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“冰丝带”的科技风格

发布时间:2022-07-21  分类:北京房产  作者:admin  浏览:5082

游客参观国家速滑馆。新华社记者鞠焕宗摄游客在国家速滑馆体验滑冰。新华社记者鞠焕宗摄近日,北京冬奥会标志性场馆、唯一新建的冰上运动场馆冰丝带正式对外开放。在北京冬奥会上,各国运动员多次刷新世界纪录和奥运会新纪录。高实现了中国冬奥会男子速滑金牌“零的突破”。除了与“最快的冰”亲密接触,公众还可以在开放后的“冰丝带”中领略科技的神奇。对外开放期间,“冰带”立体展示了全球领先的二氧化碳跨临界直冷环保制冰技术和索网幕墙等创新硬件建设成果,彰显了绿色、高科技的冬奥会和北京“双奥运城市”的发展风格。北京城建集团总工程师、国家速滑博物馆总工程师李九霖在接受记者采访时表示,“冰丝带”是在场馆规划设计时,为满足所有冰上运动的需求而设计的。科研团队从设计理念、工艺、选材、施工技术等方面对北京信息进行了创新和突破。“冰带”将成为集体育赛事、群众健身、文化休闲、会展、社会公益于一体的多功能体育场。创新的制冰技术进入了“冰带”,见证了多项新纪录的冰面最受游客欢迎。据统计,“冰带”开放第一天,仅上午进入的游客就有近千名体验了冰。李九林说,在整个研究和建造过程中,建造团队始终把“最快出冰”作为最重要的目标。“影响‘最快冰’的因素很多,其中一个很重要的因素就是冰面的质量和温差。”李九林说,在“冰带”制冰过程中,施工队采用了多项技术,包括首次研发应用二氧化碳跨临界直接冷却制冰系统。“最早的设计采用了使用R507制冷剂和乙二醇制冷剂的制冰系统。这项技术和国际上常用的制冰技术是一样的。后来,围绕‘最快的冰’和绿色低碳的目标,二氧化碳跨临界直冷制冰系统被革新。这套制冰系统不仅将节能环保的GWP(全球变暖潜势)从最初的近4000降到了1,还控制了冰温。”李九林说,为了让“冰带”冰得更快更好,团队还采取了很多措施,比如将激光扫描与建筑信息模型进行比对,检查并确保冰场下方12万米的不锈钢制冰管道位置准确,让冰温更加均匀。为了保证冰板混凝土的平整度,采用了激光测量技术,使12000平方米冰场的平整度偏差从原来的验收标准5毫米到最大3毫米。“整个冰场的温差原来的理论极限是0.26摄氏度,经过几次制冰试验达到了0.5摄氏度以下。当然,还有风速、湿度等一系列因素的控制,包括基于数字双场馆的室内环境精细控制,这些都有助于打造‘最快的冰’。”李九霖说。除了结冰的体验,游客还可以在“冰丝带”开放期间,按照场馆设计的路线,在场馆内外体验“冰丝带”的建筑之美。“冰丝带”的美首先在于它的外观。李九林说,“冰带”的建设注重绿色环保低碳的理念,采用高性能的结构体系,通过索网结构实现建造大跨度屋顶的目标,仅用几百吨的索就编织了一个大型场馆的屋顶。通过索充分发挥材料性能,使索网像网球拍一样扣在速滑馆屋顶上。“冰带”屋顶的“天篷”采用最大最平的椭圆形单层双层 目前国内大量工程采用了国产高铝封闭电缆,从价格到交货期都大大降低了材料。”李九林说道。如此复杂宏伟的索网是如何建成的?李久林介绍,团队做了大量的数字模拟,在电脑中模拟了整个过程,并在实验室进行了112的模型试验,模拟了电缆网络的施工过程。整个索网系统巧妙的拉伸成型,计算机控制这些设备实现同步拉伸。”在国家速滑馆建设期间和之后,我们通过1100个传感器监测数据。比如我们可以在屏幕上看到北京刮风下雪时整个屋顶的反应。”李九林说道。材料节能环保“冰丝带”,一个大玻璃房,会像玻璃棚一样夏热冬冷吗?时值盛夏,北京室外最高气温超过35摄氏度。在阳光明媚的中午,“冰带”会场依然很凉爽。“冰带”冬暖夏凉,离不开水波流动般的玻璃幕墙的“保护”。李九林说,“冰带”以四层中空玻璃夹胶为材料,达到节能环保的建筑效果,再结合场馆内的遮阳和自然通风系统,达到节能环保的目的。每到夜幕降临,“冰带”外的玻璃幕墙便熠熠生辉。李九霖说,如何实现优雅灵动的建筑效果,其实就是如何兼顾曲面玻璃的诸多方面。”在设计上,我们通过平板曲面玻璃的耦合分析,让所有玻璃的弧度都一样。通过曲面玻璃与平板玻璃的结合,降低工程施工难度,从而达到优雅灵动的施工效果。“李九林介绍,团队还对保温和光污染问题做了非常细致的研究,既达到了建筑效果,又节能环保。”在场馆搭建安装玻璃的时候,我们也做了很多技术工作,包括数字模型。所有的实际结构和形状都通过激光扫描的方式扫描进来,再与玻璃单元板块贴合,最终达到优雅灵动的建筑效果,既达到了三星级节能环保的建筑目标,又达到了建筑工艺美学的新高度。“打造智慧场馆”冰丝带就是智慧场馆。李九霖说“冰带”是用智能的方式建造的。”如混凝土建筑、看台、钢结构、索网、屋顶等。都是在工厂里造出来的,现场组装起来就像汽车一样。在这个过程中,应用了大量的自动化和智能化技术。”“比如钢圈桁架,一个8000多吨的钢结构,实际上是在距离场馆外部87米的地方‘拼接’而成,由电脑控制的爬行机器人推动桁架滑到场馆上。场馆内部的混凝土结构正在施工,外部的钢结构也在施工。两者同时完成了混凝土封顶。那边的钢结构完成了,由机器人滑过来安装到位,大大的节约了工期。”李久林说。除了建造实体场馆,科研团队还在计算机里同步建造数字场馆。李久林介绍,基于建筑信息模型技术,从设计施工到最后的交付,“冰丝带”从图纸变为现实的同时,还有一个跟它一模一样的数字速滑馆也“落成”了。在运行过程中,“冰丝带”上面有大量传感器。通过管理平台,各种数据实时传输到数字场馆上,实现数字孪生,对实体场馆进行精细调控。本文部分素材来自大型科普融媒体节目《人民冰雪·冰雪科技谈》