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2021年09月22日 星期三
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冬奥场馆建设采用了哪些“黑科技”

  截至目前,北京2022年冬奥会和冬残奥会场馆三大赛区12个竞赛场馆永久性设施基本完工,承担开闭幕式的国家体育场“鸟巢”,将于今年10月改造完成。今年10月起,北京冬奥组委将陆续组织进行15项测试活动。蓝图变为现实背后,是工匠们2000多个日夜的拼搏奋战,是无数项攻坚克难的专利设计。

  “冰丝带”:世界上大索网屋面全部实现数字化生产拼装

  长200米、宽130米的大跨度屋顶,是有着“冰丝带”之称的国家速滑馆建设中面临的首要难点。不同于一般建筑,其屋顶为不规则马鞍形,是目前世界体育场馆中规模最大的单层双向正交马鞍形索网屋面,碗状看台顶部周圈环桁架上的钢索网结构,最大跨度达到198米×124米,但用钢量仅为传统屋面的四分之一。

  北京城建集团国家速滑馆工程总承包部项目经理李少华介绍,由于索网屋面的空间形态非常复杂,张拉以后每一个“方格”空间形态都不一样,因此填充的每一块单元体尺寸也不同,需要通过实测得到数据后再进行加工定制。

  而这背后,离不开建筑数字信息BIM系统。“冰丝带”上至8500吨的钢结构,下到每一块形状各异的幕墙玻璃、弧度各异的看台,都实现了数字化,在工厂进行精密生产和预制,在现场精准拼装。

  雪车雪橇赛道:1.9公里混凝土一次喷射浇筑成型

  雪车雪橇是冬奥会中速度最快的项目,专业性强、危险性高,因此对场地要求非常苛刻。

  场地位置向阳,阳光直射会影响冰面质量,怎么办?项目团队研发出一套独特的地形气候保护系统,赛道遮阳棚结合赛道形状、地形等,实现了传统木结构与现代钢结构的完美结合,有效保护了赛道冰面,也最大限度降低了能源消耗。延庆赛区的雪车雪橇赛道是半U形混凝土浇筑结构,混凝土里预埋误差不超过5毫米的冷凝管,通过在表面制冰最终形成赛道。看似并不复杂,但1.9公里长的赛道浇筑要一气呵成,一次成型很难,各种弯度、各种落差交织在一起,更是难上加难。建设团队走自主创新之路,1.9公里赛道混凝土一次性喷射浇筑成型。

  二氧化碳制冰技术:制冷系统碳排放近乎零

  在国家速滑馆,场馆的多功能超大冰面亚临界、跨临界多工况并行二氧化碳直接蒸发制冰集中式制冷系统,亚临界、跨临界多工况并行二氧化碳集中式制冷中压回油系统等应用,均属国际首次。

  据国家速滑馆制冰系统有关设计负责人介绍,二氧化碳制冷剂破坏臭氧层潜能值为0,全球变暖潜能值为1,并且无异味、不可燃、不助燃,是可持续性最好的冷媒之一。与传统制冷系统相比,能效可提升20%以上,通过场馆的智能能源管理系统,还能够把制冰过程产生的废热用于除湿、冰面维护、场馆生活热水等。全冰面模式下每年仅制冷部分就能节省200多万度电,相当于约120万棵树实现的碳减排量,整个制冷系统的碳排放趋近于零。

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