國家游泳中心「水立方」化身「冰立方」史無前例 水與冰自由轉換如何實現

經濟日報 發佈 2022-02-08T20:41:44+00:00

它在水冰自由轉換之間,體現了建築與技術的高質量發展,凝結了設計者、建設者、運營者等多方智慧,最終實現場館華麗升級。

在北京冬奧會首場比賽——冰壺混合雙人循環賽上,變身為「冰立方」的國家游泳中心完成了冬奧首秀。除了精彩激烈的比賽,現場滿滿的科技感也贏得了觀眾連聲讚嘆。

作為「雙奧」場館,「冰立方」是冬奧會歷史上體量最大的冰壺場館,也是世界上唯一在泳池上架設冰壺賽道的「雙奧」場館。它在水冰自由轉換之間,體現了建築與技術的高質量發展,凝結了設計者、建設者、運營者等多方智慧,最終實現場館華麗升級。

留住「水」

2月4日晚,北京冬奧會開幕之夜。「冰立方」絢麗的外表吸引著前往鳥巢觀看開幕式的觀眾駐足拍照。明月彎鉤,冰瑩流淌,「冰立方」在色彩變換中散發著現代感、未來感。

作為北京冬奧會第一個實現完工驗收的改造場館,國家游泳中心創造性地提出「水冰轉換」的「雙奧」場館改造方案。從一開始的異想天開到步步推進變為現實,沒有做不到,只有想不到。

傳統的冬奧會冰壺比賽場地都是在永久的混凝土地板上製冰形成。據國家游泳中心總經理楊奇勇介紹,在當時申辦冬奧會的方案中,也曾計劃在「水立方」里建造永久性混凝土冰場。「然而,捨棄泳池對大家來說是不能接受的。」楊奇勇回憶說。

「水立方」專為2008年北京奧運會水上項目建設,見證了跳水、游泳等多個項目刷新奧運會紀錄。10多年來,「水立方」帶來了持久的經濟效益和社會效益。泳池一旦廢棄,就意味著要放棄「水立方」的夏奧功能。

想要實現在短時間內變身「冰立方」,又不破壞原有狀態,就得在游泳池上架設冰壺賽道。改造思路是,首先把泳池裡的水抽乾,然後在泳池內搭設可轉換架體。

「建築從一開始就要考慮以後多種功能的發展空間,商業建築是這樣,奧運場館更是這樣。」從事建築設計的劉頡女士告訴記者,國家游泳中心從「水立方」到「冰立方」的自由轉換高度契合了綠色共享的辦奧理念。

造出「冰」

冰壺比賽被譽為「冰上西洋棋」,對場館設施條件要求很高。表面上看,運動員在賽場上一靠吼、二靠「擦地」,就能做到讓冰壺「指哪打哪」。實則不然,冰壺運動精細至極,這種極致就體現在冰面上。用參與「水立方」改造的北京市建築設計研究院副總建築師鄭方的話來說,這冰非常「敏感」。

北京冬奧會的冰場,需要的是世界上標準最高、技術要求最嚴格的冰。「水立方」變身「冰立方」,關鍵環節就是製冰。為此,國家游泳中心專門安裝了室外製冷機組。為滿足水上運動和冰上運動對環境的不同要求,項目團隊還運用冰場環境智慧調控平台,集成製冰系統、除濕系統和空調系統。這一「中樞」實現了場地環境溫濕度分區控制,從而保證了「比賽用冰不融化,觀賽群眾不寒冷」。最終,通過可轉換結構體系以及可拆裝製冰系統等技術的創新應用,國家游泳中心實現了水冰自由轉換。

2019年底,「水立方」第一次完成游泳池與冰場的轉換,耗時近60天;2020年12月,第二次轉換的結構搭建用時20天;2021年10月為測試賽準備僅用13天就完成了冰面製作。

據了解,新加的製冰機組位於場館室外東側,室外機組如何與室內管線相銜接?項目團隊對設備安裝做了大量深化設計工作,還與廠家一道開展相關實驗,對製冰機組參數、配置進行優化,為後續安裝施工提供了便利條件。

「水立方」作為游泳和跳水等水上運動項目的比賽場館,賽時環境是高溫高濕;變身為「冰立方」後,實現了冰壺比賽所要求的低溫低濕,靠的是改造後的除濕系統。中建一局「冰立方」項目經理劉軍如此形容:「場館的除濕系統就像我們人體的呼吸系統一樣,源源不斷地將乾冷空氣送入比賽大廳,並將大廳內的濕熱空氣帶出去,從而滿足冰上項目對環境的要求。」

建「骨架」

建設大型「水冰轉換」場館並無先例可循。「水立方」通過在游泳池裡架空結構實現轉換,這相當於在既有建築內施工,過程中充滿了挑戰,不少環節是難啃的「硬骨頭」。

北京市重大項目辦城區場館建設處處長黃暉介紹,根據改造方案,國家游泳中心改造涉及建築、結構、防水、膜維修等工程領域,約70個獨立施工區,改造面積約5萬平方米。

「這不像裝修毛坯房那樣簡單明確,而是要在保留原有空間基礎上進行建築施工,光是設計方案就來來回回不斷優化。剛開始的前三四個月,我們幾乎啥都沒幹,就是精心摸排場館設施,避免施工時產生差錯。」聊起當初項目建設時的情況,劉軍記憶猶新。直到與來自清華大學、哈爾濱工業大學、北京市建築設計研究院等單位的專家們一起研究探索實驗,最終的設計方案才逐漸浮出水面。

時間緊、任務重、難度高、壓力大。改造項目團隊一門心思撲上去,高質量地實現設計效果。

如何保證冰面在穩定牢固的同時,還能達到冬奧會比賽要求?秘密就藏在冰面之下的可轉換鋼結構中。這副「骨架」,由2600根薄壁H型鋼和1570塊輕質混凝土預製板組成。

「在泳池裡『搭架子』並不簡單。」劉軍說,為了保證「水冰轉換」過程安裝快、精度高,每個構件都有自己的二維碼,以便通過數據模型精準控制。

看似簡單的工序,對施工品質要求極高。以製冰基礎層施工來說,作為支撐冰面「骨架」的一部分,首先要在混凝土預製板面上鋪一層PE膜,然後再鋪兩層擠塑保溫板,保溫板之上再鋪一層PE膜和抗滑移層,最上一層便是製冰管架。

2020年11月,國家游泳中心完成了場館改造工程。「水立方」在建設者們手中舊貌換新顏,不僅與原有建築嚴絲合縫,而且達到了奧林匹克賽事要求。

「冰立方」里一場接一場的精彩比賽正在進行。因奧運始,也因奧運興,國家游泳中心這座目前世界上唯一水上項目和冰上項目均可運行的「雙奧」場館,在奧運建築史上留下光彩華章。(經濟日報記者 李萬祥)

來源:經濟日報

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