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中國(guó)“智”造的世界杯主球場(chǎng)②|智能球場(chǎng)、綠色建筑 中企“科技與創(chuàng)新”閃耀世界杯

2022-11-21 編輯: 譚立勇

由中國(guó)鐵建總承包建設(shè)的盧塞爾體育場(chǎng)

  卡塔爾世界杯主球場(chǎng)盧賽爾體育場(chǎng),是目前世界上規(guī)模最大、系統(tǒng)最復(fù)雜、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)最高、技術(shù)最先進(jìn)、國(guó)際化水平最高的專業(yè)足球場(chǎng),也是當(dāng)今世界跨度最大的雙層索膜屋面單體建筑。中國(guó)企業(yè)首次承建頂級(jí)世界杯主場(chǎng)館,就是以設(shè)計(jì)施工總承包的身份中標(biāo),技術(shù)難度和施工挑戰(zhàn)不言而喻。

  中國(guó)鐵建在項(xiàng)目全生命周期采用BIM技術(shù)與智慧建造技術(shù),大幅提高施工效率和施工質(zhì)量的同時(shí),結(jié)合一系列新技術(shù)、新方法的運(yùn)用,不僅實(shí)現(xiàn)了日照仿真、智能溫控、草坪自動(dòng)通風(fēng)、坐椅通風(fēng)等智能調(diào)控效果,還獲得國(guó)際足聯(lián)綠建評(píng)價(jià)五星級(jí)認(rèn)定,成為目前全球綠色施工水平最高、最為節(jié)能環(huán)保的體育場(chǎng)項(xiàng)目之一。

  全生命周期BIM技術(shù)創(chuàng)多項(xiàng)世界之最 變形、困難全解決在圖紙階段

  盧塞爾體育場(chǎng)的設(shè)計(jì)靈感源于阿拉伯傳統(tǒng)琺瑯燈格紋飾,整體造型如同盛滿椰棗的金碗,幕墻的外立面自上而下呈弧形變化。外幕墻總面積約6萬(wàn)平方米,由近4萬(wàn)個(gè)小三角單元組成4200多個(gè)吊裝單元,且每個(gè)小三角單元的尺寸都有所差異,將這樣的藝術(shù)設(shè)計(jì)變成宏偉建筑,對(duì)建造技術(shù)是極高的考驗(yàn)。

外幕墻由近4萬(wàn)個(gè)小三角單元組成,每個(gè)的尺寸都有所差異

  “我們接手項(xiàng)目時(shí)非常興奮,但很快便覺(jué)得困難較多,壓力也較大?!鼻捌诓邉澓驮O(shè)計(jì)階段,中方總工程師李白經(jīng)常要與盧塞爾體育場(chǎng)的建筑設(shè)計(jì)師溝通,進(jìn)行大量的BIM數(shù)字化仿真模擬。鋼結(jié)構(gòu)的形態(tài)在不同溫度和不同施工階段都有變化,在動(dòng)態(tài)變化中精準(zhǔn)定位、安裝4672個(gè)連接件,是幕墻工程的最大難點(diǎn)。建設(shè)者為此進(jìn)行了仿真模擬分析,讓連接件在各方向都有一定的調(diào)節(jié)余量,減少施工偏差,保證了幕墻結(jié)構(gòu)和主體鋼結(jié)構(gòu)良好結(jié)合。

  抬頭仰望高大的主體建筑,全程參與項(xiàng)目建設(shè)的希臘BIM工程師里奧·尼達(dá)斯充滿驕傲:“依托中國(guó)企業(yè)采用的先進(jìn)數(shù)字化技術(shù),我和中外同事們?cè)?0米高空中一次又一次將施工誤差控制在了毫米級(jí)。”

  BIM技術(shù)是一種數(shù)據(jù)化管理工具,主要是用于工程設(shè)計(jì)、工程建造以及工程管理。該技術(shù)通過(guò)將數(shù)據(jù)建設(shè)過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、信息、項(xiàng)目策劃等進(jìn)行共享和傳遞,使得參與工程建設(shè)的人員能夠準(zhǔn)確了解建筑信息,并及時(shí)作出應(yīng)對(duì),從而提高生產(chǎn)效率、節(jié)約生產(chǎn)成本。BIM技術(shù)的應(yīng)用在國(guó)際上已經(jīng)比較常見(jiàn),但是在體育場(chǎng)的全生命周期應(yīng)用還是首次。中國(guó)鐵建中標(biāo)后,組建了國(guó)際化的BIM管理團(tuán)隊(duì),由中國(guó)、希臘和印度3國(guó)的20余位一流BIM工程師組成。項(xiàng)目設(shè)計(jì)總監(jiān)康清明介紹,盧賽爾體育場(chǎng)利用BIM技術(shù)中心數(shù)字孿生模型統(tǒng)籌工程管理,中心模型數(shù)據(jù)量高達(dá)10TB,抽圖數(shù)量達(dá)33000多張。

  通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用,在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段就檢查各項(xiàng)設(shè)計(jì)是否存在錯(cuò)漏,把建設(shè)過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題提前解決,降低返工率;對(duì)鋼結(jié)構(gòu)與屋面索網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),大幅降低鋼材消耗。施工階段,還通過(guò)BIM技術(shù)對(duì)施工組織、報(bào)檢報(bào)驗(yàn)等進(jìn)行了全方位數(shù)字化輔助管理,優(yōu)化和調(diào)整設(shè)計(jì)方案,大幅提高施工效率和施工質(zhì)量,降低了安全事故的發(fā)生率,最大化地實(shí)現(xiàn)了智能建造。

  參與館內(nèi)設(shè)備安裝的約旦工程師艾哈邁德·奧泰比介紹,技術(shù)團(tuán)隊(duì)利用BIM技術(shù)模擬了場(chǎng)內(nèi)溫度、濕度和氣流速度等,滿足觀眾舒適度的要求。同時(shí),綜合考慮了大型攝影機(jī)、媒體轉(zhuǎn)播平臺(tái)等障礙物因素,合理設(shè)置座位,確保觀眾視線符合國(guó)際足聯(lián)要求。

  智慧球場(chǎng)環(huán)保節(jié)能看球舒適 通風(fēng)、排水、日照模擬養(yǎng)出最優(yōu)草坪

  李白介紹,在盧塞爾體育場(chǎng)設(shè)計(jì)階段,中國(guó)鐵建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)就把綠色施工技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用作為重點(diǎn),進(jìn)行了客流人流、溫度環(huán)境、觀眾視線、室內(nèi)燈光、草坪光照等模擬仿真,按國(guó)際足聯(lián)最新要求制定了綠色科技創(chuàng)新應(yīng)用方案。實(shí)際建造過(guò)程中,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)引進(jìn)了多項(xiàng)國(guó)際領(lǐng)先的綠色施工新技術(shù)、新方法,努力打造舒適自然的觀看環(huán)境和行動(dòng)空間,讓盧塞爾體育場(chǎng)成為世界上最節(jié)能環(huán)保的體育場(chǎng)之一。

  為了在炎熱干燥的氣候下給觀眾帶來(lái)舒適的觀賽體驗(yàn),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開(kāi)展體育場(chǎng)內(nèi)部和外立面的日照溫度仿真模擬分析,將體育場(chǎng)設(shè)計(jì)成雙幕墻結(jié)構(gòu)。外幕墻由4200多個(gè)三角形單元鋁板分段擬合出碗形弧面,內(nèi)幕墻則設(shè)置了完全封閉的隔熱玻璃,提升整個(gè)建筑的隔熱性能。屋面采用了高性能PTFE膜結(jié)構(gòu)聲學(xué)屋面,在保證體育場(chǎng)外形美觀的基礎(chǔ)上,還具備一定的溫度控制效果,以最大限度降低制冷能源消耗。

施工中的索膜結(jié)構(gòu)聲學(xué)屋面,這種結(jié)構(gòu)在保證體育場(chǎng)外形美觀的基礎(chǔ)上,還具備一定的溫度控制效果

  看臺(tái)座椅通風(fēng)系統(tǒng)也是盧塞爾體育場(chǎng)通風(fēng)技術(shù)的一大創(chuàng)新。體育場(chǎng)外設(shè)有單獨(dú)制冷站,看臺(tái)座椅下設(shè)置水冷空調(diào)通風(fēng)口,用座椅下送風(fēng)代替大功率空調(diào)機(jī)組,大大降低了能耗。同時(shí),通過(guò)軟件模擬體育場(chǎng)內(nèi)部氣流微環(huán)境,調(diào)整空調(diào)出風(fēng)口位置、數(shù)量、形狀、間距等,實(shí)現(xiàn)了觀眾席空調(diào)與自然通風(fēng)的完美結(jié)合,保證觀眾觀賽舒適度。

  草坪通風(fēng)技術(shù)在盧塞爾體育場(chǎng)的應(yīng)用,是世界首創(chuàng),為草坪的生長(zhǎng)、養(yǎng)護(hù)提供更好的條件。安裝在足球場(chǎng)草坪土壤中的管道系統(tǒng)連接場(chǎng)外空氣處理機(jī)組,實(shí)現(xiàn)土壤空氣交換和排水。安裝在草坪土壤中的檢測(cè)設(shè)備按需求自動(dòng)運(yùn)行不同模式,提高草的成活率,降低草坪維護(hù)成本。

  草坪的健康生長(zhǎng),同樣離不開(kāi)模擬真實(shí)光照的燈光照明系統(tǒng),中國(guó)鐵建通過(guò)燈光選型和優(yōu)化燈光布局,在達(dá)到國(guó)際足聯(lián)對(duì)賽場(chǎng)夜晚照明要求的同時(shí),有效降低了體育場(chǎng)的電力消耗。

  去年9月,盧賽爾體育場(chǎng)成功移植面積達(dá)8870平方米的綠色草坪。中國(guó)鐵建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用雨水收集回收再利用與海水淡化技術(shù),同時(shí)結(jié)合全球領(lǐng)先的智能節(jié)水噴灌系統(tǒng),對(duì)灌溉水泵、噴頭開(kāi)關(guān)、噴灌區(qū)域和噴灌時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)化控制,最終實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)體育場(chǎng)節(jié)省約40%的淡水。

通風(fēng)、排水、日照模擬等科技創(chuàng)新方案,養(yǎng)出盧塞爾體育場(chǎng)的優(yōu)質(zhì)草坪

  “盧塞爾體育場(chǎng)的設(shè)計(jì)和施工符合可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展理念?!焙逞芯亢桶l(fā)展組織創(chuàng)始主席約瑟夫·奧爾表示,體育場(chǎng)達(dá)到全球可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)體系(GSAS)五星級(jí)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),樹(shù)立了綠色建筑的典范。(來(lái)源:海報(bào)新聞)