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中国“智”造的世界杯主球场②|智能球场、绿色建筑 中企“科技与创新”闪耀世界杯

时间:2022-11-23     作者:JANE     来源:大众网·海报新闻     阅读:11450

文章摘要: 中国铁建在项目全生命周期采用BIM技术与智慧建造技术,大幅提高施工效率和施工质量的同时,结合一系列新技术、新方法的运用,不仅实现了日照仿真、智能温控、草坪自动通风、坐椅通风等智能调控效果,还获得国际足联绿建评价五星级认定,成为目前全球绿色施工水平最高、最为节能环保的体育场项目之一。

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卡塔尔世界杯主球场卢赛尔体育场,是目前世界上规模最大、系统最复杂、设计标准最高、技术最先进、国际化水平最高的专业足球场,也是当今世界跨度最大的双层索膜屋面单体建筑。中国企业首次承建顶级世界杯主场馆,就是以设计施工总承包的身份中标,技术难度和施工挑战不言而喻。

中国铁建在项目全生命周期采用BIM技术与智慧建造技术,大幅提高施工效率和施工质量的同时,结合一系列新技术、新方法的运用,不仅实现了日照仿真、智能温控、草坪自动通风、坐椅通风等智能调控效果,还获得国际足联绿建评价五星级认定,成为目前全球绿色施工水平最高、最为节能环保的体育场项目之一。

全生命周期BIM技术创多项世界之最 变形、困难全解决在图纸阶段

卢塞尔体育场的设计灵感源于阿拉伯传统珐琅灯格纹饰,整体造型如同盛满椰枣的金碗,幕墙的外立面自上而下呈弧形变化。外幕墙总面积约6万平方米,由近4万个小三角单元组成4200多个吊装单元,且每个小三角单元的尺寸都有所差异,将这样的艺术设计变成宏伟建筑,对建造技术是极高的考验。

外幕墙由近4万个小三角单元组成,每个的尺寸都有所差异

“我们接手项目时非常兴奋,但很快便觉得困难较多,压力也较大。”前期策划和设计阶段,中方总工程师李白经常要与卢塞尔体育场的建筑设计师沟通,进行大量的BIM数字化仿真模拟。钢结构的形态在不同温度和不同施工阶段都有变化,在动态变化中精准定位、安装4672个连接件,是幕墙工程的最大难点。建设者为此进行了仿真模拟分析,让连接件在各方向都有一定的调节余量,减少施工偏差,保证了幕墙结构和主体钢结构良好结合。

抬头仰望高大的主体建筑,全程参与项目建设的希腊BIM工程师里奥·尼达斯充满骄傲:“依托中国企业采用的先进数字化技术,我和中外同事们在70米高空中一次又一次将施工误差控制在了毫米级。”

BIM技术是一种数据化管理工具,主要是用于工程设计、工程建造以及工程管理。该技术通过将数据建设过程当中所产生的数据、信息、项目策划等进行共享和传递,使得参与工程建设的人员能够准确了解建筑信息,并及时作出应对,从而提高生产效率、节约生产成本。BIM技术的应用在国际上已经比较常见,但是在体育场的全生命周期应用还是首次。中国铁建中标后,组建了国际化的BIM管理团队,由中国、希腊和印度3国的20余位一流BIM工程师组成。项目设计总监康清明介绍,卢赛尔体育场利用BIM技术中心数字孪生模型统筹工程管理,中心模型数据量高达10TB,抽图数量达33000多张。

通过BIM技术的应用,在图纸设计阶段就检查各项设计是否存在错漏,把建设过程中可能遇到的问题提前解决,降低返工率;对钢结构与屋面索网进行优化设计,大幅降低钢材消耗。施工阶段,还通过BIM技术对施工组织、报检报验等进行了全方位数字化辅助管理,优化和调整设计方案,大幅提高施工效率和施工质量,降低了安全事故的发生率,最大化地实现了智能建造。

参与馆内设备安装的约旦工程师艾哈迈德·奥泰比介绍,技术团队利用BIM技术模拟了场内温度、湿度和气流速度等,满足观众舒适度的要求。同时,综合考虑了大型摄影机、媒体转播平台等障碍物因素,合理设置座位,确保观众视线符合国际足联要求。

智慧球场环保节能看球舒适 通风、排水、日照模拟养出最优草坪

李白介绍,在卢塞尔体育场设计阶段,中国铁建项目团队就把绿色施工技术的创新与应用作为重点,进行了客流人流、温度环境、观众视线、室内灯光、草坪光照等模拟仿真,按国际足联最新要求制定了绿色科技创新应用方案。实际建造过程中,项目团队引进了多项国际领先的绿色施工新技术、新方法,努力打造舒适自然的观看环境和行动空间,让卢塞尔体育场成为世界上最节能环保的体育场之一。

为了在炎热干燥的气候下给观众带来舒适的观赛体验,项目团队开展体育场内部和外立面的日照温度仿真模拟分析,将体育场设计成双幕墙结构。外幕墙由4200多个三角形单元铝板分段拟合出碗形弧面,内幕墙则设置了完全封闭的隔热玻璃,提升整个建筑的隔热性能。屋面采用了高性能PTFE膜结构声学屋面,在保证体育场外形美观的基础上,还具备一定的温度控制效果,以最大限度降低制冷能源消耗。

施工中的索膜结构声学屋面,这种结构在保证体育场外形美观的基础上,还具备一定的温度控制效果

看台座椅通风系统也是卢塞尔体育场通风技术的一大创新。体育场外设有单独制冷站,看台座椅下设置水冷空调通风口,用座椅下送风代替大功率空调机组,大大降低了能耗。同时,通过软件模拟体育场内部气流微环境,调整空调出风口位置、数量、形状、间距等,实现了观众席空调与自然通风的完美结合,保证观众观赛舒适度。

草坪通风技术在卢塞尔体育场的应用,是世界首创,为草坪的生长、养护提供更好的条件。安装在足球场草坪土壤中的管道系统连接场外空气处理机组,实现土壤空气交换和排水。安装在草坪土壤中的检测设备按需求自动运行不同模式,提高草的成活率,降低草坪维护成本。

草坪的健康生长,同样离不开模拟真实光照的灯光照明系统,中国铁建通过灯光选型和优化灯光布局,在达到国际足联对赛场夜晚照明要求的同时,有效降低了体育场的电力消耗。

去年9月,卢赛尔体育场成功移植面积达8870平方米的绿色草坪。中国铁建项目团队采用雨水收集回收再利用与海水淡化技术,同时结合全球领先的智能节水喷灌系统,对灌溉水泵、喷头开关、喷灌区域和喷灌时间进行自动化控制,最终实现比传统体育场节省约40%的淡水。

通风、排水、日照模拟等科技创新方案,养出卢塞尔体育场的优质草坪

“卢塞尔体育场的设计和施工符合可持续发展和绿色发展理念。”海湾研究和发展组织创始主席约瑟夫·奥尔表示,体育场达到全球可持续发展评价体系(GSAS)五星级认证标准,树立了绿色建筑的典范。

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