“1800平方米的冰板层，不能有一条裂缝！”揭秘北京冬奥场馆建设
中新经纬8月11日电 （付玉梅）随着东京奥运会收官，全世界的目光聚焦于6个月后的北京冬奥会。中国建筑首都体育馆改扩建项目的技术总工吕玉圣内心比旁人更为激动，“想到我们亲手铸造的场馆，即将向世界奉献一届精彩、非凡、卓越的奥运盛会，我很自豪，也很期待。”
作为北京冬奥会20余个场馆及配套项目的建设单位，中国建筑集团有限公司（下称中国建筑）数千名建设者仍在日夜奋战。据悉，北京2022年冬奥会和冬残奥会共使用39个场馆，包括竞赛场馆12个、训练场馆3个、非竞赛场馆24个，分布北京赛区、延庆赛区和张家口赛区三个赛区。
奥运再次来到北京时间。历经14年，北京将成为世界首个“双奥”之城。“水立方”变身为“冰立方”、冰壶场地与速滑场地自由转换……近日，“北京冬奥场馆有多好看”等话题将观众的期待值拉满。中新经纬对话了这些场馆背后的工程师们，他们在一线，为即将奔赴冬奥的运动健儿筑起逐梦之地。
“双奥”之城 重塑老地标历史记忆
那个因奥运而沸腾的2008年还历历在目。事实上，在本届东京奥运会开幕当天，网友们就把北京奥运会送上了热搜，重温“百年奥运梦圆”现场。
场馆是奥运留给一座城的烙印。国家体育场（鸟巢）、北京奥林匹克公园等名地标，都为备战北京奥运而生。如今，部分场馆成为“双奥”间的连接纽带。
“北京冬奥会将最大程度使用2008年奥运会遗产。”近日，北京冬奥组委规划建设部部长刘玉民在新闻发布会上介绍，北京冬奥会共使用14个北京奥运会遗产，其中10个为场馆遗产，4个是土地遗产。
首都体育馆也是其一。2020年12月，首都体育馆完成改造扩建。冬奥场上，它将承担短道速滑和花样滑冰两项重要比赛任务。对熟悉该馆的市民来说，这座北京的老地标改建后已焕然一新，但原有的建筑结构、整体风貌都没有改变。
首都体育馆改造图 中国建筑供图
建成于1968年，从1971年“乒乓外交”的经典一幕到1981年承办冰球世锦赛，再到2008年北京奥运会的排球主赛场，首都体育馆可谓是体育历史的见证者。
然而，厚重的历史也给项目的施工带来难度。“刚进场就面临巨大的挑战。”吕玉圣回忆起来，自己在刚拿到图纸时就很头疼。首都体育馆曾历经两次大的改造和数次小改造，但彼时的图纸却是半个世纪前的手绘图和此次改造的新版蓝图，与施工现场的实际情况差别很大。
因此，他们只能先通过利用3D点云扫描技术还原出建筑模型，再通过摸排现场实际情况反馈数据，反复纠偏校核，最终才得到与施工现场相契合的模型图。
工期得以推进，吕玉圣与团队又陷入另一个难题：如何最大程度保留场馆原有韵味。“这样既体现节俭办奥的原则，又维护了首都体育馆的历史和艺术价值百科。”吕玉圣告诉中新经纬。
开工前，他们翻阅大量的文献资料，也召开数次专题会进行讨论和方案比选，期间讨论最多的话题，就是如何平衡“利旧”和“创新”。
吕玉圣记得，当时为确定场馆外立面的颜色，他与团队搜集了大量的老旧照片，反复从观感、质感及整体效果进行比选，最后才决定继续秉承中国传统色调，采用典雅的米色仿石涂料，形成现在庄严的外观形象。
这些讨论细至体育馆前的一块老石阶。“每一块石材都承载着厚重的历史传承，保护好这些石材就是保护好一个时代的遗产。因此，我们仅进行了清理和加固维护，以原貌修之。”吕玉圣带领着团队从传承保护的角度出发，坚持“修旧如旧”。
“中国制造”的黑科技
夜色下的北京奥林匹克公园中，“冰立方”的灯光秀总是格外抢眼。这是冬奥会又一个惊艳世界的作品。为最大程度提升场馆利用率，“水立方”摇身变为“冰立方”：游泳池变成冰壶场地，原来的跳水池也消失了，换成了新架起的钢架坡道……
冰立方水冰转化后冰壶赛道 中国建筑供图
变“水”为“冰”，多的不止是两点。不同季节的场馆需求截然相反，夏天的“水立方”承接游泳体育赛事，要求高温高湿；冬天转换成“冰立方”，承接冰壶比赛项目，又要低温低湿。此外，冰壶比赛对于场地稳定性、平整度等要求很高，且与游泳比赛对于温度、湿度、光照等要求也大不相同。
中国建筑“冰立方”项目经理刘军介绍，要满足场馆运营新模式，秘诀在于膜结构。场馆由3216个各异的膜结构“气泡”构成，每个“气泡”由内外两层ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）组成。
ETFE膜具有良好的热学性能和透光性，两层膜中间被称为“空腔”。夏季开启顶部的“空腔”，让场馆通过自然通风降温；冬季“空腔”合闭，让场馆充分吸取太阳光热，最大可能降低能耗，使场馆实现冬季保温、夏季散热，可节电30%以上。
这样的“黑科技”创新在冬奥场馆建设中屡见不鲜。中国建筑承建的冬季运动管理中心综合训练馆工程（简称“冰坛”项目），可实现冰壶场地与速滑场地之间自由转换，是2022年北京冬奥会首个开竣工场馆。
冰坛项目全景 中国建筑供图
房世鹏是“冰坛”项目的总工程师。入行10年来，他见过大大小小的施工现场，但这次的压力感是前所未有的，“更多的是觉得背负着一种社会责任”。
房世鹏介绍，此前的2018年韩国平昌冬奥会采用的是乙二醇制冷系统，因此“冰坛”建设初期也是计划沿用此方案。而开工前，奥组委突然要求将乙二醇系统更改为二氧化碳。这在中国国内还尚无先例。
从压力管道开始，团队将原本乙二醇配套使用的不锈钢管都换成进口的铜管。与此同时，相应的资质和检测机构也要更换。“整个施工组织和施工方案，都是一个颠覆性的调整。”房世鹏告诉中新经纬。
最终，中国首个二氧化碳跨临界直冷制冰冰场顺利交付。“相比传统的乙二醇制冷系统，二氧化碳跨临界系统无污染，纯天然，易提取，还能直接蒸发制冷，减少中间换冷程序，可使冰面各点温度一致无温差，冰面温度恒定，提升能效40%。”房世鹏介绍。
所有冬奥场馆100%用上“绿电”
绿色节能也是2022年北京冬奥会场馆的一大亮点。据介绍，传统冰上运动场馆的电力照明系统每年耗电约58000度，使用寿命仅3年，位于地下的冰上运动中心对光照需求更高，耗能随之增大。
中国建筑项目团队巧借自然，他们在“冰立方”场馆上方建造了直径13米的玻璃幕墙，同时在地面铺设19根导光管，将自然光引入室内，让进入场馆的阳光更充足。这样“别出心裁”的创意，每年能节电约26000度——相当于一个家庭至少10年的用电量。
与自然共生是一个长期命题。在海拔900米以上的延庆冬奥村，中国建筑冬奥村项目在施工现场搭起围栏，全面普查施工区域内需要保护的树种、数量和分布。他们坚持做好保护措施，在遗址保护区内搭起各类小木屋供野生动物栖息。
冬奥村内给小动物们搭“新家” 中国建筑供图
“依山而建冬奥村，就要与自然融为一体。”他们说。直到施工结束，313棵原生树木作为冬奥村最主要的景观被保留下来。
三大赛区北京、延庆、张家口的共建共享也成为佳话：来自张家口的风电、光伏电通向北京，所有冬奥场馆100%已用上“绿电”。据介绍，北京冬奥会将成为百年奥运历史上第一次全部使用绿色清洁电力的奥运会。
“1800平方米的冰板层，不能有一条裂缝”
“冰坛”寓为“冰雪圣坛”，这也寄托着北京冬奥场馆的唯美使命。在建筑下方仰望，立面的线条正如运动员刻苦训练所产生的道道“冰痕”。
“冰坛”整体建筑退让城市空间，下窄上宽，是异形构架。“与其循规蹈矩，不如试试以‘异’解‘异’。”项目团队用结构特异的“Y”字形梁柱去弥合本就特殊的结构。原本竖直的钢柱出地面后被分成两叉，一根向上延伸，另外一根则呈15度角斜向上延伸。
但是，钢结构施工也面临着一个巨大难题：穿的钢筋实在太密了。柱子一个方向就要穿20多根钢筋，已经达到极限要求。如此密集且纵横交错的排布，误差范围到了毫米级别，只能依靠技术人员一根一根计算后手工绘图，一个柱头就要画上5天。
每一个场馆的华丽转身，都凝结着建设者们的智慧与汗水。房世鹏也感慨，“1800平方米的冰板层，混凝土要一次性浇筑成型，不能有一条裂缝。平整度误差需控制在3毫米以内，给施工带来很大的难度。”
为精准控制奥运标准的冰场温度，冰面下方有13层结构，“冰坛”使用的混凝土不但要作冰面支撑，还得保护冷冻管线。小小混凝土，需要经受住200次的反复冻融。而且，1800平米的冰面内含25000延米的芬兰进口铜管，铜管要精准定位至混凝土中，方可实现冰面制冷均匀。
一个个项目顺利攻关，冬奥场馆正如期交付。问及对施工期间印象最深刻的事，房世鹏反倒没再谈目录上的亮点工程，而是回答“收工那天”，说“终于松了口气”。事实上，他们还要一直负责现场的维保，等待冬奥来临。
中国建筑方面表示，冬奥会后，场馆还将成为一座推广普及冰雪运动的“全民乐园”。“奥林匹克”的至高标准，绝不止于一场赛事，更面向着全民冬季运动的广阔明天。（中新经纬APP）
责任编辑：刘万里 SF014
原标题：揭秘北京冬奥场馆建设1800平方米的冰板层不能有一条裂缝
