北京建院:推动首都体育建筑与国际先进理念接轨
2022-07-25 16:02 来源:  北京号
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北京市第十三次党代会报告提出,2022北京冬奥会冬残奥会是一届无与伦比的冬奥盛会,冬奥村独具匠心,场馆令人叹为观止,要扎实做好后冬奥文章。作为冬奥场馆主要设计者之一的北京建院,也在为如何继续推动首都体育建筑设计理念与技术创新而默默实践、孜孜求索。

深耕体育建筑 打造“中国经典”

在冬奥场馆建设过程中,北京建院承担了北京赛区9个场馆的设计任务,包括国家速滑馆、首都体育馆、国家体育馆、国家游泳中心、五棵松体育中心5个冰上竞赛场馆,北京冬奥村、主媒体中心2个非竞赛场馆,首体训练馆、五棵松冰上运动中心2个训练场馆。

而在历时7年的冬奥场馆申办和建设过程中,北京建院还承担了大量其他设计服务任务,如申办奥运大纲编制,包括所有场馆的意向方案,后来的3个赛区场馆建设投标,后期的16项场馆运行设计和临时设施设计、配套设施设计,科研助力场馆建设以及借调派出支援建设和服务保障人员等。在整个冬奥项目建设中,北京建院彰显了与时俱进的设计理念、紧贴应用的科研实力和科学有序的项目组织管理能力。

正所谓,厚积而薄发。北京建院在服务冬奥中彰显的卓越能力离不开历史的深厚积淀。从新中国成立至今,北京建院与首都体育建筑发展共成长。从上世纪五六十年代起,北京体育馆、北京工人体育场、北京工人体育馆、首都体育馆等一个个人们耳熟能详的体育场馆陆续落成,开启了新中国体育建筑的新篇章,对各地体育建筑事业的设计起到了引领作用。

4万平方米的首都体育馆建成后,成为20世纪国内规模最大的室内体育馆。北京建院的设计师们在这里创造了多个"第一":我国第一座可以举办花样滑冰、短道速滑和冰球等冰上赛事的室内人工冰场体育馆;我国自行设计建造的第一座装配式看台体育建筑;我国第一次使用大单元活动式木地板实现冰场与篮球的功能转换;我国第一次自行设计冰场制冷系统和配套的空调通风系统。

1990年北京亚运会,新建20个体育场馆,改善或修缮原有场馆13座。其中就包括了国家奥林匹克体育中心、亚运村以及新中国第一座室内速滑馆--首都滑冰馆、北京大学生体育馆、光彩体育馆等。在亚运会工程设计中,北京市建筑设计研究院的马国馨院士当年带领团队倾注了大量心血,将世界体育建筑先进的建设经验应用到国家奥林匹克体育中心规划设计之中,以它为代表的体育建筑,大幅提升了中国体育建筑的设计理念、技术标准,使中国的体育建筑第一次能够满足承办大型洲际性综合体育盛会,使中国真正成为国际竞技体育赛事的舞台。中国体育建筑渐渐开始与国际接轨,这为此后夏奥会、冬奥会的申办、筹备和举办打下了坚实的基础。

首都体育馆

逐绿而行 同频国际建筑理念

有着“冰丝带”之称的国家速滑馆是2022年冬奥会唯一新建冰上竞赛场馆,它拥有亚洲最大的全冰面设计,也是冬奥历史上第一个使用二氧化碳作为制冷剂的大道速滑场馆。北京建院在设计、建设、运行全过程中践行节能低碳原则,打造成了国内首个绿建三星设计标识的冰上竞赛场馆。

建筑是凝固的艺术,但北京建院在国家速滑馆设计中却没有专门为了“美”而设计。“冰丝带”的轻盈效果源自与对绿色节能可持续理念的追求。

冰场的制冷、空调等运营能耗巨大,速滑馆比赛大厅的空间形态和容积大小是冰场环境控制和运行能耗的关键因素之一,其空间容积越小,就越容易实现冰场比赛环境的精准控制和制冰能耗的节约运行。速滑馆选择马鞍形态的屋面和单层索网结构体系,根据看台边缘确定比赛大厅屋顶边缘的高度,而中部向下凹陷,形成双曲面屋顶,使大厅的容积最为紧凑,压减了超过50%的非必要的室内空间,并将比赛场地下沉到地下一层,约3/4的建筑面积设置于地下空间,实现建筑体积的压减和建筑高度的控制。

这是最有效的绿色节能手段,也成就了轻质飘逸的“冰丝带”。北京建院采用高性能的钢索结构和轻质金属屋面、幕墙体系以节约用材,围绕冰面场地和观众看台设置外倾20°的碗形曲面隔墙体系,斜向看台柱作为结构体系主要支撑,在顶部设巨型环桁架,内侧张拉单层双向正交索网屋面,外侧斜拉索结构曲面玻璃幕墙,形成一个受力均衡合理、轻质高效节省的结构体系。

速滑馆也成为世界上跨度最大的单层双向正交索网结构体育馆,屋面索网长轴为稳定索,最大跨度198米;短轴为承重索,最大跨度124米,网格平面投影间距4米。与索网结构相适应,采用轻型金属单元屋面、膜结构吊顶。新型单元式柔性金属屋面体系,由1112个单元板块构成(4×4米,与结构网格相同),采用高效的组合式钢架单元板块构造、新型隐形变形缝构造、新型等高线天沟系统、新型防水卷材复合铺贴构造、新型屋面雨水溢流系统等诸多技术和材料方面的创新,解决了与索网结构配套使用的围护系统柔性变形技术难题,填补了装配式模块化屋面系统的空白。

国家速滑馆“冰丝带”

触摸未来给“冰丝带”安上“超级大脑”

“超级大脑”是在“科技冬奥”国家重点研发基金支持下,由北京建院和中科院软件所联合自主研发的国家速滑馆智能化基础数据集成平台,实现全方位运动数据服务、智慧化建筑管理,支撑智慧观赛服务和场馆自感知、自适应、自控制。

有了“超级大脑”,体育场馆变得“有感觉”“会呼吸”“有记忆”“会思考”。

场馆建筑布设各类物联网传感器,能实时捕捉室内外温度、湿度、空气质量、光照度等场馆运行数据,将多只“眼睛”看到的信息融合成一个图像,甚至可以在图像中叠加冰层内部、混凝土内的温度。

通过场馆屋顶气象站的实时数据,场馆可根据大气质量主动吸入空气,自动开启室内新风系统,根据室外光线强弱自动升降电动遮阳帘或调节大厅灯光。

“超级大脑”记录场馆运行数据,经分析后,主动提出场馆各空间合理运行参数,在保障人员安全、健康、舒适前提下降低场馆耗能。

还能根据不同比赛场景、观众数量、防疫形势,自动控制座椅送风系统、制冰温度、场地除湿系统、屋顶电动窗系统、防疫消杀系统。

“超级大脑”接入信息化应用系统、信息设施系统、建筑设备管理系统、消防系统、安防系统、制冰系统等6大类、36个子系统,接入实时数据点位超过10万点。这些高性能参数,完全不依赖外网云平台,仅局域网内独立部署,确保了场馆数据安全


作者:

北京建院


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