《中國經濟周刊》記者 賈璇|連線卡塔爾報道
這屆世界杯,中國隊沒去,但“中國隊”去了。
北京時間11月21日零時,2022年卡塔爾世界杯正式開賽。由中國鐵建國際集團有限公司(以下簡稱鐵建國際)承建的2022年卡塔爾世界杯主場館——盧賽爾體育場,引發全球矚目。
盧賽爾體育場坐落在距離卡塔爾首都多哈中心20 公里的盧賽爾新城,設計靈感來自卡塔爾傳統燈籠紋飾和椰棗碗,風格極具中東特色。整體造型呈碗狀,屋面呈馬鞍形,外幕墻為金色雙曲面鋁板幕墻,被網友形象地稱為“金色之碗”。
建成后,盧賽爾體育場成為卡塔爾的“國家名片”。當地時間11月9日,2022年卡塔爾中央銀行推出世界杯特別版紀念鈔,在22 卡塔爾里亞爾紙幣上,就印有“金色之碗”的圖案,而這已經是“中國建造”元素第二次出現在當地貨幣上。此前,2020年12月發行的新版10 卡塔爾里亞爾紙幣上,也印有此圖案。
經典背后有重工。據悉,盧賽爾體育場從設計到建造共經歷了2118天,其間中國鐵建匯聚了全球20 多個國家110 家企業7000 多名中外建設者,為世界杯頂級體育場館的設計施工提供全產業鏈的中國方案,更用專業強度和經驗實力向世界重新詮釋“Made in China”。
在世界杯舉行期間,《中國經濟周刊》記者獨家連線了“金色之碗”建造的全程親歷者、鐵建國際盧賽爾體育場項目副經理黃韜睿,分享背后故事。

屋面結構實施

從高空俯瞰盧賽爾體育場的索網屋面,像一顆顆鉆石連接而成。

夜幕下的盧賽爾體育場
六年前的一天,在卡塔爾的一個會議室里,來自全球9 個國家的11 家企業焦急等待,他們都是盧賽爾體育場項目的競標者。
“這個項目難度很高,它比北京‘鳥巢’還多1000 個座位,總用鋼量相當于3 個埃菲爾鐵塔。此前,咱們中國企業也沒建過世界杯場館,一上來就搞難度這么大的項目,是很大的挑戰。”黃韜睿回憶說。
“沖一把,爭口氣”,抱著不服輸的心態,黃韜睿和團隊緊張地準備應標方案。經過激烈角逐,手攥6 萬多張招標文件的“中國隊”勝出,而從準備到中標,他們僅用了3 個月。
時間緊,標準高。中方提供的設計方案,不僅滿足國際足球聯合會(FIFA)標準,也符合卡塔爾當地環境和業主要求,嚴格采用歐美規范,兼顧節能環保性能,達到全球可持續發展評估體系(GSAS)五星標準。
雖為“中國建造”的世界杯首秀,但有著“基建狂魔”稱號的“中國隊”卻創新地勇創六項“世界之最”:
全球最大跨度的雙層索網屋面單體建筑;
全球規模最大世界杯主場館;
全球系統最復雜的世界杯主場館;
全球設計標準最高的世界杯主場館;
全球技術最先進的世界杯主場館;
國際化程度最高的世界杯主場館。
“盧賽爾體育場是按照最高標準建造的,它是卡塔爾、中東和阿拉伯地區人民的驕傲!”卡塔爾世界杯形象大使、阿曼球星阿爾·哈布西稱贊說。
遠觀盧賽爾體育場,最直觀的感受就是——大。其總建筑面積達19.5萬平方米,可容納8 萬多名觀眾,是目前全球規模最大的世界杯主場館。
面積大,跨度也大。據黃韜睿介紹,為了滿足大跨度要求,盧賽爾體育場的索網屋面不同于普通場館的單層設計,而是被設計成了雙層,使得屋面索網結構跨度可達274 米,這也讓盧賽爾體育場成為全球最大跨度雙層交叉索網屋面單體建筑。
設計師通過4672 個連接件,把4200 多個燈籠紋飾的三角形單元鋁板與主體鋼結構銜接,分段擬合出流暢的線條和雙曲弧面。馬鞍形屋面的膜結構面積達56300 平方米,由624 根拱桿、1152 根水平膜索支撐而起。
1152 根水平膜索如何安裝成為施工關鍵。在兼顧工廠加工最大化、運輸方式最便捷等因素后,團隊大膽決定——現場安裝。
“把拱桿的連接點提前做好,運到現場安裝,這樣做對施工精度的要求是非常高的。一旦出現失誤,現場裝不上也改不了。覆蓋的膜材也要安裝成有力度的,人可以在上邊行走。在70 米高空,既要把拱桿裝對位,還要把膜材裝得有勁。”黃韜睿說。
為了保證安裝順利,團隊直接把精度細化到了毫米。總建筑面積19.5萬平方米的盧賽爾體育場,其鋼結構拼接精度誤差為3 毫米之內,所有節點的空間位置誤差為25 毫米之內,索力偏差不能超過10%。
從空中俯瞰場館頂部,膜結構獨特的鉆石形狀被完美呈現。“除了造型美觀,膜材顏色也選擇了白色,可以最大限度反射光線、不吸熱,厚度和材質都可以較大限度地阻礙熱輻射進場館里。”黃韜睿說。
值得一提的是,此次建造團隊還創新地把安全網充分利用起來,采用先進技術把安全網“繃直”成為操作平臺,成功解決了工人在70 米高空作業的安全問題,讓施工更加高效。
據介紹,作為全球系統最復雜的世界杯主場館,盧賽爾體育場內的所有機電系統均可以通過終端進行直接控制,包括通信、安保、消防、聲控、引導、運輸、景觀等。工作人員只需坐在控制室內便可一鍵管理場館上述所有功能。為此,項目包含30 多個專業大類、45 個專項設計、99 個電子系統,也是世界上專業接口最多、技術最先進的體育場之一。
對于各界關注的降溫問題,團隊也是下了一番苦功。黃韜睿介紹說:“盧賽爾體育場雖為露天,但安裝了空調。看臺部分的空調出風口分布在觀眾座椅下方,不是所有座椅下都有,集中在中下層看臺座椅下方,高層看臺座位下沒有,出風口在其上方的墻壁上。”
他進一步解釋,團隊根據流體動力學,模擬了場館滿座后觀眾呼出二氧化碳的流向,再綜合當地四季太陽的照射角度,一天之內光照的相關情況等,綜合考慮后做出了空調功率和出風口方向的布置方案。
在球員比賽的草坪周邊,也安裝了球形的空調出風口。采用外設制冷站水冷空調技術,通過調節冷水流量、風機轉速等技術參數,實現對不同區域溫度的自動化控制,有效降低制冷設備運行能耗。
此外,當地高溫濕熱的天氣也給場館自身帶來挑戰。“我們看到的金色鋼結構外殼非常耀眼,但金屬材質難免發生熱脹冷縮的形變。在施工中,經過當地日曬的鋼結構表面溫度可達60 攝氏度。為了把場館形變控制在安全范圍內,我們創新地把外殼和內瓤做了結構上的分離。”黃韜睿說。
據他介紹,盧賽爾體育場可以被分為兩部分:內部混凝土看臺和外殼鋼結構、幕墻、鎖膜屋頂。周長一公里的金屬外殼僅靠24 個混凝土球形支座支撐。支座自身具有旋轉能力,在遇到風沙、高溫等情況時,可以自身進行調整,“泄掉”發生形變的力,從而大幅提高場館的安全性。
據介紹,在盧賽爾體育場設計和施工中,綠色環保理念貫穿始終。項目采用多項環保節能技術并大量使用可回收材料,讓盧賽爾體育場成為世界上最為節能環保的體育場之一。
采用的雨水收集回收再利用與海水淡化技術,結合智能節水噴灌系統,可讓盧賽爾體育場相比傳統體育場節約40%的淡水。黃韜睿說:“非常適合中東的滴灌技術也被應用在草坪養護上。”
同時,盧賽爾體育場也是全球首個在全生命周期深入應用BIM 技術的世界杯主場館項目。BIM(Building Information Modeling)技術以三維數字技術為基礎,繼承了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型,是對工程項目實施實體與功能特性的數字化表達。
此次,團隊在鋼結構施工、索網及幕墻安裝等環節均應用了BIM 技術,通過計算機模擬施工現場,預判各種碰撞和困難,及時調整工法。據介紹,中心模型數據量高達10TB,抽圖數量達33000 多張。
面對盧賽爾體育場賽后高昂的維護成本,原計劃將其和其他體育場一并拆除,當地許多居民對此表示十分惋惜。
“我們在得知這一訴求后,提出對盧賽爾體育場進行賽后改建的設想,雖然賽時和賽后同步設計并無先例可循。” 黃韜睿說,經過多次組織國內頂級專家進行研討,最終提出將體育場改建為學校、醫院、公寓和酒店的方案。
相信未來,由中國建造的盧賽爾體育場不僅可以長期造福當地民眾,更將成為一座世界文明的地標。
(文中圖片均由鐵建國際提供)