在國家速滑館施工工地，工人們正在緊張施工，為下一步鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架支座鎖定和屋面安裝做好準(zhǔn)備。記者 饒強(qiáng)攝
5月10日，北京2022年冬奧會(huì)將迎來開幕倒計(jì)時(shí)1000天的日子。作為北京冬奧會(huì)標(biāo)志性工程，有著“冰絲帶”美譽(yù)的國家速滑館也隨之進(jìn)入沖刺施工階段。
與雄渾的鋼結(jié)構(gòu)“鳥巢”、靈動(dòng)的膜結(jié)構(gòu)“水立方”相得益彰，今年年底，國家速滑館將實(shí)現(xiàn)封頂封圍，22條飄逸流暢的“冰絲帶”將在奧林匹克公園飛舞，三者將共同組成北京這座世界首個(gè)“雙奧之城”的標(biāo)志性建筑群。
“冰絲帶”究竟長什么模樣？有哪些令人驚奇的建筑設(shè)計(jì)亮點(diǎn)？記者實(shí)地探訪“冰絲帶”，聽建設(shè)者們揭秘這座夢幻場館的奧秘。
亮點(diǎn)1
屋面“天幕” 索網(wǎng)跨度破世界紀(jì)錄
直到快中午，北京國資公司副總裁、國家速滑館公司董事長武曉南才結(jié)束現(xiàn)場巡查。從“冰絲帶”開建的第一天開始，日夜堅(jiān)守的建設(shè)者們見證著“冰絲帶”日新月異的變化。
提起“冰絲帶”，武曉南常用“精耕細(xì)作、拔地而起、編織天幕、絲帶飛舞、最快的冰和智慧的館”來形容。如今“冰絲帶”已完成“天幕”的“編織”，雙曲馬鞍形的屋面已經(jīng)完全呈現(xiàn)了出來。屋面長跨約200米、短跨約130米，是目前世界上體育場館中規(guī)模最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)屋面。
“索網(wǎng)結(jié)構(gòu)好比一個(gè)羽毛球拍，也是建筑的 ‘骨架’。”國家速滑館公司總經(jīng)理張紹輝說，“冰絲帶”之所以選用索網(wǎng)方案，主要出于節(jié)能環(huán)保、節(jié)約材料的考量和“綠色辦奧”的要求。在建筑設(shè)計(jì)師的圖紙上，這樣的方案能呈現(xiàn)受力最優(yōu)、形態(tài)最美的雙曲面結(jié)構(gòu)，用鋼量只是傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)屋面的四分之一。
索網(wǎng)張拉的成功與否直接關(guān)系到整體工程的成敗，但如此大規(guī)模的索網(wǎng)同步張拉在國內(nèi)尚無先例，建設(shè)難度首屈一指。
為了將這副“骨架”打造成無懈可擊的鋼筋鐵骨，設(shè)計(jì)師針對上萬種不同工況進(jìn)行了計(jì)算分析，覆蓋這座功能復(fù)雜的奧運(yùn)建筑從建造到使用面臨的各種可能情況。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)委托高校在實(shí)驗(yàn)室里搭建起一座幾何相似比為1比12的“迷你骨架”，從施工可行性到受力性能對設(shè)計(jì)成果進(jìn)行了全方位反復(fù)驗(yàn)證，確保整個(gè)工程設(shè)計(jì)萬無一失。
“所有步驟都是摸著石頭過河，邊干邊摸索！”北京城建集團(tuán)工程總承包部國家速滑館常務(wù)副經(jīng)理張怡說，比如說“天幕”編織用上了高釩密閉索，這種國產(chǎn)索首次在國內(nèi)大型體育場館中得到應(yīng)用，索的索體承載能力強(qiáng)且密封性能好，打破了國際市場壟斷。
做好了一切準(zhǔn)備，“天幕”編織依然困難重重。這么大的規(guī)模和重量、這種形狀的索網(wǎng)提升在國內(nèi)尚屬首次，寒冬時(shí)節(jié)的低溫為施工帶來了新難題。
張怡向記者展示了一個(gè)工作微信群，不論清晨還是深夜，業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、分包等負(fù)責(zé)人對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行“健康監(jiān)測”，和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)比對，每個(gè)數(shù)字分毫不差才能繼續(xù)開展下一部工序。3月19日上午10時(shí)，屋面索網(wǎng)結(jié)構(gòu)張拉完成，所有人都?xì)g欣鼓舞，但沒時(shí)間慶祝，立馬投身接下來的施工。
在張怡的朋友圈，“刷屏”最多的就是這張“天幕”。“環(huán)桁架鎖定驗(yàn)收”“屋面幕墻體系試裝成功”……幾天前最新的工期動(dòng)態(tài)消息引來點(diǎn)贊無數(shù)。在3月中旬“天幕”編制的沖刺時(shí)刻，她發(fā)了條朋友圈——“時(shí)不我待，只爭朝夕”，這正是所有建設(shè)者們的共同心聲。
亮點(diǎn)2
幕墻“絲帶” 外型飄逸的精密結(jié)構(gòu)
如果說建索網(wǎng)屋面讓建筑有了“骨架”，那么安裝玻璃幕墻就是給建筑物“穿衣服”。玻璃幕墻的安裝，是今年下半年建設(shè)中的最關(guān)鍵步驟。
國家速滑館為什么叫做“冰絲帶”？北京建院建筑師鄭方介紹，其設(shè)計(jì)理念來自于一個(gè)冰和速度結(jié)合的創(chuàng)意，沿著外墻曲面由低到高盤旋而成的“冰絲帶”，就像速度滑冰運(yùn)動(dòng)員高速滑動(dòng)時(shí)所留下的一圈圈風(fēng)馳電掣的軌跡。冰上畫痕成絲帶，22條“冰絲帶”又象征著北京2022年冬奧會(huì)。
“冰絲帶”由晶瑩剔透的超白玻璃彩釉印刷，平均每條冰絲帶600多米長，它們依附在天壇形曲面幕墻系統(tǒng)，營造出輕盈飄逸的絲帶效果。“絲帶”本身既是幕墻鋼結(jié)構(gòu)的重要部分，還能起到遮陽、節(jié)能的作用。
3360塊外型飄逸的玻璃幕墻藏著數(shù)字奧秘：經(jīng)過建筑師的幾何邏輯優(yōu)化，不論是向內(nèi)的曲面還是向外的曲面，都采用了同一個(gè)曲率半徑，曲面玻璃板塊不超過50%。
記者在工地現(xiàn)場看到了“絲帶”的模樣。仔細(xì)看外立面樣品，整套體系由蛇型龍骨、玻璃幕墻和發(fā)光玻璃管構(gòu)成。玻璃管是超白夾層玻璃，需要彎成半徑很小的弧，弧度半徑越小就越會(huì)變形，整體就容易不均勻。但工人們加工出了非常均勻的玻璃管，這幾乎挑戰(zhàn)了現(xiàn)有鋼化玻璃加工制作技術(shù)的極限。玻璃中間還要夾上彩釉的膜，這樣玻璃管就能呈現(xiàn)出冰裂紋的花，這一步難度不小，但難題也被一線科研攻關(guān)的工程師們成功化解。
亮點(diǎn)3
最大冰面 制冰將采用最環(huán)保工藝
為了在賽后實(shí)現(xiàn)速度滑冰、短道速滑、花樣滑冰、冰球等所有冰上運(yùn)動(dòng)的全覆蓋，更多地為民眾提供更大的冰上活動(dòng)空間，“冰絲帶”特別采用了全冰面設(shè)計(jì)，約1.2萬平方米的冰面也創(chuàng)下了世界之最。
由于不同冰上運(yùn)動(dòng)要求的冰面溫度不同，全冰面的設(shè)計(jì)也就意味著要能對每一塊冰面實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控溫，使整個(gè)場館實(shí)現(xiàn)“同時(shí)運(yùn)行、不同使用”。
為了減少觀眾散熱對冰面的影響，“冰絲帶”的設(shè)計(jì)對氣流組織進(jìn)行了精心排布，讓觀眾席和冰面的溫度、濕度分區(qū)，觀眾在舒適溫度中享受比賽的同時(shí)，比賽場地的冰面溫度卻能根據(jù)冬奧會(huì)比賽的要求進(jìn)行精確控制，為運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)造最佳成績提供場地保障。
“‘冰絲帶’將采用二氧化碳做制冷劑的世界最環(huán)保制冰技術(shù)，在世界體育場館中還是第一次。”張紹輝透露。目前世界上的滑冰場現(xiàn)多數(shù)采用的是氟類制冷劑，并不是最環(huán)保的制冷劑，難以滿足國際環(huán)保組織對環(huán)保的嚴(yán)格要求，“冰絲帶”如何選擇制冷方案一直備受社會(huì)關(guān)注。
夢幻的造型之下，“冰絲帶”還是一座綠色環(huán)保的智慧場館。“冰絲帶”像一個(gè)大冰箱一樣，在制冰過程中會(huì)產(chǎn)生熱量，高效回收系統(tǒng)將把這些余熱轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)員淋浴、融冰池融冰、場地冰面維護(hù)等環(huán)節(jié)所需的熱能。同時(shí)“冰絲帶”將利用無處不在的空氣能，為3000平方米場館管理用房供暖。
亮點(diǎn)4
賽后運(yùn)營 將成京城最新冰雪樂園
在北京2022年冬奧會(huì)，“冰絲帶”主要承擔(dān)速度滑冰比賽，將誕生14塊奧運(yùn)金牌。賽后它將如何利用？
武曉南透露，國家速滑館賽后運(yùn)營將重點(diǎn)放在以冰雪為中心的體育競賽、群眾健身、文化休閑、展覽展示和體育公益五個(gè)方面。
作為2022年冬奧會(huì)首個(gè)采用PPP（政府和社會(huì)資本合作）模式建設(shè)的冬奧場館，國家速滑館匯聚了國資公司、首開股份、城建集團(tuán)、住總集團(tuán)、華體集團(tuán)五家曾經(jīng)深度參與北京2008年夏季奧運(yùn)會(huì)建設(shè)和賽后運(yùn)營的國有企業(yè)。“匯各方之智、集各方之力，充分調(diào)動(dòng)各股東方在人才、資金、資源方面的優(yōu)勢，共同推進(jìn)國家速滑館的建設(shè) 。”武曉南說。
除舉辦賽事之外，場館區(qū)域的利用也在設(shè)計(jì)中得到體現(xiàn)。場館運(yùn)動(dòng)員區(qū)更衣室、訓(xùn)練場地、健身設(shè)備都將成為群眾冰雪運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練場地。
根據(jù)最新設(shè)想，“冰絲帶”在規(guī)劃建設(shè)中還預(yù)留了室外自然標(biāo)準(zhǔn)冰場、越野滑雪賽道、殘奧足球場等空間，“冰絲帶”未來將成為一個(gè)巨大的冰雪樂園，場館內(nèi)既有專業(yè)運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練，也有喜愛冰上運(yùn)動(dòng)的群眾在花滑、玩冰球。
“我們有信心、有決心、有能力以高標(biāo)準(zhǔn)完成‘冰絲帶’項(xiàng)目，以百分之百的工匠精神創(chuàng)百分之百的優(yōu)質(zhì)工程！”武曉南信心滿滿。
在千余名建設(shè)者的努力下，“冰絲帶”正打造世界一流水平的精品工程，賽后將成為承載國人冬季奧運(yùn)夢想的最新奧運(yùn)遺產(chǎn)。（記者 潘福達(dá)）
