北京冬奧場館的“黑科技”

科文

“冰絲帶”：最大索網屋面全部實現數字化生產拼裝

長200米、寬130米的大跨度屋頂，是有著“冰絲帶”之稱的國家速滑館建設中面臨的首要難題。不同于一般建筑，速滑館的屋頂為不規則馬鞍形，是目前世界體育場館中規模最大的單層雙向正交馬鞍形索網屋面。碗狀看臺頂部周圈環桁架上的鋼索網結構，最大跨度達到198米×124米，但用鋼量僅為傳統屋面的四分之一。

北京城建集團國家速滑館工程總承包部項目經理李少華介紹，由于索網屋面的空間形態非常復雜，張拉以后每一個方格空間形態都不一樣，因此填充的每一塊單元體尺寸也不同，需要通過實測得到數據后再進行加工定制。

而這背后，離不開建筑數字信息BIM系統。“冰絲帶”上至8500噸的鋼結構，下到形狀各異的幕墻玻璃、弧度各異的看臺，都實現了數字化生產，在工廠進行精密加工預制，再在現場精準拼裝。

雪車雪橇賽道： 1.9公里混凝土一次性噴射澆筑成型

雪車雪橇是冬奧會中速度最快的項目，專業性強、危險性高，因此對場地的要求非常嚴苛。

場地位置向陽，陽光直射會影響冰面質量，怎么辦？項目團隊研發出一套獨特的地形氣候保護系統，賽道遮陽棚結合賽道形狀、地形等，實現了傳統木結構與現代鋼結構的完美結合，有效保護了賽道冰面，也最大限度降低了能源消耗。

延慶賽區的雪車雪橇賽道是半U形混凝土澆筑結構，混凝土里預埋了誤差不超過5毫米的冷凝管，通過在表面制冰最終形成賽道。這看似并不復雜，但1.9公里長的賽道澆筑要一次成型很難，各種彎度、各種落差交織在一起，更是難上加難。建設團隊走自主創新之路，1.9公里賽道混凝土最終一次性噴射澆筑成型。

二氧化碳制冰技術：制冷系統碳排放趨近于零

在國家速滑館，場館的多功能超大冰面亞臨界、跨臨界多工況并行二氧化碳直接蒸發制冰集中式制冷系統，亞臨界、跨臨界多工況并行二氧化碳集中式制冷中壓回油系統等應用，均屬國際首次。

據國家速滑館制冰系統有關設計負責人介紹，二氧化碳制冷劑破壞臭氧層潛能值為0，全球變暖潛能值為1，并且無異味、不可燃、不助燃，是可持續性最好的冷媒之一，與傳統制冷系統相比，能效可提升20%以上。通過場館的智能能源管理系統，還能夠把制冰過程中產生的廢熱用于除濕、冰面維護、提供場館生活熱水等。全冰面模式下，每年僅制冷部分就能節約200多萬度電，相當于約120萬棵樹實現的碳減排量，整個制冷系統的碳排放趨近于零。