國(guó)家速滑館工地，外幕墻玻璃已完成90%。 王嘉寧 攝
10月11日，工作人員在介紹“冰絲帶”上的雙層圓管玻璃。 王嘉寧 攝
北京2022年冬奧會(huì)場(chǎng)館——國(guó)家速滑館的建設(shè)正在加快推進(jìn)，目前，場(chǎng)館正在進(jìn)行屋面和外幕墻兩項(xiàng)主要工程的施工，“冰絲帶”的完整外形已經(jīng)初步亮相。
有“冰絲帶”之稱的國(guó)家速滑館是北京2022年冬奧會(huì)速度滑冰項(xiàng)目的比賽場(chǎng)館，日前，記者探訪了位于奧林匹克森林公園網(wǎng)球中心南側(cè)的國(guó)家速滑館。
記者在施工現(xiàn)場(chǎng)了解到，場(chǎng)館外幕墻施工已進(jìn)行到收尾階段，3360塊外幕墻玻璃已安裝3000塊以上，約完成90%，本月底將全部安裝完成。外幕墻上的“冰絲帶”也正在緊鑼密鼓的安裝中，預(yù)計(jì)年底整個(gè)場(chǎng)館將完成封圍封頂，實(shí)現(xiàn)“絲帶飛舞”。
國(guó)家速滑館是北京冬奧會(huì)標(biāo)志性場(chǎng)館，該工程由北京城建集團(tuán)施工總承包，其主場(chǎng)館建筑面積約8萬平方米，高度33.8米，能容納一萬名左右觀眾。“冰絲帶”設(shè)計(jì)為世界上規(guī)模最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)屋面，1.2萬平方米的亞洲最大冰面，并由3360塊玻璃拼接出外觀自由流暢的天壇形曲面。
建成后，國(guó)家速滑館“冰絲帶”將與國(guó)家體育場(chǎng)“鳥巢”、國(guó)家游泳中心“水立方”一起，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。冬奧會(huì)后，國(guó)家速滑館將成為集“體育賽事、群眾健身、文化休閑、展覽展示、社會(huì)公益”五位于一體的綜合性體育場(chǎng)館。
揭秘1
天壇形曲面幕墻怎么安裝？
10月11日，記者在國(guó)家速滑館施工現(xiàn)場(chǎng)看到，國(guó)家速滑館酷似天壇造型的玻璃幕墻已經(jīng)完成了大面積的安裝，外立面連續(xù)彎曲的玻璃幕墻隨著屋頂輪廓的高低變化水平延展。
北京城建集團(tuán)國(guó)家速滑館工程總承包部執(zhí)行經(jīng)理張怡向記者介紹，國(guó)家速滑館的曲面玻璃幕墻體量大，3360塊玻璃單元板塊需要通過機(jī)械配合工人操作，嚴(yán)絲合縫地嵌入S形鋼龍骨打造的框架中。
在玻璃安裝之前，一道重要的施工程序，是將160根S形鋼龍骨進(jìn)行安裝定位，這是整個(gè)曲面幕墻的“骨架”。幕墻鋼結(jié)構(gòu)工程包括曲面幕墻S形鋼龍骨、弧形連接梁、絲帶支撐桿、絲帶圓鋼管的加工制作以及現(xiàn)場(chǎng)安裝，每根S形鋼龍骨由4塊鋼板拼焊而成，最長(zhǎng)的為32.7米，重量約6噸，最短的也有16.1米。
與一般平面幕墻相比，S形鋼龍骨形態(tài)復(fù)雜，模具制作難度大，安裝精度高、施工難度大。“每一根S形鋼龍骨的尺寸都不一樣，位置高低不同，彎度不同，這就要求我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)施工中反復(fù)調(diào)整，確保定位準(zhǔn)確，之后曲面玻璃才能毫無誤差地嵌進(jìn)每一個(gè)空格里。”張怡說。
據(jù)其介紹，曲面幕墻采用的是超白雙銀低輻射半鋼化夾膠中空（low-e）玻璃，沒有一塊是相同尺寸，包括外凸和內(nèi)凹的兩種彎弧玻璃、平板玻璃、大平板立面玻璃和“冰絲帶”半圓管玻璃，單元體半徑為1.5米，玻璃夾膠層為先進(jìn)的SGP膠片，中間中空層則充入惰性氣體，可以起到保溫的效果。
這些形態(tài)各異的玻璃，如何能嚴(yán)絲合縫地安裝在國(guó)家速滑館的外幕墻？張怡告訴記者，許多外凸和內(nèi)凹的玻璃需要一點(diǎn)點(diǎn)推進(jìn)兩根“冰絲帶”軸和S形鋼龍骨搭成的框架里面去，安裝的角度需要一遍又一遍地研究琢磨。“這比普通平面玻璃的安裝難度要大得多，一年多來，研發(fā)團(tuán)隊(duì)也不停地在研究現(xiàn)場(chǎng)安裝的工藝，不斷進(jìn)行完善和調(diào)整。”
揭秘2
“冰絲帶”如何飛舞起來？
記者在施工現(xiàn)場(chǎng)看到，除了大面積的曲面玻璃，在場(chǎng)館南北向的一側(cè)，數(shù)條“冰絲帶”已經(jīng)成功地環(huán)繞在曲面幕墻之間。近距離觀察可以看到，這些作為“冰絲帶”本體的圓管玻璃，由一塊塊半圓柱體組成，透明的玻璃體上裝飾著宛如冰晶的白色花紋。
張怡向記者介紹，這些圓管玻璃都是專門為國(guó)家速滑館定型加工制作而成的，共有3500多片，將拼接組成自上到下分布在外幕墻上的“冰絲帶”，平均一圈約為640米，全部連起來總長(zhǎng)達(dá)到14000米左右。每一塊單元體由兩層6毫米的玻璃貼合而成，需要彎曲成直徑350毫米的弧度，加工難度極大。
而我們看到的“冰晶”花紋，則是通過特殊的彩釉工藝在玻璃表層制造花紋，呈現(xiàn)出冰雪晶瑩的效果。“對(duì)曲面玻璃來說，半徑越小加工難度越大，要把兩片玻璃加工彎曲成同樣的弧度還要牢固地?cái)M合在一起，難度就更大了。”
更有特色的是，“冰絲帶”的燈光照明將安裝在兩片玻璃膠合處一毫米的交縫上，每1米將密集安裝90多個(gè)小燈泡，通過彩釉膜的導(dǎo)光效果，把光導(dǎo)進(jìn)玻璃，使燈光呈現(xiàn)出特殊的柔和效果，整個(gè)“冰絲帶”將成為一個(gè)發(fā)光的玻璃體。22根“冰絲帶”如同速滑運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)軌跡纏繞在曲面玻璃幕墻表面，建成后夜景照明開啟，將形成美輪美奐的“絲帶飛舞”效果。
揭秘3
雙向正交馬鞍形索網(wǎng)屋面如何打造？
在國(guó)家速滑館的建設(shè)中，比外幕墻施工難度更大的，是屋面工程的安裝。國(guó)家速滑館“冰絲帶”設(shè)計(jì)為目前規(guī)模最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)屋面，南北長(zhǎng)跨約200米，東西短跨約130米，用鋼量?jī)H為傳統(tǒng)屋頂?shù)乃姆种弧Ｓ捎趫?chǎng)館屋頂索網(wǎng)結(jié)構(gòu)呈雙向正交馬鞍形，建設(shè)人員需要先后完成索網(wǎng)地面鋪裝、提升安裝、張拉、屋面單元體安裝等多道復(fù)雜的施工工序。
目前正在施工中的屋面，仍能看出張拉開的索網(wǎng)形狀，宛如一個(gè)巨大的網(wǎng)球拍籠罩在場(chǎng)館上方。“索網(wǎng)的作用就是整個(gè)屋面的‘骨架’，等屋面單元體安裝完成，索網(wǎng)下部還會(huì)懸掛上低輻射膜材，這個(gè)‘骨架’就會(huì)被整個(gè)藏起來。”張怡說。
張怡解釋，由于索網(wǎng)屋面的空間形態(tài)非常復(fù)雜，張拉以后每一個(gè)“方格”空間形態(tài)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(shí)測(cè)得到數(shù)據(jù)后再進(jìn)行加工定制。在施工現(xiàn)場(chǎng)，堆積著多塊將安裝在屋面上的單元體，每一塊都標(biāo)有精確到毫米的尺寸表、代表安裝區(qū)域的批次和詳細(xì)編號(hào)，每個(gè)角則對(duì)應(yīng)標(biāo)有東南西北的方位。據(jù)介紹，這是為了確保安裝的時(shí)候不會(huì)錯(cuò)位，一旦錯(cuò)位就不能擬合雙曲面馬鞍形曲線。
此外，記者還在現(xiàn)場(chǎng)看到多塊形態(tài)各異的異形單元塊，不少都帶有不同坡度的凹槽。“這些凹槽就是屋頂?shù)呐潘疁希疾劾飳惭b虹吸雨水斗，下雨的時(shí)候雨水會(huì)匯聚至此再排出去。我們的施工人員，需要按照設(shè)計(jì)好的角度像搭積木一樣，一塊一塊安裝在索網(wǎng)屋面上。”據(jù)悉，這樣的復(fù)雜異型單元塊約有600塊，占屋面總單元體塊數(shù)的一半以上。
在速滑館內(nèi)部施工現(xiàn)場(chǎng)，幾百個(gè)正方體大水桶仍然自屋頂垂吊在場(chǎng)地中央，這是國(guó)家速滑館索網(wǎng)屋面在安裝過程中的巧思之一。據(jù)介紹，這些水桶是為了模擬未來將安裝在屋頂上的單元體。“屋面索網(wǎng)具有一定的柔性，在屋面單元體的安裝過程中，索網(wǎng)會(huì)不停地變形，為了讓它一開始就保持在未來完工的狀態(tài)，我們通過懸掛配重的方法模擬屋面的重量，讓這個(gè)‘網(wǎng)架’鎖定住，再隨著屋面的安裝慢慢撤除配重，不停地進(jìn)行置換，使整個(gè)屋面始終保持在穩(wěn)定的變形狀態(tài)。”
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