2022年北京冬奧會(huì)是中國歷史上首次舉辦的冬季奧運(yùn)會(huì)和冬殘奧會(huì)。歷屆奧運(yùn)會(huì)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)方面應(yīng)用了哪些黑科技。
場館設(shè)計(jì)創(chuàng)新
國家速滑館“冰絲帶”是2022年冬奧會(huì)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(jì)理念來自冰和速度結(jié)合的創(chuàng)意，22條絲帶就像運(yùn)動(dòng)員滑過的痕跡，象征速度和激情。
相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，“冰絲帶”在智慧場館設(shè)計(jì)方面，針對速滑館賽時(shí)智慧化運(yùn)行、賽后高效管理和多樣化服務(wù)的需求，實(shí)施智慧場館建設(shè)。
據(jù)介紹，“冰絲帶”建設(shè)應(yīng)用基于BIM（建筑信息模型）的智慧建造技術(shù)，使主體結(jié)構(gòu)工期節(jié)省了2個(gè)月時(shí)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(tái)，集成45個(gè)子系統(tǒng)，將場館的設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)現(xiàn)3D（三維空間）可視化分級信息瀏覽，點(diǎn)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(shí)現(xiàn)場館運(yùn)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(jì)研究院有限公司副總建筑師、國家游泳中心（以下簡稱“水立方”）和國家速滑館“冰絲帶”設(shè)計(jì)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(shí)，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(qiáng)自然通風(fēng)和采光利用，提升場館能源運(yùn)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(yùn)行效率。
施工材料創(chuàng)新
在“雙碳”目標(biāo)背景下，綠色辦奧運(yùn)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(huì)國家速滑館和張家口冬奧會(huì)配套設(shè)施改造項(xiàng)目。這是由中國工程院院士、中國建材集團(tuán)總工程師彭壽帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)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(diǎn)，是適用于光伏建筑一體化的理想材料。
據(jù)了解，在2022年北京冬奧會(huì)項(xiàng)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(huì)場館光伏建筑一體化項(xiàng)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(shí)還兼具經(jīng)濟(jì)性和藝術(shù)性。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，彭壽表示，作為材料的創(chuàng)造者和創(chuàng)新者，要為2022年北京冬奧會(huì)場館建設(shè)在材料領(lǐng)域作出自己的貢獻(xiàn)?！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(gè)應(yīng)用碲化鎘發(fā)電玻璃的光伏建筑一體化示范項(xiàng)目。通過2022年北京冬奧會(huì)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(diǎn)。”彭壽說。
應(yīng)用理念創(chuàng)新
在北京2022年冬奧會(huì)期間，水立方將變身為“冰立方”，成為冬奧冰壺和輪椅冰壺項(xiàng)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(jìn)行、運(yùn)動(dòng)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。
作為北京市重點(diǎn)項(xiàng)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(xiàng)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。
中國建筑科學(xué)研究院建筑環(huán)境與能源研究院博士羅濤說，作為北京市科技計(jì)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”，該課題難點(diǎn)在于水立方是既有場館，原有建筑布局和馬道主要滿足游泳和跳水等水上項(xiàng)目的照明需求，要在具備上述條件的同時(shí)，滿足冰壺比賽的要求，且要實(shí)現(xiàn)節(jié)能以及賽時(shí)、賽后的綜合利用，賽后要滿足冰上和水上兩類運(yùn)動(dòng)的照明需求，這需要提供一套足夠靈活和適應(yīng)性強(qiáng)的解決方案。“大功率LED（發(fā)光二極管）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(shí)間也比較緊張，這對于課題組也是個(gè)不小的挑戰(zhàn)。”羅濤說。
據(jù)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(jì)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(gè)方面展開研究工作。
“該項(xiàng)目成果直接應(yīng)用于水立方冰壺場地照明改造項(xiàng)目，經(jīng)現(xiàn)場測試，各項(xiàng)照明指標(biāo)滿足冬奧比賽要求，并得到了冬奧組委的充分肯定，為2022年冬奧會(huì)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(shí)踐起到重要的指導(dǎo)作用。”羅濤說。
鄭方補(bǔ)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)，實(shí)現(xiàn)冬季、夏季兩個(gè)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(diǎn)出發(fā)，又結(jié)合發(fā)展的理念，考慮到賽后運(yùn)營，最大限度利用既有場館和設(shè)施，并融入5G（第五代移動(dòng)通信技術(shù)）、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。