世界人居

編者按

即將開幕的北京冬奧會(huì)將使北京成為全球首座“雙奧之城”。北京冬奧會(huì)在北京、延慶、張家口3個(gè)賽區(qū)布局25個(gè)場館,其中競賽場館12個(gè)、非競賽場館13個(gè)。冬奧會(huì)期間,7個(gè)大項(xiàng)、15個(gè)分項(xiàng)和109個(gè)小項(xiàng)的比賽將在12個(gè)競賽場館中舉行。

一座座飽含創(chuàng)意與極致挑戰(zhàn)的場館的崛起,凝聚著無數(shù)建設(shè)者的智慧和汗水。近日,《中國建設(shè)報(bào)》記者走近北京冬奧場館,了解場館建設(shè)中的新創(chuàng)意、新技術(shù),追尋建設(shè)者的動(dòng)人故事,以期展現(xiàn)托起冬奧盛會(huì)的“中國建造”力量。

作為2008年奧運(yùn)會(huì)的游泳場館,“水立方”搖身變?yōu)椤氨⒎健?成為2022年冬奧會(huì)冰壺比賽場館,堪稱“雙奧之城”中最耀眼的“雙奧場館”。這一精彩的“水冰轉(zhuǎn)換”,凝聚著成千上萬中國建設(shè)者的智慧和汗水。中建一局國家游泳中心冬奧會(huì)冰壺場館改造項(xiàng)目經(jīng)理劉軍便是其一。

結(jié)構(gòu)布陣 實(shí)現(xiàn)“水冰轉(zhuǎn)換”

從“水立方”到嬉水樂園,到APEC會(huì)議歡迎晚宴,再到“冰立方”,劉軍和他的團(tuán)隊(duì)參與了“水立方”的3次變身。對(duì)劉軍來說,這是他與“水立方”的“緣分”,也是他熟悉的“戰(zhàn)場”。2018年12月26日,“冰立方”冬奧會(huì)冰壺場館改造項(xiàng)目正式動(dòng)工。從“水立方”變?yōu)椤氨⒎健?僅僅多了“兩點(diǎn)”,但其中的難點(diǎn)無處不在。

與前兩次的改造不同,“水立方”的“水冰轉(zhuǎn)換”工程需要先抽干泳池內(nèi)的水,然后在泳池內(nèi)搭設(shè)可轉(zhuǎn)換架。

如何在泳池上搭建冰場結(jié)構(gòu)?這是劉軍和他的團(tuán)隊(duì)面臨的第一道難關(guān)。為此,他帶領(lǐng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)白天奔波于加工廠和試驗(yàn)場地尋找最合適的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體系,晚上便一頭扎到圖紙與方案設(shè)計(jì)中。終于,歷經(jīng)116天,編制了35個(gè)制作及施工方案,繪制了485張?jiān)O(shè)計(jì)圖并進(jìn)行了35次試驗(yàn)后,終于選定了綜合指標(biāo)最優(yōu)的鋼結(jié)構(gòu)支撐加混凝土預(yù)制板組合方案。

這套冰場可轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)考量和安裝精度堪稱精密,如何保證冰面在穩(wěn)定牢固的同時(shí),還能達(dá)到冬奧會(huì)比賽要求?秘密就藏在支撐冰面的可轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)中。據(jù)劉軍介紹,它由2600根3米高、2米長的薄壁H型鋼搭建而成,每根梁柱裝有柱腳,每個(gè)連接點(diǎn)裝有可拆卸高強(qiáng)度螺栓,確保鋼架堅(jiān)固結(jié)實(shí)。架體搭設(shè)完畢后,荷載試驗(yàn)結(jié)果顯示,每平方米增加1噸的荷載,鋼結(jié)構(gòu)的最大變形僅有1.6毫米,符合3毫米以內(nèi)的設(shè)計(jì)要求。此外,為了使轉(zhuǎn)換架體可迅速拆卸與復(fù)原,滿足“冰”與“水”隨季節(jié)轉(zhuǎn)換的需求,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還為每根鋼梁和混凝土預(yù)制板編輯了“數(shù)字身份”,讓3.4萬米管、1萬多塊冰牌逐一對(duì)號(hào)入座,在轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中可精準(zhǔn)有效地將每個(gè)構(gòu)件復(fù)原。

有備無患 確保制冰順利

“‘水立方’變身‘冰立方’,除了搭建支撐冰面‘骨架’外,還有一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié),就是制冰?！眲④姳硎?場館改造的一項(xiàng)重要任務(wù)是增加制冰設(shè)備。

新加的制冰機(jī)組位于場館室外東側(cè),為了使室外機(jī)組與室內(nèi)管線相銜接,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用BIM(建筑信息模型)技術(shù)對(duì)設(shè)備安裝進(jìn)行了大量深化設(shè)計(jì)工作,還與廠家一道進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),對(duì)制冰機(jī)組參數(shù)、配置進(jìn)行了優(yōu)化,為后續(xù)安裝施工提供了便利條件。

為保證賽時(shí)萬無一失,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)3臺(tái)制冰機(jī)組采取兩用一備方式,進(jìn)行了兩用一備如何控制、如何與群控系統(tǒng)無縫對(duì)接等相關(guān)課題的研究。

“現(xiàn)在的賽場旁邊有兩組管道,一進(jìn)一回形成回路,就像人體的動(dòng)脈和靜脈一樣?！眲④娬f。制冰基礎(chǔ)層上密密麻麻有序鋪裝的制冰排管相當(dāng)于毛細(xì)血管一樣與動(dòng)脈靜脈相連。室外制冷機(jī)組就是“心臟”,打開制冰機(jī)組使其運(yùn)行,將載冷劑通過管道循環(huán)輸送至制冰場,保證賽場制冰順利進(jìn)行。

運(yùn)籌帷幄 “智”控賽場溫度

從高溫高濕的泳池環(huán)境,到低溫低濕的冰場環(huán)境,可謂“冰水兩重天”,改造技術(shù)難度和工程復(fù)雜度遠(yuǎn)超設(shè)想。如何保證比賽用冰不融化,觀賽群眾不寒冷?這涉及到場館改造的另一大難點(diǎn)——賽場溫度分區(qū)控制。

為了保證賽場的濕熱環(huán)境,首先要對(duì)比賽大廳進(jìn)行氣密性改造。因?yàn)楸鶋乇荣悓?duì)現(xiàn)場環(huán)境要求極高,如果比賽場館未能得到有效密封,那么濕熱空氣就會(huì)進(jìn)入賽場內(nèi),造成冰面起霧,進(jìn)而直接造成比賽無法進(jìn)行。為此,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)比賽大廳一層及池岸層的出入口進(jìn)行了物理改造,增加室內(nèi)外空氣隔離設(shè)施,同時(shí)還對(duì)屋頂膜結(jié)構(gòu)及墻面板之間的縫隙進(jìn)行了封堵。改造后的場館不僅增加了功能,更實(shí)現(xiàn)了智能升級(jí)。全新的群智能系統(tǒng)能有效監(jiān)控比賽大廳的熱濕環(huán)境和光環(huán)境的變化。

如何監(jiān)控?劉軍用了一個(gè)形象的比喻:群智能系統(tǒng)就好比人的“大腦神經(jīng)中樞”,它能根據(jù)場館內(nèi)環(huán)境的變化適時(shí)調(diào)節(jié)場館內(nèi)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行情況以滿足賽場需要。同時(shí),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)根據(jù)需要在不同的點(diǎn)位設(shè)置了傳感設(shè)備,這些傳感設(shè)備就像人體的眼、耳、皮膚等感覺器官,感知著比賽大廳的溫濕度、聲光等環(huán)境變化,并將這些數(shù)據(jù)及時(shí)反饋至“神經(jīng)中樞”,場館的群智能系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)節(jié)。

通過這一系列舉措,最終實(shí)現(xiàn)冰壺場館比賽大廳在確保任何熱負(fù)荷條件下,冰壺賽道冰面溫度達(dá)到-8.5℃,冰面以上1.5米處溫度保持在10℃,相對(duì)濕度不超過30%,看臺(tái)溫度16℃至18℃。實(shí)現(xiàn)室內(nèi)高大空間溫度的分區(qū)調(diào)控,既滿足了冰壺比賽環(huán)境的需要,又為觀眾營造了舒適的觀賽環(huán)境。

2020年11月27日,冰立方冬奧會(huì)冰壺場館改造項(xiàng)目順利通過完工驗(yàn)收,成為北京2022年冬奧會(huì)第一個(gè)實(shí)現(xiàn)完工的改造場館。

原標(biāo)題：“水立方”華麗變身“冰立方”——走近北京冬奧場館(一)