揭秘北京冬奥“冰坛”,钢结构总量1900吨,外立面幕墙采用bim技术
中关村南大街，每日车水马龙。主街周边，伫立着新老国家图书馆、首都体育馆、首都滑冰馆等几座知名建筑。它们之中，有的建成于1968年，有的建成于2008年，因建设年代大为不同，建筑风格也是迥异。
而就在国家图书馆对面，一座近似六边形的新建筑，于近日正式亮相。它就是北京2022年冬奥会首批立项开工的新建场馆——冬季运动管理中心综合训练馆，也被称为“冰坛”。
作为拥有我国***块奥运标准冰壶训练场地的场馆，“冰坛”历时两年建设过程，实现了从蓝图到现实的跨越，并将于今年年底全部完工。
造型独特
美丽“冰坛”完整呈现
冬季运动管理中心综合训练馆总建筑面积3.32万平方米，设有地上六层，地下一层（局部二层），包括两块标准冰场、两片陆上训练场地、科研医疗康复用房、运动员宿舍和餐厅。
冬季运动管理中心综合训练馆的造型极为独特。从高空俯视，综合训练馆像一个冰壶的横剖面，从底部到顶部呈现圆壶形，珠光灰色的金属屋面在阳光下透出亮白色。从侧面看，综合训练馆的外立面就像是一道道短道速滑结束后的“冰痕”，故而得到了“冰坛”的别称。
从西侧的入口进入“冰坛”内部，四面围合的建筑又是另一番感觉，一个半开放的室外庭院，将建筑与自然巧妙连接在一起。“你从建筑内部能够很清晰地看见，建筑北侧是下窄上宽、上大下小的形式，这既是为了更好地体现‘冰坛’的寓意，也是基于退让城市空间的考量，形成用地内部的室外庭院空间。”施工方中建二局三公司冬季运动管理中心综合训练馆项目总工房世鹏介绍。
技术克难
手工绘图高精度安装支撑柱
和许多现代建筑类似，“冰坛”项目主体近一半采用了钢结构建设，钢结构总量为1900吨，其中仅屋顶钢结构就重达200吨，相当于5架空中客车a320飞机的重量。
与众不同的是，由于整体建筑是下窄上宽，起竖向支撑作用的钢柱中，有不少属于异形柱，柱截面呈“y”字形。“您看，原本竖直的钢柱，在出地面后被分成两叉，一根继续向上延伸，另外一根则呈16度角斜向上延伸，从而形成了y形。”项目技术部部长张江伟告诉记者，异形柱的施工成为“冰坛”工程最难的地方。
难点之一，是穿钢筋。 “实在太密了，有的一根柱子一个方向就要穿20多根钢筋，已经达到钢柱腹板穿孔率的极限要求。”张江伟解释，如此密集且纵横交错的排布，允许的误差范围已经达到毫米级别，只能依靠技术人员一根一根计算后手工绘图，反复修改。“一个柱头就要画上5天，那感觉可能和普通人用上好几天才能搭出乐高玩具一样。”
难点之二，就是混凝土浇筑。高度超过12米的异形柱，完全是一次性浇筑成型，普通的模板加固体系已无法完成。经过反复试验后，项目部定制了全钢大模板，通过现浇筑主体结构内侧直柱的混凝土，再用倒链与施工完成的直柱进行固定，实现无顶撑的“y形柱”混凝土整体浇筑。
场馆南侧用于结构支撑的15根非异形钢柱的穿筋，同样不容易。张江伟介绍，每根钢柱之间的净距离是3.15米，贯穿柱间的梁长64米。按照要求，每根钢柱上设有两个40毫米圆孔，将直径32毫米的钢筋横穿过去，上下前后误差要控制在4毫米内。安装时，他们通过三维坐标定位，控制柱的安装位置及安装精度，从左右两侧依次传递钢筋，完成了梁筋贯穿施工，没有出现丝毫误差。
“我在工程领域干了12年了，从来没有碰到这么难的钢结构施工。”张江伟笑着说，通过“冰坛”工程，他算是长了大学问。
毫米不差
每块挂板和幕墙均量身定制
取意“冰痕”的外幕墙，则是观照了运动员舒适的自然采光环境和建筑自遮阳的节能理念，既是建筑造型的亮点，也是施工中的另一个难点。
房世鹏介绍，“冰坛”的外立面幕墙，由金属铝板、玻璃幕墙组成。由于建筑的曲线造型结构，导致异形铝板和玻璃很多，其中异形铝板更是超过了铝板总量的1/3，双曲铝板和玻璃也达到1400余块，约占工程总量的20%。“毫不夸张地说，每一块挂板都是根据建筑造型量身定制，拼装误差在毫米级。”房世鹏告诉记者，为此，外立面幕墙的施工全部采用bim（建筑信息模型化）技术设计，确保每块挂板的精度和安装位置准确无误。
值得一提的是，为了实现最完美的视觉效果，除了安装过程中的“毫米不差”外，项目部还要求“冰坛”外部和内部构件的每条线都得一一对应、严丝合缝。“打比方说，地板拼接的缝隙要和墙面缝隙在一条线上，墙面缝隙和吊顶缝隙也要在一条线上，外立面玻璃幕墙接缝要和相对应的内部结构的墙面缝隙在一条线上。”张江伟说，施工过程中，大家做得最多的一件事就是放线和核对，“不能犯一丝差错，有一处错了，就可能导致处处都错。”
未来 冬奥场馆赛后变运动乐园
除了是一座孕育相关项目竞技水平的“冰雪圣坛”之外，“冰坛”同时也是一座推广普及冰雪运动的“运动乐园”。据了解，北京2022年冬奥会后，“冰坛”除了继续作为国家队的训练场馆外，还将作为全民健身和推广普及冰上运动的场所使用。届时，首都体育馆、首体综合馆、首都滑冰馆、运动员公寓，将与新建的“冰坛”和冬奥赛事中心一起，形成一个竞赛场馆、三个训练场馆、两个配套设施共六个主要建筑为核心的首体运动园区。
其实，北京2022年冬奥会所有场馆在建设或改造之处，都充分考虑到了赛后利用的问题，用奥运遗产助力全民参与冰雪运动的热情。
***数据显示，北京已有室内滑冰场37处，41个冰面，室外53座滑冰场地、20家雪场。随着冬奥场馆的陆续建成，北京冰雪运动的开展和普及将获得更强大的场地支持。
根据今年3月中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于以2022年北京冬奥会为契机大力发展冰雪运动的意见》，全国将大力建设群众冰雪设施，普及群众性冰雪运动，带动3亿人上冰雪。北京作为双奥之城，无疑将是冰雪运动普及的重点。
近年来，北京筹办冬奥已经点燃了市民积极参与冰雪运动的热情。2017年至2018年的雪季，全市举办了市区级活动336项，吸引了502万人次参与冰雪运动。预计到2022年，北京将基本形成较为完善的冰雪运动服务体系，实现“1248”目标。其中“1”是指打造一张冰球名片，“2”是指建立冰上队伍和雪上队伍，“4”是冰雪产业达到400亿元，“8”是指到2020年800万市民参与冰雪运动。
持续利用
冰壶场地可实现自由转换
形似冰壶的“冰坛”，拥有两块31米×61米的国际赛事标准冰场，位于一层的冰场更是我国***块奥运标准冰壶训练场地。更为特殊的是，这块冰场也是国内***使用二氧化碳直接蒸发制冷的冰场，未来可在冰壶场地与速滑场地之间实现自由转换。
“与绝大多数的冰场不同，这种专业性强的体育冰场，设置的各种用热单位较多，对热源需求量大，像空调系统防结露热水、常规地板防结露加热层、融雪加热盘管、浇冰车用热水等都需要大量热源。”场馆人员介绍，冰场特别设计了一套热回收系统，通过提供更多的热源来分担场馆用热需求，进而降低整个场馆的能耗。同时，为了将冰温控制在-3℃到-8℃，场馆还采用了自行设计的冰场智能自控系统，通过各传感系统和电气自控元件，可以实现主设备自动启停。
“由于冰壶场地要求的各项指标均与普通速滑场地不同，要实现两者间的自由转换，施工难度着实不小。”机电经理刘亚飞告诉记者，仅拿相对湿度来说，冰壶比赛要求的冰面相对湿度为35%，而普通速滑比赛要求的冰面相对湿度为50%。通过对机电安装方案的反复论证改进，场馆最终能实现对上万平方米的空间快速实现湿度的精确控制。
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