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官方商城10月27日，2022年北京冬奧會迎來倒計時100天。這將是中國歷史上第一次舉辦冬季奧運會和冬殘奧會，北京也將成為第一個舉辦過夏季奧林匹克運動會和冬季奧林匹克運動會以及亞洲運動會三項國際賽事的城市。
歷屆奧運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)方面蘊藏了哪些黑科技。
場館設(shè)計創(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)計理念來自冰和速度結(jié)合的創(chuàng)意，22條絲帶就像運動員滑過的痕跡，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)專訪時表示，“冰絲帶”在智慧場館設(shè)計方面，針對速滑館賽時智慧化運行、賽后高效管理和多樣化服務(wù)的需求，實施智慧場館建設(shè)。
圖為國家速滑館（凱盛科技集團供圖）
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)施實現(xiàn)3D可視化分級信息瀏覽，點擊即可獲取相關(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，實現(xiàn)場館運行數(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，建筑師為場館建立節(jié)能體系，包括控制新建場館容積、增強自然通風(fēng)和采光利用，提升場館能源運行水平等，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)施改造項目。這就是由中國工程院院士、中國建材集團總工程師、凱盛科技集團董事長彭壽帶領(lǐng)團隊自主開發(fā)出的碲化鎘發(fā)電玻璃，具有弱光性能好、抗衰減等特點，是適用于光伏建筑一體化的理想材料。
圖為碲化鎘發(fā)電玻璃在赤城奧運走廊項目中的應(yīng)用（凱盛科技集團供圖）
據(jù)了解，在2022年北京冬奧會項目建設(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建筑一體化項目，以及赤城奧運走廊項目。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，同時還兼具經(jīng)濟性和藝術(shù)性。以赤城奧運走廊項目為例，經(jīng)過對比論證，赤城奧運走廊總?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?！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?！迸韷壅f。
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行、運動員的競技狀態(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項目，《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”，課題起止時間為 2017年1月至2019年12月。該課題的難點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目的照明需求，要在具備上述條件的同時，滿足冰壺比賽的要求，且要實現(xiàn)節(jié)能以及賽時、賽后的綜合利用，賽后要滿足冰上和水上兩類運動的照明需求，這就需要提供一套足夠靈活和適應(yīng)性強的解決方案。“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，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進行，課題成果直接應(yīng)用于工程實踐。
“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)。該項目成果直接應(yīng)用于國家游泳中心冰壺場地照明改造項目，經(jīng)現(xiàn)場測試，各項照明指標(biāo)滿足冬奧比賽和電視轉(zhuǎn)播要求，并得到了奧運轉(zhuǎn)播機構(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踐起到重要的指導(dǎo)作用。”羅濤說。
鄭方補充道，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，既從自身特點出發(fā)，又結(jié)合發(fā)展的理念，考慮到賽后運營，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。
