3360塊玻璃拼出“冰絲帶”曲面幕墻
3360塊玻璃拼出“冰絲帶”曲面幕墻
北京2022年***場館——國家速滑館的建設正在加快推進，目前，場館正在進行屋面和外幕墻兩項主要工程的施工，“冰絲帶”的完整外形已經初步亮相。
“冰絲帶”之稱的國家速滑館是北京2022年***速度滑冰項目的比賽場館，日前，記者探訪了位于奧林匹克森林公園網球中心南側的國家速滑館。
記者在施工現場了解到，場館外幕墻施工已進行到收尾階段，3360塊外幕墻玻璃已安裝3000塊以上，約完成90%，本月底將全部安裝完成。外幕墻上的“冰絲帶”也正在緊鑼密鼓的安裝中，預計年底整個場館將完成封圍封頂，實現“絲帶飛舞”。
國家速滑館是北京***標志性場館，該工程由北京城建集團施工總承包，其主場館建筑面積約8萬平方米，高度33.8米，能容納一萬名左右觀眾。“冰絲帶”設計為世界上規模較大的單層雙向正交馬鞍形索網屋面，1.2萬平方米的亞洲較大冰面，并由3360塊玻璃拼接出外觀自由流暢的天壇形曲面。
建成后，國家速滑館“冰絲帶”將與國家體育場“鳥巢”、國家游泳中心“水立方”一起，共同組成北京這座世界較早“雙奧之城”的標志性建筑群。***后，國家速滑館將成為集“體育賽事、群眾健身、文化休閑、展覽展示、社會公益”五位于一體的綜合性體育場館。
揭秘1
天壇形曲面幕墻怎么安裝？
10月11日，記者在國家速滑館施工現場看到，國家速滑館酷似天壇造型的玻璃幕墻已經完成了大面積的安裝，外立面連續彎曲的玻璃幕墻隨著屋頂輪廓的高低變化水平延展。
北京城建集團國家速滑館工程總承包部執行經理張怡向記者介紹，國家速滑館的曲面玻璃幕墻體量大，3360塊玻璃單元板塊需要通過機械配合工人操作，嚴絲合縫地嵌入S形鋼龍骨打造的框架中。
在玻璃安裝之前，一道重要的施工程序，是將160根S形鋼龍骨進行安裝定位，這是整個曲面幕墻的“骨架”。幕墻鋼結構工程包括曲面幕墻S形鋼龍骨、弧形連接梁、絲帶支撐桿、絲帶圓鋼管的加工制作以及現場安裝，每根S形鋼龍骨由4塊鋼板拼焊而成，長的為32.7米，重量約6噸，短的也有16.1米。
與一般平面幕墻相比，S形鋼龍骨形態復雜，模具制作難度大，安裝精度高、施工難度大。“每一根S形鋼龍骨的尺寸都不一樣，位置高低不同，彎度不同，這就要求我們在現場施工中反復調整，確保定位準確，之后曲面玻璃才能毫無誤差地嵌進每一個空格里。”張怡說。
據其介紹，曲面幕墻采用的是超白雙銀低輻射半鋼化夾膠中空（low-e）玻璃，沒有一塊是相同尺寸，包括外凸和內凹的兩種彎弧玻璃、平板玻璃、大平板立面玻璃和“冰絲帶”半圓管玻璃，單元體半徑為1.5米，玻璃夾膠層為先進的SGP膠片，中間中空層則充入惰性氣體，可以起到保溫的效果。
這些形態各異的玻璃，如何能嚴絲合縫地安裝在國家速滑館的外幕墻？張怡告訴記者，許多外凸和內凹的玻璃需要一點點推進兩根“冰絲帶”軸和S形鋼龍骨搭成的框架里面去，安裝的角度需要一遍又一遍地研究琢磨。“這比普通平面玻璃的安裝難度要大得多，一年多來，研發團隊也不停地在研究現場安裝的工藝，不斷進行完善和調整。”
揭秘2
“冰絲帶”如何飛舞起來？
記者在施工現場看到，除了大面積的曲面玻璃，在場館南北向的一側，數條“冰絲帶”已經成功地環繞在曲面幕墻之間。近距離觀察可以看到，這些作為“冰絲帶”本體的圓管玻璃，由一塊塊半圓柱體組成，透明的玻璃體上裝飾著宛如冰晶的白色花紋。
張怡向記者介紹，這些圓管玻璃都是專門為國家速滑館定型加工制作而成的，共有3500多片，將拼接組成自上到下分布在外幕墻上的“冰絲帶”，平均一圈約為640米，全部連起來總長達到14000米左右。每一塊單元體由兩層6毫米的玻璃貼合而成，需要彎曲成直徑350毫米的弧度，加工難度極大。
而我們看到的“冰晶”花紋，則是通過特殊的彩釉工藝在玻璃表層制造花紋，呈現出冰雪晶瑩的效果。“對曲面玻璃來說，半徑越小加工難度越大，要把兩片玻璃加工彎曲成同樣的弧度還要牢固地擬合在一起，難度就更大了。”
更有特色的是，“冰絲帶”的燈光照明將安裝在兩片玻璃膠合處一毫米的交縫上，每1米將密集安裝90多個小燈泡，通過彩釉膜的導光效果，把光導進玻璃，使燈光呈現出特殊的柔和效果，整個“冰絲帶”將成為一個發光的玻璃體。22根“冰絲帶”如同速滑運動員的運動軌跡纏繞在曲面玻璃幕墻表面，建成后夜景照明開啟，將形成美輪美奐的“絲帶飛舞”效果。
揭秘3
雙向正交馬鞍形索網屋面如何打造？
在國家速滑館的建設中，比外幕墻施工難度更大的，是屋面工程的安裝。國家速滑館“冰絲帶”設計為目前規模較大的單層雙向正交馬鞍形索網屋面，南北長跨約200米，東西短跨約130米，用鋼量僅為傳統屋頂的四分之一。由于場館屋頂索網結構呈雙向正交馬鞍形，建設人員需要先后完成索網地面鋪裝、提升安裝、張拉、屋面單元體安裝等多道復雜的施工工序。
目前正在施工中的屋面，仍能看出張拉開的索網形狀，宛如一個巨大的網球拍籠罩在場館上方。“索網的作用就是整個屋面的‘骨架’，等屋面單元體安裝完成，索網下部還會懸掛上低輻射膜材，這個‘骨架’就會被整個藏起來。”張怡說。
張怡解釋，由于索網屋面的空間形態非常復雜，張拉以后每一個“方格”空間形態都不一樣，因此填充的每一塊單元體尺寸也不同，需要通過實測得到數據后再進行加工定制。在施工現場，堆積著多塊將安裝在屋面上的單元體，每一塊都標有到毫米的尺寸表、代表安裝區域的批次和詳細編號，每個角則對應標有東南西北的方位。據介紹，這是為了確保安裝的時候不會錯位，一旦錯位就不能擬合雙曲面馬鞍形曲線。
此外，記者還在現場看到多塊形態各異的異形單元塊，不少都帶有不同坡度的凹槽。“這些凹槽就是屋頂的排水溝，凹槽里將安裝虹吸雨水斗，下雨的時候雨水會匯聚至此再排出去。我們的施工人員，需要按照設計好的角度像搭積木一樣，一塊一塊安裝在索網屋面上。”據悉，這樣的復雜異型單元塊約有600塊，占屋面總單元體塊數的一半以上。
在速滑館內部施工現場，幾百個正方體大水桶仍然自屋頂垂吊在場地中央，這是國家速滑館索網屋面在安裝過程中的巧思之一。據介紹，這些水桶是為了模擬未來將安裝在屋頂上的單元體。“屋面索網具有一定的柔性，在屋面單元體的安裝過程中，索網會不停地變形，為了讓它一開始就保持在未來完工的狀態，我們通過懸掛配重的方法模擬屋面的重量，讓這個‘網架’鎖定住，再隨著屋面的安裝慢慢撤除配重，不停地進行置換，使整個屋面始終保持在穩定的變形狀態。”
