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官方商城10月27日，2022年北京冬奧會迎來倒計(jì)時(shí)100天。這將是中國歷史上第一次舉辦冬季奧運(yùn)會和冬殘奧會，北京也將成為第一個舉辦過夏季奧林匹克運(yùn)動會和冬季奧林匹克運(yùn)動會以及亞洲運(yùn)動會三項(xiàng)國際賽事的城市。
歷屆奧運(yùn)會都是最新科技成果應(yīng)用的重要場景，無論北京還是張家口賽區(qū)，綠色節(jié)能可持續(xù)都是冰上場館新建和改造的核心主題，讓我們一起近距離了解在智慧場館建設(shè)方面蘊(yùn)藏了哪些黑科技。
場館設(shè)計(jì)創(chuàng)新
國家速滑館“冰絲帶”是2022年北京冬奧會北京主賽區(qū)標(biāo)志性場館，也是唯一新建的冰上競賽場館。它的設(shè)計(jì)理念來自冰和速度結(jié)合的創(chuàng)意，22條絲帶就像運(yùn)動員滑過的痕跡，象征速度和激情。
北京市科委、中關(guān)村管委會、冬奧專班負(fù)責(zé)人楊鵬宇在接受新華網(wǎng)專訪時(shí)表示，“冰絲帶”在智慧場館設(shè)計(jì)方面，針對速滑館賽時(shí)智慧化運(yùn)行、賽后高效管理和多樣化服務(wù)的需求，實(shí)施智慧場館建設(shè)。
圖為國家速滑館（凱盛科技集團(tuán)供圖）
據(jù)楊鵬宇介紹，“冰絲帶”建設(shè)應(yīng)用基于BIM的智慧建造技術(shù)，使主體結(jié)構(gòu)工期節(jié)省了2個月時(shí)間、減少使用鋼材2800噸。通過建立數(shù)字孿生和智能化集成管理平臺，集成45個子系統(tǒng)，將場館的設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，數(shù)據(jù)更新速度由秒級提升至毫秒級，對場館設(shè)施實(shí)現(xiàn)3D可視化分級信息瀏覽，點(diǎn)擊即可獲取相關(guān)設(shè)備詳細(xì)信息，有效解決了場館相關(guān)設(shè)備多樣、協(xié)議復(fù)雜等一體化管控難問題，實(shí)現(xiàn)場館運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、趨勢研判、提前預(yù)警和分析決策的綜合智慧管理。
北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司副總建筑師、國家游泳中心“水立方”和國家速滑館“冰絲帶”設(shè)計(jì)總負(fù)責(zé)人鄭方表示，在輕型結(jié)構(gòu)和智慧建造方面，“冰絲帶”采用面向未來的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，大大減少屋頂用鋼量。同時(shí)，建筑師為場館建立節(jié)能體系，包括控制新建場館容積、增強(qiáng)自然通風(fēng)和采光利用，提升場館能源運(yùn)行水平等，降低了冰上場館對環(huán)境的整體影響，提高了場館運(yùn)行效率。
施工材料創(chuàng)新
在雙碳背景下，綠色辦奧的理念正在激發(fā)建材產(chǎn)業(yè)潛能，塑造人與自然和諧共生的綠色低碳節(jié)能建筑。
你能想到嗎？玻璃可以作為新能源材料，應(yīng)用于2022年北京冬奧會國家速滑館和張家口冬奧會配套設(shè)施改造項(xiàng)目。這就是由中國工程院院士、中國建材集團(tuán)總工程師、凱盛科技集團(tuán)董事長彭壽帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)出的碲化鎘發(fā)電玻璃，具有弱光性能好、抗衰減等特點(diǎn)，是適用于光伏建筑一體化的理想材料。
圖為碲化鎘發(fā)電玻璃在赤城奧運(yùn)走廊項(xiàng)目中的應(yīng)用（凱盛科技集團(tuán)供圖）
據(jù)了解，在2022年北京冬奧會項(xiàng)目建設(shè)中，碲化鎘發(fā)電玻璃分別應(yīng)用于國家速滑館和張家口冬奧會場館BIPV建筑一體化項(xiàng)目，以及赤城奧運(yùn)走廊項(xiàng)目。在綠色辦奧的目標(biāo)下，發(fā)電玻璃的應(yīng)用既滿足了功能性要求，同時(shí)還兼具經(jīng)濟(jì)性和藝術(shù)性。以赤城奧運(yùn)走廊項(xiàng)目為例，經(jīng)過對比論證，赤城奧運(yùn)走廊總?cè)萘繛?2MW，是亞洲第一大碲化鎘發(fā)電玻璃電站。該項(xiàng)目意味著我國光伏+荒漠整治模式的成功，為未來光伏產(chǎn)品的應(yīng)用模式、應(yīng)用場景提供了新思路。
對此，彭壽在接受新華網(wǎng)專訪時(shí)表示，作為材料的創(chuàng)造者和創(chuàng)新者，我們要為2022年北京冬奧會場館建設(shè)在材料領(lǐng)域做出自己的貢獻(xiàn)?！绊诨k發(fā)電玻璃不僅具有建筑材料的特性，而且能夠發(fā)電，是新型綠色環(huán)保建筑材料，目前在全國已有多個應(yīng)用碲化鎘發(fā)電玻璃的光伏建筑一體化示范項(xiàng)目。通過2022年北京冬奧會場館的建設(shè)應(yīng)用，碲化鎘發(fā)電玻璃將成為綠色和科技辦奧交匯的創(chuàng)新點(diǎn)。”彭壽說。
應(yīng)用理念創(chuàng)新
在北京2022年冬奧會期間，國家游泳中心（以下簡稱“水立方”）將變身為“冰立方”，成為冬奧冰壺和輪椅冰壺項(xiàng)目競賽場館。對于冰壺賽事而言，場地的光環(huán)境效果將直接影響到賽事能否順利進(jìn)行、運(yùn)動員的競技狀態(tài)、技術(shù)水平的發(fā)揮以及最終的比賽成績。
國家游泳中心供圖
作為北京市科委的重點(diǎn)項(xiàng)目，《國家游泳中心冰壺場地環(huán)境與節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究》的項(xiàng)目負(fù)責(zé)單位為國家游泳中心，中國建筑科學(xué)研究院建筑環(huán)境與能源研究院承擔(dān)并完成了光環(huán)境研究。
中國建研院建筑環(huán)境與能源研究院羅濤博士接受新華網(wǎng)專訪說，本課題為北京市科技計(jì)劃課題“國家游泳中心冰壺場地環(huán)境與節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究”的子課題“冰壺場地光環(huán)境與節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究”，課題起止時(shí)間為 2017年1月至2019年12月。該課題的難點(diǎn)在于水立方是既有場館，原有建筑布局和馬道主要是滿足游泳和跳水等水上項(xiàng)目的照明需求，要在具備上述條件的同時(shí)，滿足冰壺比賽的要求，且要實(shí)現(xiàn)節(jié)能以及賽時(shí)、賽后的綜合利用，賽后要滿足冰上和水上兩類運(yùn)動的照明需求，這就需要提供一套足夠靈活和適應(yīng)性強(qiáng)的解決方案。“大功率LED在國內(nèi)高級別賽場中還未得到應(yīng)用，沒有參考依據(jù)，工程時(shí)間也比較緊張，這對于課題組也是個不小的挑戰(zhàn)?！绷_濤說。
北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司副總建筑師、國家游泳中心“冰立方”和國家速滑館“冰絲帶”設(shè)計(jì)總負(fù)責(zé)人鄭方供圖
據(jù)羅濤介紹，該課題主要針對冰上場地用大功率 LED 照明產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)研究、比賽大廳照明設(shè)計(jì)方案研究、智能照明控制與節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究、冰上場地天然采光與節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究以及多功能冰上場地的照明控制關(guān)鍵技術(shù)研究五個方面展開研究工作。同時(shí)，該課題研究結(jié)合國家游泳中心冰壺場地照明改造工程同時(shí)進(jìn)行，課題成果直接應(yīng)用于工程實(shí)踐。
“通過課題組研究，在水立方的大力支持和相關(guān)單位的配合下，最終圓滿完成了這個任務(wù)。該項(xiàng)目成果直接應(yīng)用于國家游泳中心冰壺場地照明改造項(xiàng)目，經(jīng)現(xiàn)場測試，各項(xiàng)照明指標(biāo)滿足冬奧比賽和電視轉(zhuǎn)播要求，并得到了奧運(yùn)轉(zhuǎn)播機(jī)構(gòu) OBS 專家和冬奧組委的充分肯定，為2022 年冬奧會提供了重要的技術(shù)保障。研究成果中關(guān)于照明產(chǎn)品的性能要求和超高清轉(zhuǎn)播的技術(shù)要求被國家標(biāo)準(zhǔn)《LED 體育照明應(yīng)用技術(shù)要求》采納，為其他場館建設(shè)提供了參考，特別是為高級別體育照明實(shí)踐起到重要的指導(dǎo)作用?！绷_濤說。
鄭方補(bǔ)充道，在打造可持續(xù)賽后利用場景方面，“水立方”通過“水冰轉(zhuǎn)換”可拆卸結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)冬季、夏季兩個使用場景的轉(zhuǎn)換。
不難看出，在北京冬奧場館規(guī)劃建設(shè)工作中，無論建設(shè)新場館還是改造老場館，既從自身特點(diǎn)出發(fā)，又結(jié)合發(fā)展的理念，考慮到賽后運(yùn)營，最大限度利用既有場館和設(shè)施，并融入5G、大數(shù)據(jù)等新一代科技，把近期和遠(yuǎn)期、現(xiàn)狀和新建結(jié)合考慮，體現(xiàn)出可持續(xù)的發(fā)展理念。
