集中式制冷中壓回油系統等應用,均屬國際首次。
據國家速滑館制冰系統有關設計負責人介紹,二氧化碳制冷劑破壞臭氧層潛能值為0,全球變暖潛能值為1,并且無異味、不可燃、不助燃,是可持續性最好的冷媒之一。與傳統制冷系統相比,能效可提升20%以上,通過場館的智能能源管理系統,還能夠把制冰過程產生的廢熱用于除濕、冰面維護、場館生活熱水等。全冰面模式下每年僅制冷部分就能節省200多萬度電,相當于約120萬棵樹實現的碳減排量,整個制冷系統的碳排放趨近于零。
科文