冰丝带|“冰丝带”的科技范儿( 二 )

“高矾密闭索过去长期依赖进口。依托国家速滑馆重大工程，我们和国内厂家及相关单位共同研究攻关，首次实现索网国产化。目前，国内大量工程都采用了国产高矾密闭索，使得材料从价格到供货期都已经大大压缩。 ”李久林说。
如此复杂而宏伟的索网是如何搭建的？李久林介绍，团队做了大量的数字仿真，在计算机里模拟整个过程，并在实验室里进行了1∶12模型试验，把索网建造过程模拟出来。整个索网体系张拉成形，非常巧妙，而计算机则控制这些设备实现同步张拉。
“在国家速滑馆建设过程中和建成后，我们通过1100个传感器对数据进行监测，比如在屏幕上能够看到北京大风大雪天气时整个屋面的反应。 ”李久林说。
玻璃材料节能环保
“冰丝带”这样一个大玻璃房子，会不会像玻璃大棚一样夏天很热、冬天很冷？时值盛夏，北京户外最高温度超过35摄氏度。艳阳高照的正午， “冰丝带”场馆内仍十分凉爽。
“冰丝带”的冬暖夏凉，离不开如水波流动般玻璃幕墙的“保护” 。李久林说， “冰丝带”选用四层夹胶中空的玻璃作为材料，实现节能环保的建筑效果，再组合场馆中的遮阳帘、自然通风系统，实现节能环保。
每到夜幕降临时， “冰丝带”外玻璃幕墙流光溢彩。李久林说，如何实现飘逸灵动的建筑效果，实际上是曲面玻璃如何兼顾多个方面的问题。
“在设计方面，我们通过平曲玻璃的耦合分析，使所有玻璃的弧度都一样。通过曲面玻璃和平面玻璃的组合，减少工程建造难度，从而实现飘逸灵动的建造效果。 ”李久林介绍，针对保温、光污染等问题，团队也做了非常详细的研究，实现了既兼顾建筑效果，又节能环保。
“在场馆建造安装玻璃时，我们也做了包括数字模型在内的大量技术工作，通过激光扫描把所有实际结构和形状都扫描进去，再跟玻璃单元板块拟合，最终实现了飘逸灵动的建筑效果，既实现了三星级节能环保的建设目标，又实现了建筑工艺美学新高度的建造效果。 ”
打造智慧场馆
“冰丝带”是一座智慧场馆。李久林说， “冰丝带”建造过程中采用了智能方式。 “像混凝土构建、看台、钢结构、索网、屋面等，全部是在工厂建设完成，在现场就像组装汽车一样，把它们组装在一起，这个过程中大量应用了自动化和智能化技术。 ”
“比如钢结构环桁架，一个8000多吨的钢结构实际上是在场馆外侧87米远的地方‘拼’起来，通过计算机控制爬行机器人推动桁架滑移到场馆上面。场馆里面混凝土结构在施工，外侧的钢结构也在施工，两个同时完成混凝土封顶。那边钢结构拼完了，通过机器人滑过来安装到位，大大节约了工期。 ”李久林说。
除了建造实体场馆，科研团队还在计算机里同步建造数字场馆。李久林介绍，基于建筑信息模型技术，从设计施工到最后的交付， “冰丝带”从图纸变为现实的同时，还有一个跟它一模一样的数字速滑馆也“落成”了。
在运行过程中， “冰丝带”上面有大量传感器。通过管理平台，各种数据实时传输到数字场馆上，实现数字孪生，对实体场馆进行精细调控。
本文部分素材来自大型科普融媒体节目《人民冰雪·冰雪科技谈》