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科技大招让“水立方”变身“冰立方”

2019-07-31 07:18 来源:科技日报

  7月30日,记者走进正在紧锣密鼓改造中的国家游泳中心(“水立方”),只见场馆正中巨大混凝土方块犹如“骨架”将泳池覆盖,随着最后一块预制混凝土板安装完成,“水立方”圆满实现泳池向冰场转换结构的施工。

  作为2008年北京奥运会标志性场馆之一,“水立方”将在北京2022年冬奥会和冬残奥会期间再次担纲重要角色——变身“冰立方”,成为承接冰壶和轮椅冰壶比赛项目的场馆。据说,其中研发的可拆卸支撑体系在冬奥会史上堪称世界首例。那么,究竟运用了哪些科技大招,生动践行“绿色、共享、开放、廉洁”的奥运理念?

  大胆创新 将在奥运游泳馆赛冰壶

  “要直接把它从一个夏奥场馆改造成冬奥场馆,这在建筑历史上鲜有先例,其难度可想而知。”国家游泳中心“冰水转换”设计总负责人孙卫华表示。

  在奥运游泳馆内进行冰壶比赛是“水立方”团队大胆创新的结果。国家游泳中心总经理杨奇勇介绍说,“冰立方”将在保有“水立方”水上功能的基础上新增冰上功能,即在比赛大厅中部通过搭建可转换结构及安装可拆装制冰系统,形成具有4条标准赛道的冰壶场地。凭借这套可拆卸的制冰体系,将来“水立方”同时拥有水上功能和冰上功能,制冰设备和冰层拆除后,冰场即可还原为泳池。按照计划,未来春夏秋三个季节“水立方”将用于水上活动,冬天则用于冰上活动。

  据介绍,在改造过程中可拆卸的钢结构是泳池向冰场转换的基础。钢结构必须轻便,能够快拆快装,同时还要保证强度。在钢结构上方是一层预置混凝土板块,再上面是防水层和制冰管道层,管道层上面再铺冰,形成冬奥会冰壶比赛所严格要求的冰面。

  而支撑冰面可转换的钢结构,由2600根3米高、2米长的薄壁H型特制钢材搭建而成,每根梁柱都有柱脚,之间的连接点装有可拆卸高强度螺丝,确保钢架紧固结实。

  “钢架上方铺设的是1500块1米见方、厚度达100毫米的预制混凝土板。在预制混凝土板安装过程中,每名工人需使用卡尺进行精密微调,把‘水立方’冰水转换结构的总误差控制在毫米级。”“水立方”总经理助理贾宇告诉记者。

  “接下来我们将进行保温层、防水层、冰排等的铺设。”贾宇说,按照施工计划,预计今年10月完成冰壶比赛场地FOP区体育照明、场地及制冰系统、空调系统改造,今年12月,预计“冰立方”将正式与公众见面,开展首场冰壶比赛。

  多管齐下 营造冬奥比赛完美环境

  除了将“水”变“冰”,营造冬奥比赛完美环境更是非常重要。

  据介绍,“水立方”联合设计单位、清华大学、哈尔滨工程大学等各方先期开展了科研论证,重点研究了改造工程涉及的冰场可转换结构体系、冰壶场地热湿环境、冰壶场地体育照明、场馆综合节能和场馆建筑声学等5项具体课题。

  据“水立方”南广场项目副总工程师谷云宽介绍,本次“冰立方”改造运用了BIM技术,即开发了一套基于BIM系统的信息化管理平台,按场馆既有的建筑结构机电设施和此次改造施工图任务进行建模,通过BIM可以实时掌握工程形象进度,改造完成后可实现对全场馆的“网格化”和信息化管理。后续,场馆将进一步推进实施基于5G的物联网技术,更好地为运动员、观众、场馆管理者提供智慧化服务。

  此外,按照绿色建筑二星的标准设计实施,“冰立方”改造后的场馆将更加节能环保。“此次‘水立方’增加了膜结构空腔自然通风,通过开启顶部的空腔,夏季自然通风降温,冬季蓄能降低场馆热耗。‘水立方’将利用空腔降温技术,让空腔夹层内的热空气向上流动并与室外空气循环,以此可有效降低空腔温度10℃。”杨奇勇告诉记者。

  改造完成后的“冰立方”不仅功能增加,更将实现智能升级,全新的智能建筑管理系统将有效控制和监测场馆室内的温度、湿度、照明、声学等变化,为冬奥冰壶比赛提供完美环境。

  位于“水立方”南广场地下的“冰立方”冰上运动中心,与冬奥会冰壶比赛场地改造工程同步开工建设,新建冰场包括1个标准的冰球场和两条冰壶道。这个工程总建筑面积8221.3平方米,截至7月底,地下冰场基坑筏板混凝土浇筑基本完成,预计今年年底完成主体结构施工,2020年5月开始试运行。不仅可以为2022年冬奥会及冬残奥会比赛相关运行提供保障服务,还能每年接待10万多名冰上运动爱好者,感受到“奥运品质的冰”。

(责任编辑:王蔚)

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