总工程师详解——“冰丝带”的科技范儿

总工程师详解——“冰丝带”的科技范儿 

近日，北京冬奥会标志性场馆、仅有新建冰上运动场馆国家速滑馆“冰丝带”正式对外敞开。北京冬奥会上，各国运动员在此发明世界纪录并屡次刷新奥运纪录，高亭宇完结了我国冬奥男人速度滑冰金牌“零的打破”。

除了近距离触摸“最快的冰”，大众还可以在敞开后的“冰丝带”中领略科技的神奇。对外敞开期间，“冰丝带”以模型等方法立体展示世界抢先的二氧化碳跨临界直冷环保制冰技能以及索网幕墙等具有立异意义的硬件制作成果，显示绿色、科技冬奥和北京“双奥之城”发展风貌。

北京城建集团总工程师、国家速滑馆总工程师李久林在承受采访时说，“冰丝带”在场馆策划和规划之时，便考虑到满足一切冰上运动需求。科研团队从规划理念、技能工艺、资料选取、施工技法等多个方面都完结了立异和打破。“冰丝带”将成为集体育赛事、群众健身、文明休闲、展览展示和社会公益五位一体的多功能体育场馆。

立异制冰技能

走进“冰丝带”，曾见证多项新纪录的冰面最受游客喜爱。据统计，“冰丝带”敞开首日，仅上午进场的游客中就有近1000人上冰体会。

李久林说，制作团队在整个研讨和制作进程中，始终把“最快的冰”作为最重要方针。

“影响‘最快的冰’的要素很多，其间一个最重要要素就是冰面的质量和温差。”李久林说，在“冰丝带”制冰进程中，制作团队选用了多项技能，包含初次研制和应用二氧化碳跨临界直冷制冰系统。

“最早规划选用的是运用R507制冷剂、乙二醇载冷剂的制冰系统，这个技能跟世界上常用制冰技能相同。后来，围绕‘最快的冰’和绿色低碳方针，立异了二氧化碳跨临界直冷制冰系统，这套制冰系统不但将节能环保GWP（全球变暖潜能值）由最初将近4000降为1，一起还能操控冰温。”

李久林说，为了让“冰丝带”的冰更快、更好，团队还采取了很多办法，比方经过激光扫描与修建信息模型进行比对，检验、确保冰场下12万米不锈钢制冰管道处于精准方位，让冰温更均匀。为确保冰板混凝土平整度，选用激光测量技能，使1.2万平方米冰场平整度误差从本来5毫米检验规范终究到达最大不超越3毫米。

“整个冰场温差本来理论极限值是0.26摄氏度，经过几回制冰检验到达0.5摄氏度冰面温差以下。当然还有风速、湿度等一系列要素的管控，包含基于数字孪生场馆室内环境的精密调控，一切这些都为打造‘最快的冰’作出了奉献。”李久林说。

“天幕”索网国产化

除了上冰体会外，游客还可以在“冰丝带”敞开期间，按照场馆方规划的路线，在场馆内外感触“冰丝带”的修建之美，拍照“打卡”。

“冰丝带”之美，首要美在外观。李久林说，“冰丝带”的制作重视绿色环保低碳理念，选用了高功能结构系统，经过索网结构完结大跨度屋面制作方针，只用几百吨索就编织出大型场馆屋顶。经过拉索充分发挥资料功能，使索网像网球拍相同扣到速滑馆的屋顶上。

“冰丝带”屋顶的“天幕”选用了全世界体育场馆里最大、最扁的椭圆形单层双向正交马鞍形索网。李久林说，单层双向正交索网，加上环桁架和幕墙斜拉索系统，是第一次立异选用的技能。

“高矾密闭索过去长时间依靠进口。依托国家速滑馆严重工程，咱们和国内厂家及相关单位共同研讨攻关，初次完结索网国产化。目前，国内很多工程都选用了国产高矾密闭索，使得资料从价格到供货期都已经大大紧缩。”李久林说。

如此杂乱而雄伟的索网是怎么建立的？李久林介绍，团队做了很多的数字仿真，在计算机里模仿整个进程，并在试验室里进行了1∶12模型试验，把索网制作进程模仿出来。整个索网系统张拉成形，非常巧妙，而计算机则操控这些设备完结同步张拉。

“在国家速滑馆制作进程中和建成后，咱们经过1100个传感器对数据进行监测，比方在屏幕上能够看到北京大风大雪气候时整个屋面的反应。”李久林说。

玻璃资料节能环保

“冰丝带”这样一个大玻璃房子，会不会像玻璃大棚相同夏天很热、冬季很冷？时值盛夏，北京户外最高温度超越35摄氏度。艳阳高照的正午，“冰丝带”场馆内仍非常凉快。

“冰丝带”的冬暖夏凉，离不开如水波流动般玻璃幕墙的“维护”。李久林说，“冰丝带”选用四层夹胶中空的玻璃作为资料，完结节能环保的修建作用，再组合场馆中的遮阳帘、自然通风系统，完结节能环保。

每到夜幕降临时，“冰丝带”外玻璃幕墙流光溢彩。李久林说，怎么完结潇洒灵动的修建作用，实践上是曲面玻璃怎么统筹多个方面的问题。

“在规划方面，咱们经过平曲玻璃的耦合剖析，使一切玻璃的弧度都相同。经过曲面玻璃和平面玻璃的组合，削减工程制作难度，然后完结潇洒灵动的制作作用。”李久林介绍，针对保温、光污染等问题，团队也做了非常详细的研讨，完结了既统筹修建作用，又节能环保。

“在场馆制作装置玻璃时，咱们也做了包含数字模型在内的很多技能工作，经过激光扫描把一切实践结构和形状都扫描进去，再跟玻璃单元板块拟合，终究完结了潇洒灵动的修建作用，既完结了三星级节能环保的制作方针，又完结了修建工艺美学新高度的制作作用。”

打造才智场馆

“冰丝带”是一座才智场馆。李久林说，“冰丝带”制作进程中选用了智能方法。“像混凝土构建、看台、钢结构、索网、屋面等，全部是在工厂制作完结，在现场就像拼装汽车相同，把它们拼装在一起，这个进程中很多应用了自动化和智能化技能。”

“比方钢结构环桁架，一个8000多吨的钢结构实践上是在场馆外侧87米远的地方‘拼’起来，经过计算机操控匍匐机器人推进桁架滑移到场馆上面。场馆里边混凝土结构在施工，外侧的钢结构也在施工，两个一起完结混凝土封顶。那儿钢结构拼完了，经过机器人滑过来装置到位，大大节省了工期。”李久林说。

除了制作实体场馆，科研团队还在计算机里同步制作数字场馆。李久林介绍，基于修建信息模型技能，从规划施工到最后的交付，“冰丝带”从图纸变为实际的一起，还有一个跟它一模相同的数字速滑馆也“落成”了。

在运行进程中，“冰丝带”上面有很多传感器。经过办理平台，各种数据实时传输到数字场馆上，完结数字孪生，对实体场馆进行精密调控。