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3360块玻璃拼出“冰丝带”曲面幕墙,2022冬奥会“国家速滑馆”新进展

来源:中国建筑金属结构杂志  作者:编辑  日期:2019-10-31
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  10月11日,工作人员在介绍“冰丝带”上的双层圆管玻璃(小图)。国家速滑馆工地,外幕墙玻璃已完成90%(大图)。

  本篇文章内容由[中国幕墙网]编辑部整理发布:

  10月11日,工作人员在介绍“冰丝带”上的双层圆管玻璃(小图)。国家速滑馆工地,外幕墙玻璃已完成90%(大图)。

  北京2022年冬奥会场馆——国家速滑馆的建设正在加快推进,目前,场馆正在进行屋面和外幕墙两项主要工程的施工,“冰丝带”的完整外形已经初步亮相。

  有“冰丝带”之称的国家速滑馆是北京2022年冬奥会速度滑冰项目的比赛场馆,日前,新京报记者探访了位于奥林匹克森林公园网球中心南侧的国家速滑馆。

  记者在施工现场了解到,场馆外幕墙施工已进行到收尾阶段,3360块外幕墙玻璃已安装3000块以上,约完成90%,本月底将全部安装完成。外幕墙上的“冰丝带”也正在紧锣密鼓的安装中,预计年底整个场馆将完成封围封顶,实现“丝带飞舞”。

  国家速滑馆是北京冬奥会标志性场馆,该工程由北京城建集团施工总承包,其主场馆建筑面积约8万平方米,高度33。8米,能容纳一万名左右观众。“冰丝带”设计为世界上规模最大的单层双向正交马鞍形索网屋面,1。2万平方米的亚洲最大冰面,并由3360块玻璃拼接出外观自由流畅的天坛形。

  建成后,国家速滑馆“冰丝带”将与国家体育场“鸟巢”、国家游泳中心“水立方”一起,共同组成北京这座世界首个“双奥之城”的群。冬奥会后,国家速滑馆将成为集“体育赛事、群众健身、文化休闲、展览展示、社会公益”五位于一体的综合性体育场馆。

  揭秘1

  天坛形曲面幕墙怎么安装?

  10月11日,新京报记者在国家速滑馆施工现场看到,国家速滑馆酷似天坛造型的玻璃幕墙已经完成了大面积的安装,外立面连续的玻璃幕墙随着屋顶轮廓的高低变化水平延展。

  北京城建集团国家速滑馆工程总承包部执行经理张怡向记者介绍,国家速滑馆的曲面玻璃幕墙体量大,3360块玻璃块需要通过机械配合工人操作,严丝合缝地嵌入S形钢打造的中。

  在玻璃安装之前,一道重要的施工程序,是将160根S形钢龙骨进行安装定位,这是整个曲面幕墙的“骨架”。幕墙工程包括曲面幕墙S形钢龙骨、弧形连接梁、丝带、丝带管的加工制作以及现场安装,每根S形钢龙骨由4块拼焊而成,最长的为32.7米,重量约6吨,最短的也有16.1米。

  与一般幕墙相比,S形钢龙骨形态复杂,制作难度大,安装高、施工难度大。“每一根S形钢龙骨的尺寸都不一样,位置高低不同,弯度不同,这就要求我们在现场施工中反复调整,确保定位准确,之后曲面玻璃才能毫无误差地嵌进每一个空格里。”张怡说。

  据其介绍,曲面幕墙采用的是超白双银低半钢化夹胶(low-e)玻璃,没有一块是相同尺寸,包括外凸和内凹的两种弯弧玻璃、、大立面玻璃和“冰丝带”半圆管玻璃,单元体半径为1.5米,玻璃夹胶层为先进的SGP胶片,中间中空层则充入,可以起到的效果。

  这些形态各异的玻璃,如何能严丝合缝地安装在国家速滑馆的外幕墙?张怡告诉记者,许多外凸和内凹的玻璃需要一点点推进两根“冰丝带”轴和S形钢龙骨搭成的框架里面去,安装的角度需要一遍又一遍地研究琢磨。“这比普通平面玻璃的安装难度要大得多,一年多来,研发团队也不停地在研究现场安装的工艺,不断进行完善和调整。”

  揭秘2

  “冰丝带”如何飞舞起来?

  记者在施工现场看到,除了大面积的曲面玻璃,在场馆南北向的一侧,数条“冰丝带”已经成功地环绕在曲面幕墙之间。近距离观察可以看到,这些作为“冰丝带”本体的圆管玻璃,由一块块半圆柱体组成,透明的玻璃体上装饰着宛如冰晶的白色花纹。

  张怡向记者介绍,这些圆管玻璃都是专为国家速滑馆定型加工制作而成的,共有3500多片,将拼接组成自上到下分布在外幕墙上的“冰丝带”,平均一圈约为640米,全部连起来总长达到14000米左右。每一块单元体由两层6毫米的玻璃贴合而成,需要弯曲成直径350毫米的弧度,加工难度极大。

  而我们看到的“冰晶”花纹,则是通过特殊的彩釉工艺在玻璃表层制造花纹,呈现出冰雪晶莹的效果。“对曲面玻璃来说,半径越小加工难度越大,要把两片弯曲成同样的弧度还要牢固地拟合在一起,难度就更大了。”

  更有特色的是,“冰丝带”的灯光照明将安装在两片合处一毫米的交缝上,每1米将密集安装90多个小灯泡,通过彩釉膜的导光效果,把光导进玻璃,使灯光呈现出特殊的柔和效果,整个“冰丝带”将成为一个发光的玻璃体。22根“冰丝带”如同速滑运动员的运动轨迹缠绕在曲面玻璃幕墙表面,建成后夜景照明开启,将形成美轮美奂的“丝带飞舞”效果。

  揭秘3

  双向正交马鞍形索网屋面如何打造?

  在国家速滑馆的建设中,比外幕墙施工难度更大的,是屋面工程的安装。国家速滑馆“冰丝带”设计为目前规模最大的单层双向正交马鞍形索网屋面,南北长跨约200米,东西短跨约130米,用钢量仅为传统屋顶的四分之一。由于场馆屋顶索网结构呈双向正交马鞍形,建设人员需要先后完成索网地面铺装、提升安装、张拉、屋面单元体安装等多道复杂的施工工序。

  目前正在施工中的屋面,仍能看出张拉开的索网形状,宛如一个巨大的网球拍笼罩在场馆上方。“索网的作用就是整个屋面的‘骨架’,等屋面单元体安装完成,索网下部还会悬挂上低辐射膜材,这个‘骨架’就会被整个藏起来。”张怡说。

  张怡解释,由于索网屋面的空间形态非常复杂,张拉以后每一个“方格”空间形态都不一样,因此填充的每一块单元体尺寸也不同,需要通过实测得到数据后再进行加工定制。在施工现场,堆积着多块将安装在屋面上的单元体,每一块都标有精确到毫米的尺寸表、代表安装区域的批次和详细编号,每个角则对应标有东南西北的方位。据介绍,这是为了确保安装的时候不会错位,一旦错位就不能拟合双曲面马鞍形曲线。

  此外,记者还在现场看到多块形态各异的异形单元块,不少都带有不同坡度的凹槽。“这些凹槽就是屋顶的沟,凹槽里将安装虹吸雨水斗,下雨的时候雨水会汇聚至此再排出去。我们的施工人员,需要按照设计好的角度像搭积木一样,一块一块安装在索网屋面上。”据悉,这样的复杂异型单元块约有600块,占屋面总单元体块数的一半以上。

  在速滑馆内部施工现场,几百个正方体大水桶仍然自屋顶垂吊在场地中央,这是国家速滑馆索网屋面在安装过程中的巧思之一。据介绍,这些水桶是为了模拟未来将安装在屋顶上的单元体。“屋面索网具有一定的柔性,在屋面单元体的安装过程中,索网会不停地,为了让它一开始就保持在未来完工的状态,我们通过悬挂配重的方法模拟屋面的重量,让这个‘网架’锁定住,再随着屋面的安装慢慢撤除配重,不停地进行置换,使整个屋面始终保持在稳定的变形状态。”

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