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科技大招讓“水立方”變身“冰立方”

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2019
07/31
科技日報
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7月30日,記者走進正在緊鑼密鼓改造中的國家游泳中心(“水立方”),只見場館正中巨大混凝土方塊猶如“骨架”將泳池覆蓋,隨著最后一塊預制混凝土板安裝完成,“水立方”圓滿實現泳池向冰場轉換結構的施工。

作為2008年北京奧運會標志性場館之一,“水立方”將在北京2022年冬奧會和冬殘奧會期間再次擔綱重要角色——變身“冰立方”,成為承接冰壺和輪椅冰壺比賽項目的場館。據說,其中研發的可拆卸支撐體系在冬奧會史上堪稱世界首例。那么,究竟運用了哪些科技大招,生動踐行“綠色、共享、開放、廉潔”的奧運理念?

大膽創新 將在奧運游泳館賽冰壺

“要直接把它從一個夏奧場館改造成冬奧場館,這在建筑歷史上鮮有先例,其難度可想而知。”國家游泳中心“冰水轉換”設計總負責人孫衛華表示。

在奧運游泳館內進行冰壺比賽是“水立方”團隊大膽創新的結果。國家游泳中心總經理楊奇勇介紹說,“冰立方”將在保有“水立方”水上功能的基礎上新增冰上功能,即在比賽大廳中部通過搭建可轉換結構及安裝可拆裝制冰系統,形成具有4條標準賽道的冰壺場地。憑借這套可拆卸的制冰體系,將來“水立方”同時擁有水上功能和冰上功能,制冰設備和冰層拆除后,冰場即可還原為泳池。按照計劃,未來春夏秋三個季節“水立方”將用于水上活動,冬天則用于冰上活動。

據介紹,在改造過程中可拆卸的鋼結構是泳池向冰場轉換的基礎。鋼結構必須輕便,能夠快拆快裝,同時還要保證強度。在鋼結構上方是一層預置混凝土板塊,再上面是防水層和制冰管道層,管道層上面再鋪冰,形成冬奧會冰壺比賽所嚴格要求的冰面。

而支撐冰面可轉換的鋼結構,由2600根3米高、2米長的薄壁H型特制鋼材搭建而成,每根梁柱都有柱腳,之間的連接點裝有可拆卸高強度螺絲,確保鋼架緊固結實。

“鋼架上方鋪設的是1500塊1米見方、厚度達100毫米的預制混凝土板。在預制混凝土板安裝過程中,每名工人需使用卡尺進行精密微調,把‘水立方’冰水轉換結構的總誤差控制在毫米級。”“水立方”總經理助理賈宇告訴記者。

“接下來我們將進行保溫層、防水層、冰排等的鋪設。”賈宇說,按照施工計劃,預計今年10月完成冰壺比賽場地FOP區體育照明、場地及制冰系統、空調系統改造,今年12月,預計“冰立方”將正式與公眾見面,開展首場冰壺比賽。

多管齊下 營造冬奧比賽完美環境

除了將“水”變“冰”,營造冬奧比賽完美環境更是非常重要。

據介紹,“水立方”聯合設計單位、清華大學、哈爾濱工程大學等各方先期開展了科研論證,重點研究了改造工程涉及的冰場可轉換結構體系、冰壺場地熱濕環境、冰壺場地體育照明、場館綜合節能和場館建筑聲學等5項具體課題。

據“水立方”南廣場項目副總工程師谷云寬介紹,本次“冰立方”改造運用了BIM技術,即開發了一套基于BIM系統的信息化管理平臺,按場館既有的建筑結構機電設施和此次改造施工圖任務進行建模,通過BIM可以實時掌握工程形象進度,改造完成后可實現對全場館的“網格化”和信息化管理。后續,場館將進一步推進實施基于5G的物聯網技術,更好地為運動員、觀眾、場館管理者提供智慧化服務。

此外,按照綠色建筑二星的標準設計實施,“冰立方”改造后的場館將更加節能環保。“此次‘水立方’增加了膜結構空腔自然通風,通過開啟頂部的空腔,夏季自然通風降溫,冬季蓄能降低場館熱耗。‘水立方’將利用空腔降溫技術,讓空腔夾層內的熱空氣向上流動并與室外空氣循環,以此可有效降低空腔溫度10℃。”楊奇勇告訴記者。

改造完成后的“冰立方”不僅功能增加,更將實現智能升級,全新的智能建筑管理系統將有效控制和監測場館室內的溫度、濕度、照明、聲學等變化,為冬奧冰壺比賽提供完美環境。

位于“水立方”南廣場地下的“冰立方”冰上運動中心,與冬奧會冰壺比賽場地改造工程同步開工建設,新建冰場包括1個標準的冰球場和兩條冰壺道。這個工程總建筑面積8221.3平方米,截至7月底,地下冰場基坑筏板混凝土澆筑基本完成,預計今年年底完成主體結構施工,2020年5月開始試運行。不僅可以為2022年冬奧會及冬殘奧會比賽相關運行提供保障服務,還能每年接待10萬多名冰上運動愛好者,感受到“奧運品質的冰”。

(科技日報北京7月30日電)

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