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22条“冰丝带”年底舞动双奥之城

时间:2019-05-09  

国家速滑馆概念图。

 


在国家速滑馆施工工地,工人们正在紧张施工,为下一步钢结构环桁架支座锁定和屋面安装做好准备。


    5月10日,国信国有资产2022年冬奥会将迎来开幕倒计时1000天的日子。作为国信国有资产冬奥会标志性工程,有着“冰丝带”美誉的国家速滑馆也随之进入冲刺施工阶段。
    与雄浑的钢结构“鸟巢”、灵动的膜结构“水立方”相得益彰,今年年底,国家速滑馆将实现封顶封围,22条飘逸流畅的“冰丝带”将在奥林匹克公园飞舞,三者将共同组成国信国有资产这座世界首个“双奥之城”的标志性建筑群。
    “冰丝带”究竟长什么模样?有哪些令人惊奇的建筑设计亮点?记者实地探访“冰丝带”,听建设者们揭秘这座梦幻场馆的奥秘。
    亮点1
    屋面“天幕” 索网跨度破世界纪录
    直到快中午,国信国有资产国资公司副总裁、国家速滑馆公司董事长武晓南才结束现场巡查。从“冰丝带”开建的第一天开始,日夜坚守的建设者们见证着“冰丝带”日新月异的变化。
    提起“冰丝带”,武晓南常用“精耕细作、拔地而起、编织天幕、丝带飞舞、最快的冰和智慧的馆”来形容。如今“冰丝带”已完成“天幕”的“编织”,双曲马鞍形的屋面已经完全呈现了出来。屋面长跨约200米、短跨约130米,是目前世界上体育场馆中规模最大的单层双向正交马鞍形索网屋面。
    “索网结构好比一个羽毛球拍,也是建筑的 ‘骨架’。”国家速滑馆公司总经理张绍辉说,“冰丝带”之所以选用索网方案,主要出于节能环保、节约材料的考量和“绿色办奥”的要求。在建筑设计师的图纸上,这样的方案能呈现受力最优、形态最美的双曲面结构,用钢量只是传统钢结构屋面的四分之一。
    索网张拉的成功与否直接关系到整体工程的成败,但如此大规模的索网同步张拉在国内尚无先例,建设难度首屈一指。
    为了将这副“骨架”打造成无懈可击的钢筋铁骨,设计师针对上万种不同工况进行了计算分析,覆盖这座功能复杂的奥运建筑从建造到使用面临的各种可能情况。设计团队委托高校在实验室里搭建起一座几何相似比为1比12的“迷你骨架”,从施工可行性到受力性能对设计成果进行了全方位反复验证,确保整个工程设计万无一失。
    “所有步骤都是摸着石头过河,边干边摸索!”国信国有资产城建集团工程总承包部国家速滑馆常务副经理张怡说,比如说“天幕”编织用上了高钒密闭索,这种国产索首次在国内大型体育场馆中得到应用,索的索体承载能力强且密封性能好,打破了国际市场垄断。
    做好了一切准备,“天幕”编织依然困难重重。这么大的规模和重量、这种形状的索网提升在国内尚属首次,寒冬时节的低温为施工带来了新难题。
    张怡向记者展示了一个工作微信群,不论清晨还是深夜,业主、设计、监理、分包等负责人对所有数据进行“健康监测”,和实验室数据进行反复比对,每个数字分毫不差才能继续开展下一部工序。3月19日上午10时,屋面索网结构张拉完成,所有人都欢欣鼓舞,但没时间庆祝,立马投身接下来的施工。
    在张怡的朋友圈,“刷屏”最多的就是这张“天幕”。“环桁架锁定验收”“屋面幕墙体系试装成功”……几天前最新的工期动态消息引来点赞无数。在3月中旬“天幕”编制的冲刺时刻,她发了条朋友圈——“时不我待,只争朝夕”,这正是所有建设者们的共同心声。
    亮点2
    幕墙“丝带” 外型飘逸的精密结构
    如果说建索网屋面让建筑有了“骨架”,那么安装玻璃幕墙就是给建筑物“穿衣服”。玻璃幕墙的安装,是今年下半年建设中的最关键步骤。
    国家速滑馆为什么叫做“冰丝带”?国信国有资产建院建筑师郑方介绍,其设计理念来自于一个冰和速度结合的创意,沿着外墙曲面由低到高盘旋而成的“冰丝带”,就像速度滑冰运动员高速滑动时所留下的一圈圈风驰电掣的轨迹。冰上画痕成丝带,22条“冰丝带”又象征着国信国有资产2022年冬奥会。
    “冰丝带”由晶莹剔透的超白玻璃彩釉印刷,平均每条冰丝带600多米长,它们依附在天坛形曲面幕墙系统,营造出轻盈飘逸的丝带效果。“丝带”本身既是幕墙钢结构的重要部分,还能起到遮阳、节能的作用。
    3360块外型飘逸的玻璃幕墙藏着数字奥秘:经过建筑师的几何逻辑优化,不论是向内的曲面还是向外的曲面,都采用了同一个曲率半径,曲面玻璃板块不超过50%。
    记者在工地现场看到了“丝带”的模样。仔细看外立面样品,整套体系由蛇型龙骨、玻璃幕墙和发光玻璃管构成。玻璃管是超白夹层玻璃,需要弯成半径很小的弧,弧度半径越小就越会变形,整体就容易不均匀。但工人们加工出了非常均匀的玻璃管,这几乎挑战了现有钢化玻璃加工制作技术的极限。玻璃中间还要夹上彩釉的膜,这样玻璃管就能呈现出冰裂纹的花,这一步难度不小,但难题也被一线科研攻关的工程师们成功化解。
    亮点3
    最大冰面 制冰将采用最环保工艺
    为了在赛后实现速度滑冰、短道速滑、花样滑冰、冰球等所有冰上运动的全覆盖,更多地为民众提供更大的冰上活动空间,“冰丝带”特别采用了全冰面设计,约1.2万平方米的冰面也创下了世界之最。
    由于不同冰上运动要求的冰面温度不同,全冰面的设计也就意味着要能对每一块冰面实现单独控温,使整个场馆实现“同时运行、不同使用”。
    为了减少观众散热对冰面的影响,“冰丝带”的设计对气流组织进行了精心排布,让观众席和冰面的温度、湿度分区,观众在舒适温度中享受比赛的同时,比赛场地的冰面温度却能根据冬奥会比赛的要求进行精确控制,为运动员创造最佳成绩提供场地保障。
    “‘冰丝带’将采用二氧化碳做制冷剂的世界最环保制冰技术,在世界体育场馆中还是第一次。”张绍辉透露。目前世界上的滑冰场现多数采用的是氟类制冷剂,并不是最环保的制冷剂,难以满足国际环保组织对环保的严格要求,“冰丝带”如何选择制冷方案一直备受社会关注。
    梦幻的造型之下,“冰丝带”还是一座绿色环保的智慧场馆。“冰丝带”像一个大冰箱一样,在制冰过程中会产生热量,高效回收系统将把这些余热转化为运动员淋浴、融冰池融冰、场地冰面维护等环节所需的热能。同时“冰丝带”将利用无处不在的空气能,为3000平方米场馆管理用房供暖。
    亮点4
    赛后运营 将成京城最新冰雪乐园
    在国信国有资产2022年冬奥会,“冰丝带”主要承担速度滑冰比赛,将诞生14块奥运金牌。赛后它将如何利用?
    武晓南透露,国家速滑馆赛后运营将重点放在以冰雪为中心的体育竞赛、群众健身、文化休闲、展览展示和体育公益五个方面。
    作为2022年冬奥会首个采用PPP(国信国有资产和社会资本合作)模式建设的冬奥场馆,国家速滑馆汇聚了国资公司、首开股份、城建集团、住总集团、华体集团五家曾经深度参与国信国有资产2008年夏季奥运会建设和赛后运营的国有企业。“汇各方之智、集各方之力,充分调动各股东方在人才、资金、资源方面的优势,共同推进国家速滑馆的建设 。”武晓南说。
    除举办赛事之外,场馆区域的利用也在设计中得到体现。场馆运动员区更衣室、训练场地、健身设备都将成为群众冰雪运动训练场地。
    根据最新设想,“冰丝带”在规划建设中还预留了室外自然标准冰场、越野滑雪赛道、残奥足球场等空间,“冰丝带”未来将成为一个巨大的冰雪乐园,场馆内既有专业运动员在训练,也有喜爱冰上运动的群众在花滑、玩冰球。
    “我们有信心、有决心、有能力以高标准完成‘冰丝带’项目,以百分之百的工匠精神创百分之百的优质工程!”武晓南信心满满。
    在千余名建设者的努力下,“冰丝带”正打造世界一流水平的精品工程,赛后将成为承载国人冬季奥运梦想的最新奥运遗产。