冰丝带如何创造世界体育场馆之最?

10月底,国家体育场、国家速滑馆、国家游泳中心这三座北京“双奥之城”的标志性场馆首次集体亮灯,本报为此开设了冬奥场馆巡礼专栏。昨天,北青报记者走访了国家速滑馆“冰丝带”,全方位地了解了这座新时代场馆的建造及设施。国家速滑馆是北京2022年冬奥会标志性场馆,冬奥会时将承担速度滑冰比赛,在此将诞生14块金牌。冬奥会期间,国家速滑馆将为观众带来最佳的观赛体验。

国家速滑馆位于中轴线北端,南临国家网球中心,西临林萃路,亚博登录网址首页东临奥林西路。国家速滑馆于2018年1月22日开工,2020年12月30日完工。据北京市重大项目建设指挥部办公室城区场馆建设处处长黄晖介绍,国家速滑馆无论是建造技术还是建设速度,均体现了我国当前建筑行业的最高水平,多项技术创造了世界体育场馆之最。

国家速滑馆堪称“最”字最多的冬奥会场馆之一。2020年5月,国家速滑馆斩获2019年度中国钢结构行业的最高工程大奖——“中国钢结构金奖年度杰出工程大奖”:它采用了双曲面马鞍形单层索网结构屋面设计,是目前世界上规模最大的单层双向正交马鞍形索网屋面体育馆;它采用了全冰面设计,是目前亚洲最大的冰面……

黄晖介绍,其主场馆建筑面积约8万平方米,高度33米,能容纳约12000名观众。外形上,国家速滑馆由22条晶莹美丽的“丝带”状曲面玻璃幕墙环绕,因此又被称为“冰丝带”,与雄浑的钢结构“鸟巢”、灵动的膜结构“水立方”相得益彰,共同组成北京这座世界首个“双奥之城”的标志性建筑群。

国家速滑馆还是一座富含新时代新技术新理念的场馆。例如:采用了“PPP”运营模式,政府仅用28.9%的财政资金,形成了投资、建设、运营、赛事经纪一体的运营模式,确保国家速滑馆冬奥会后25年仍然能够可持续发展,为奥运场馆的可持续利用提供了一个崭新的“北京方案”。

国家速滑馆采用了全冰面设计,冰面面积约1.2万平方米,是目前亚洲最大的冰面。国家速滑馆还是全世界最大的采用二氧化碳跨临界直冷制冰系统的冰面,也是全球首个采用二氧化碳跨临界直冷制冰的冬奥场馆。据介绍,这项技术是目前世界上最环保的制冰技术,碳排放趋近于零;同时也是最先进的制冰技术,冰面温差可控制在0.5℃以内。这样制冷不仅相比较传统方式效能提升20%以上,而且制冷非常均匀,不会出现各个部位温度不一样、冰面硬度不均匀的情况。温差越小,冰面的硬度越均匀,冰面越平整,也就越有利于滑行,“最快的冰”的美誉也由此而来。

值得一提的是,国家速滑馆将制冷产生的余热用于运动员生活热水等,一年可节省约200万度电。此外,其充分考虑赛后利用,采用全冰面设计,可为多种需求的群众性健身提供硬件支撑。

国家速滑馆公司制冰系统设计负责人马进介绍,国家速滑馆冰面采用分模块控制单元,类似于一个温度不同的“九宫格”,可以将冰面划分为若干区域,根据不同项目分区域、分标准进行制冰,可同时开展冰球、速度滑冰、花样滑冰、冰壶等所有群众性冰上运动,着眼于服务赛后可持续利用。

在冬奥会赛时,运动员和观众在场馆内还将享受到系列智慧服务。“我们研发的场馆联盟APP已经在测试赛中得到了测试。这款APP将集成鸟巢、水立方、国家速滑馆等多个场馆信息,观众在手机上可以享受到全方位的观赛服务。”国家速滑馆公司副总经理、总工程师李久林介绍。

通过下载这款APP,进入场馆后,观众可享受到场馆内定位导航、多语言翻译等服务,还可以了解到比赛项目和运动员信息。同时,通过5G等技术让观众裸眼即可实时多角度观赛,看到现场和大屏幕上无法展示的运动员比赛细节。

经过了三年的建设期,国家速滑馆“冰丝带”已经巍然屹立。昨天,在国家速滑馆内,北青报记者看到,完成测试赛的国家速滑馆已经撤去了冰面,安装上了红色网格,进行灯光等系统的调试。看台区的休息室以及场馆内的卫生间都进行了保洁,看上去非常干净。

国家速滑馆公司副总经理、总工程师李久林介绍,索网结构屋面设计、曲面幕墙以及“最快的冰”均是场馆的建设亮点。

国家速滑馆采用了双曲面马鞍形单层索网结构屋面设计,是目前世界上规模最大的单层双向正交马鞍形索网屋面体育馆。国家速滑馆采用这种结构设计,能够极大地节约材料,用钢量仅为传统屋面的四分之一。速滑馆建设团队亲切地将这张索网称为“天幕”。“编织天幕”的过程可以简单理解为,有一个巨大的羽毛球拍“绷”在了场馆的上方,只不过这个球拍不是由树脂纤维而是粗大的钢索编织而成,不是平面而是马鞍形,类似一个“薯片形”。因此,其建设难度可想而知。

在场馆内一个钢索模型前,李久林向北青报记者介绍,建设者使用49对承重索和30对稳定索(共79对钢索)编织成长跨198米、短跨124米的索网状屋面,之后再铺设单元模块,“这就仿佛在索网上安放一个个小桌子,最后形成一个大桌面,呈现一体的效果。”

为营造出轻盈飘逸的丝带效果,国家速滑馆外立面由3360块曲面玻璃单元拼装而成,通过机械配合工人操作,严丝合缝地嵌入160根S形钢龙骨打造的框架中。曲面幕墙所使用的玻璃,每块尺寸、曲面弧度都不相同,全部在工厂定制、现场安装。

这种创新型“冰丝带”状曲面玻璃幕墙,其设计灵感来自冰雪运动与速度的结合,盘旋的“冰丝带”象征着速度滑冰运动员高速滑进时冰刀留下的轨迹,同时22条“冰丝带”又象征着在2022年举办北京冬奥会。

“冰丝带”外观给人灵动干净的观感,其内部的设计也是“清水出芙蓉”的感觉。在“冰丝带”内部看台区,北京城建集团国家速滑馆工程项目经理李少华指着混凝土颜色的看台向北青报记者介绍,项目将国家速滑馆混凝土灌注桩的废旧桩头再生加工为骨料用于预制看台板中,既节约了材料,也使得看台呈现混凝土的“清水”效果。

此外,国家速滑馆为保证预制看台的成形效果,将看台板直接加工成弧形,将冰丝带的“丝带”玲珑感带入到场馆内部,内外呼应,形成极好的观感。

昨天,中建八局国家体育场“鸟巢”改造工程总工隋沿辉向北京青年报记者独家揭秘了鸟巢换新的过程。2008年“出生”的鸟巢经过十余年的风吹日晒,钢结构表层漆面出现了局部斑驳老化的现象,为此,中建八局团队为鸟巢打了五层银灰色漆“底妆”,10月28日改造完成后的鸟巢焕然一新,还新增了对观众更加友好的无障碍设施以及观赛服务设施,为观众观赛打造了良好的环境。

此次国家体育场场馆改造,主要对无障碍设施系统、景观照明系统、观众服务设施系统及其他设施设备系统等四大方面共计37个分项进行提升,以满足冬奥会开闭幕式活动和场馆的可持续发展需求。在改造升级过程中,中建八局作为施工总承包参与了钢架构外立面翻新、雨水循环系统、温水直饮水、无障碍卫生间等项目的改造。目前,改造工作已经全面完工,正在进行细节提升工作。

昨天,北青报记者看到,改造后的鸟巢仿佛刚刚竣工的新建筑,银灰色主体在阳光照射下光彩熠熠,翻新的红墙在灰色钢结构的映衬下也更显鲜艳。

让13岁的鸟巢换新并不容易。此次鸟巢钢架构外立面翻新改造面积约10万平方米,包含22个单项内容。同时,在建筑外层钢架构外立面上的氟碳漆多处出现了老化现象。“我们最主要的工作是挑选适合鸟巢‘肤色’的底漆为它‘补妆’,以最大程度地减少色差。”隋沿辉介绍,为了完成这一任务,项目团队先让工厂调出了三种颜色的漆,然后在鸟巢表面进行小范围实验,确定了颜色最接近的一种漆后,工厂据此再次调配,制成了两种色号的漆,最终经过比对,确定了一种,作为鸟巢的“底妆”颜色。

鸟巢外部结构的顶面平面整体翻新和屋顶钢梁侧立面、四周立面点状修补工作,包含多道工序。仅在基层修补找平后的刷漆工序中,就有底漆、封闭漆、中间漆、银灰色金属氟碳漆、氟碳罩面漆五道程序,经过一层一层的处理,鸟巢又焕发出新的光彩。

在改造完成的鸟巢面前,还能看到数不清的管道,它们正是鸟巢的虹吸雨水管道系统。虹吸雨水管道位于两层膜结构间,并不是一个水平的结构,操作起来极其不易。隋沿辉表示,对此项目团队逐一排查,统计漏点,总共发现了53处漏点,并进行了统一修复。

通过搭设异形脚手架作为施工作业平台,根据现场实际情况选择受力点与拉结点,进行单独设计以确保安全,最终完全修复了鸟巢的“毛细血管”,恢复了虹吸雨水管道系统的功用。据了解,这套虹吸雨水管道系统将更好地发挥作用,收集到的雨水可用于绿化、冲厕所,甚至冲洗跑道等。

改造后的鸟巢也将更符合现今的观赛需求,尤其是符合冬奥会的观赛需求。比如,为让鸟巢具备冬季温水供应能力,项目团队在原有直饮水系统基础上进行改造,在1、2、5、6层原饮水台处设置温水直饮水系统,并增加有纳滤工艺的直饮水机128台。

为解决卫生间热水盆热水供应问题,项目团队在增加电热水器的同时升级改造采暖温控器,实现精准控温、节能降耗,保证场馆室内温度的舒适恒定。

项目团队还改造了现有场馆的101间无障碍卫生间,以及普通卫生间里的100个残障人士友好厕位,调整原有无障碍设施安装高度,增加了儿童马桶垫圈、垫脚凳、柔性护角条等个性化设施。

此外,场馆东北侧还增加了无障碍坡道,新增加的无障碍坡道呈现Z字形,总长为87米,宽度为1.8米,可以满足两台轮椅并行通过,方便残障人士出行。