冰絲帶如何創(chuàng)世界體育場(chǎng)館之最

制冰技術(shù)最先進(jìn)最環(huán)保 屋面設(shè)計(jì)采用世界上規(guī)模最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)

10月底，國(guó)家體育場(chǎng)、國(guó)家速滑館、國(guó)家游泳中心這三座北京“雙奧之城”的標(biāo)志性場(chǎng)館首次集體亮燈，本報(bào)為此開(kāi)設(shè)了冬奧場(chǎng)館巡禮專(zhuān)欄。4日，北青報(bào)記者走訪了國(guó)家速滑館“冰絲帶”，全方位地了解了這座新時(shí)代場(chǎng)館的建造及設(shè)施。國(guó)家速滑館是北京2022年冬奧會(huì)標(biāo)志性場(chǎng)館，冬奧會(huì)時(shí)將承擔(dān)速度滑冰比賽，在此將誕生14塊金牌。冬奧會(huì)期間，國(guó)家速滑館將為觀眾帶來(lái)最佳的觀賽體驗(yàn)。

國(guó)家速滑館位于中軸線北端，南臨國(guó)家網(wǎng)球中心，西臨林萃路，東臨奧林西路。國(guó)家速滑館于2018年1月22日開(kāi)工，2020年12月30日完工。據(jù)北京市重大項(xiàng)目建設(shè)指揮部辦公室城區(qū)場(chǎng)館建設(shè)處處長(zhǎng)黃暉介紹，國(guó)家速滑館無(wú)論是建造技術(shù)還是建設(shè)速度，均體現(xiàn)了我國(guó)當(dāng)前建筑行業(yè)的最高水平，多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)造了世界體育場(chǎng)館之最。

建筑亮點(diǎn)最多

富含新技術(shù)新理念的場(chǎng)館

國(guó)家速滑館堪稱(chēng)“最”字最多的冬奧會(huì)場(chǎng)館之一。2020年5月，國(guó)家速滑館斬獲2019年度中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的最高工程大獎(jiǎng)——“中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)年度杰出工程大獎(jiǎng)”：它采用了雙曲面馬鞍形單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)屋面設(shè)計(jì)，是目前世界上規(guī)模最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)屋面體育館；它采用了全冰面設(shè)計(jì)，是目前亞洲最大的冰面……

黃暉介紹，其主場(chǎng)館建筑面積約8萬(wàn)平方米，高度33米，能容納約12000名觀眾。外形上，國(guó)家速滑館由 22條晶瑩美麗的“絲帶”狀曲面玻璃幕墻環(huán)繞，因此又被稱(chēng)為“冰絲帶”，與雄渾的鋼結(jié)構(gòu)“鳥(niǎo)巢”、靈動(dòng)的膜結(jié)構(gòu)“水立方”相得益彰, 共同組成北京這座世界首個(gè)“雙奧之城”的標(biāo)志性建筑群。

國(guó)家速滑館還是一座富含新時(shí)代新技術(shù)新理念的場(chǎng)館。例如：采用了“PPP”運(yùn)營(yíng)模式，政府僅用28.9%的財(cái)政資金，形成了投資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、賽事經(jīng)紀(jì)一體的運(yùn)營(yíng)模式，確保國(guó)家速滑館冬奧會(huì)后25年仍然能夠可持續(xù)發(fā)展，為奧運(yùn)場(chǎng)館的可持續(xù)利用提供了一個(gè)嶄新的“北京方案”。

最快的冰

著眼于賽后可持續(xù)利用

國(guó)家速滑館采用了全冰面設(shè)計(jì)，冰面面積約1.2萬(wàn)平方米，是目前亞洲最大的冰面。國(guó)家速滑館還是全世界最大的采用二氧化碳跨臨界直冷制冰系統(tǒng)的冰面，也是全球首個(gè)采用二氧化碳跨臨界直冷制冰的冬奧場(chǎng)館。據(jù)介紹，這項(xiàng)技術(shù)是目前世界上最環(huán)保的制冰技術(shù)，碳排放趨近于零；同時(shí)也是最先進(jìn)的制冰技術(shù)，冰面溫差可控制在0.5℃以?xún)?nèi)。這樣制冷不僅相比較傳統(tǒng)方式效能提升20%以上，而且制冷非常均勻，不會(huì)出現(xiàn)各個(gè)部位溫度不一樣、冰面硬度不均勻的情況。溫差越小，冰面的硬度越均勻，冰面越平整，也就越有利于滑行，“最快的冰”的美譽(yù)也由此而來(lái)。

值得一提的是，國(guó)家速滑館將制冷產(chǎn)生的余熱用于運(yùn)動(dòng)員生活熱水等，一年可節(jié)省約200萬(wàn)度電。此外，其充分考慮賽后利用，采用全冰面設(shè)計(jì)，可為多種需求的群眾性健身提供硬件支撐。

國(guó)家速滑館公司制冰系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人馬進(jìn)介紹，國(guó)家速滑館冰面采用分模塊控制單元，類(lèi)似于一個(gè)溫度不同的“九宮格”，可以將冰面劃分為若干區(qū)域，根據(jù)不同項(xiàng)目分區(qū)域、分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制冰，可同時(shí)開(kāi)展冰球、速度滑冰、花樣滑冰、冰壺等所有群眾性冰上運(yùn)動(dòng)，著眼于服務(wù)賽后可持續(xù)利用。

最智能場(chǎng)館

為觀眾提供全方位觀賽服務(wù)

在冬奧會(huì)賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)員和觀眾在場(chǎng)館內(nèi)還將享受到系列智慧服務(wù)。“我們研發(fā)的場(chǎng)館聯(lián)盟APP已經(jīng)在測(cè)試賽中得到了測(cè)試。這款A(yù)PP將集成鳥(niǎo)巢、水立方、國(guó)家速滑館等多個(gè)場(chǎng)館信息，觀眾在手機(jī)上可以享受到全方位的觀賽服務(wù)。”國(guó)家速滑館公司副總經(jīng)理、總工程師李久林介紹。

通過(guò)下載這款A(yù)PP,進(jìn)入場(chǎng)館后，觀眾可享受到場(chǎng)館內(nèi)定位導(dǎo)航、多語(yǔ)言翻譯等服務(wù)，還可以了解到比賽項(xiàng)目和運(yùn)動(dòng)員信息。同時(shí)，通過(guò)5G等技術(shù)讓觀眾裸眼即可實(shí)時(shí)多角度觀賽，看到現(xiàn)場(chǎng)和大屏幕上無(wú)法展示的運(yùn)動(dòng)員比賽細(xì)節(jié)。（記者 傅辰林 常偉琦）

探訪

79對(duì)鋼索織就“天幕”

經(jīng)過(guò)了三年的建設(shè)期，國(guó)家速滑館“冰絲帶”已經(jīng)巍然屹立。4日，在國(guó)家速滑館內(nèi)，北青報(bào)記者看到，完成測(cè)試賽的國(guó)家速滑館已經(jīng)撤去了冰面，安裝上了紅色網(wǎng)格，進(jìn)行燈光等系統(tǒng)的調(diào)試。看臺(tái)區(qū)的休息室以及場(chǎng)館內(nèi)的衛(wèi)生間都進(jìn)行了保潔，看上去非常干凈。

國(guó)家速滑館公司副總經(jīng)理、總工程師李久林介紹，索網(wǎng)結(jié)構(gòu)屋面設(shè)計(jì)、曲面幕墻以及“最快的冰”均是場(chǎng)館的建設(shè)亮點(diǎn)。

國(guó)家速滑館采用了雙曲面馬鞍形單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)屋面設(shè)計(jì)，是目前世界上規(guī)模最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)屋面體育館。國(guó)家速滑館采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠極大地節(jié)約材料，用鋼量?jī)H為傳統(tǒng)屋面的四分之一。速滑館建設(shè)團(tuán)隊(duì)親切地將這張索網(wǎng)稱(chēng)為“天幕”。“編織天幕”的過(guò)程可以簡(jiǎn)單理解為，有一個(gè)巨大的羽毛球拍“繃”在了場(chǎng)館的上方，只不過(guò)這個(gè)球拍不是由樹(shù)脂纖維而是粗大的鋼索編織而成，不是平面而是馬鞍形，類(lèi)似一個(gè)“薯片形”。因此，其建設(shè)難度可想而知。

在場(chǎng)館內(nèi)一個(gè)鋼索模型前，李久林向北青報(bào)記者介紹，建設(shè)者使用49對(duì)承重索和30對(duì)穩(wěn)定索（共79對(duì)鋼索）編織成長(zhǎng)跨198米、短跨124米的索網(wǎng)狀屋面，之后再鋪設(shè)單元模塊，“這就仿佛在索網(wǎng)上安放一個(gè)個(gè)小桌子，最后形成一個(gè)大桌面，呈現(xiàn)一體的效果。”

為營(yíng)造出輕盈飄逸的絲帶效果，國(guó)家速滑館外立面由3360塊曲面玻璃單元拼裝而成，通過(guò)機(jī)械配合工人操作，嚴(yán)絲合縫地嵌入160根S形鋼龍骨打造的框架中。曲面幕墻所使用的玻璃，每塊尺寸、曲面弧度都不相同，全部在工廠定制、現(xiàn)場(chǎng)安裝。

這種創(chuàng)新型“冰絲帶”狀曲面玻璃幕墻，其設(shè)計(jì)靈感來(lái)自冰雪運(yùn)動(dòng)與速度的結(jié)合，盤(pán)旋的“冰絲帶”象征著速度滑冰運(yùn)動(dòng)員高速滑進(jìn)時(shí)冰刀留下的軌跡，同時(shí)22條“冰絲帶”又象征著在2022年舉辦北京冬奧會(huì)。

“冰絲帶”外觀給人靈動(dòng)干凈的觀感，其內(nèi)部的設(shè)計(jì)也是“清水出芙蓉”的感覺(jué)。在“冰絲帶”內(nèi)部看臺(tái)區(qū)，北京城建集團(tuán)國(guó)家速滑館工程項(xiàng)目經(jīng)理李少華指著混凝土顏色的看臺(tái)向北青報(bào)記者介紹，項(xiàng)目將國(guó)家速滑館混凝土灌注樁的廢舊樁頭再生加工為骨料用于預(yù)制看臺(tái)板中， 既節(jié)約了材料，也使得看臺(tái)呈現(xiàn)混凝土的“清水”效果。

此外，國(guó)家速滑館為保證預(yù)制看臺(tái)的成形效果，將看臺(tái)板直接加工成弧形，將冰絲帶的“絲帶”玲瓏感帶入到場(chǎng)館內(nèi)部，內(nèi)外呼應(yīng)，形成極好的觀感。

中建八局項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)向本報(bào)記者獨(dú)家揭秘鳥(niǎo)巢改造

五層銀灰“底妝” 鳥(niǎo)巢“美顏”換新

4日，中建八局國(guó)家體育場(chǎng)“鳥(niǎo)巢”改造工程總工隋沿輝向北京青年報(bào)記者獨(dú)家揭秘了鳥(niǎo)巢換新的過(guò)程。2008年“出生”的鳥(niǎo)巢經(jīng)過(guò)十余年的風(fēng)吹日曬，鋼結(jié)構(gòu)表層漆面出現(xiàn)了局部斑駁老化的現(xiàn)象，為此，中建八局團(tuán)隊(duì)為鳥(niǎo)巢打了五層銀灰色漆“底妝”，10月28日改造完成后的鳥(niǎo)巢煥然一新，還新增了對(duì)觀眾更加友好的無(wú)障礙設(shè)施以及觀賽服務(wù)設(shè)施，為觀眾觀賽打造了良好的環(huán)境。

采用最適合的“妝面底漆”

此次國(guó)家體育場(chǎng)場(chǎng)館改造，主要對(duì)無(wú)障礙設(shè)施系統(tǒng)、景觀照明系統(tǒng)、觀眾服務(wù)設(shè)施系統(tǒng)及其他設(shè)施設(shè)備系統(tǒng)等四大方面共計(jì)37個(gè)分項(xiàng)進(jìn)行提升，以滿(mǎn)足冬奧會(huì)開(kāi)閉幕式活動(dòng)和場(chǎng)館的可持續(xù)發(fā)展需求。在改造升級(jí)過(guò)程中，中建八局作為施工總承包參與了鋼架構(gòu)外立面翻新、雨水循環(huán)系統(tǒng)、溫水直飲水、無(wú)障礙衛(wèi)生間等項(xiàng)目的改造。目前，改造工作已經(jīng)全面完工，正在進(jìn)行細(xì)節(jié)提升工作。

4日，北青報(bào)記者看到，改造后的鳥(niǎo)巢仿佛剛剛竣工的新建筑，銀灰色主體在陽(yáng)光照射下光彩熠熠，翻新的紅墻在灰色鋼結(jié)構(gòu)的映襯下也更顯鮮艷。

讓13歲的鳥(niǎo)巢換新并不容易。此次鳥(niǎo)巢鋼架構(gòu)外立面翻新改造面積約10萬(wàn)平方米，包含22個(gè)單項(xiàng)內(nèi)容。同時(shí)，在建筑外層鋼架構(gòu)外立面上的氟碳漆多處出現(xiàn)了老化現(xiàn)象。“我們最主要的工作是挑選適合鳥(niǎo)巢‘膚色’的底漆為它‘補(bǔ)妝’，以最大程度地減少色差。” 隋沿輝介紹，為了完成這一任務(wù)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)先讓工廠調(diào)出了三種顏色的漆，然后在鳥(niǎo)巢表面進(jìn)行小范圍實(shí)驗(yàn)，確定了顏色最接近的一種漆后，工廠據(jù)此再次調(diào)配，制成了兩種色號(hào)的漆，最終經(jīng)過(guò)比對(duì)，確定了一種，作為鳥(niǎo)巢的“底妝”顏色。

鳥(niǎo)巢外部結(jié)構(gòu)的頂面平面整體翻新和屋頂鋼梁側(cè)立面、四周立面點(diǎn)狀修補(bǔ)工作，包含多道工序。僅在基層修補(bǔ)找平后的刷漆工序中，就有底漆、封閉漆、中間漆、銀灰色金屬氟碳漆、氟碳罩面漆五道程序，經(jīng)過(guò)一層一層的處理，鳥(niǎo)巢又煥發(fā)出新的光彩。

疏通鳥(niǎo)巢“毛細(xì)血管”

在改造完成的鳥(niǎo)巢面前，還能看到數(shù)不清的管道，它們正是鳥(niǎo)巢的虹吸雨水管道系統(tǒng)。虹吸雨水管道位于兩層膜結(jié)構(gòu)間，并不是一個(gè)水平的結(jié)構(gòu)，操作起來(lái)極其不易。隋沿輝表示，對(duì)此項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)逐一排查，統(tǒng)計(jì)漏點(diǎn)，總共發(fā)現(xiàn)了53處漏點(diǎn)，并進(jìn)行了統(tǒng)一修復(fù)。

通過(guò)搭設(shè)異形腳手架作為施工作業(yè)平臺(tái)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇受力點(diǎn)與拉結(jié)點(diǎn)，進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)以確保安全，最終完全修復(fù)了鳥(niǎo)巢的“毛細(xì)血管”，恢復(fù)了虹吸雨水管道系統(tǒng)的功用。據(jù)了解，這套虹吸雨水管道系統(tǒng)將更好地發(fā)揮作用，收集到的雨水可用于綠化、沖廁所，甚至沖洗跑道等。

增設(shè)溫水直飲水系統(tǒng)

改造后的鳥(niǎo)巢也將更符合現(xiàn)今的觀賽需求，尤其是符合冬奧會(huì)的觀賽需求。比如，為讓鳥(niǎo)巢具備冬季溫水供應(yīng)能力，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在原有直飲水系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，在1、2、5、6層原飲水臺(tái)處設(shè)置溫水直飲水系統(tǒng)，并增加有納濾工藝的直飲水機(jī)128臺(tái)。

為解決衛(wèi)生間熱水盆熱水供應(yīng)問(wèn)題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在增加電熱水器的同時(shí)升級(jí)改造采暖溫控器，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控溫、節(jié)能降耗，保證場(chǎng)館室內(nèi)溫度的舒適恒定。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還改造了現(xiàn)有場(chǎng)館的101間無(wú)障礙衛(wèi)生間，以及普通衛(wèi)生間里的100個(gè)殘障人士友好廁位，調(diào)整原有無(wú)障礙設(shè)施安裝高度，增加了兒童馬桶墊圈、墊腳凳、柔性護(hù)角條等個(gè)性化設(shè)施。

此外，場(chǎng)館東北側(cè)還增加了無(wú)障礙坡道，新增加的無(wú)障礙坡道呈現(xiàn)Z字形，總長(zhǎng)為87米，寬度為1.8米，可以滿(mǎn)足兩臺(tái)輪椅并行通過(guò)，方便殘障人士出行。（記者 劉洋）