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国家重点研发计划“科技冬奥”专项课题“国家速滑馆复杂曲面幕墙及柔性屋面关键技术”通过成果鉴定

发布日期:2021-07-29 22:45 | 来源:未知 | 作者:学会编辑 | 点击:
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       2021年7月22日,北京市建筑设计研究院有限公司承担完成的国家重点研发计划“科技冬奥”专项课题成果:“国家速滑馆复杂曲面幕墙及柔性屋面关键技术(2019YFF0301502)”通过由中国建筑学会组织的专家鉴定,完成课题指标,总体上达到国际领先水平。

 

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       鉴定委员会由崔愷院士担任主任,庄惟敏院士、梅洪元、赵元超、崔彤、孙一民、张鹏举、桂学文、钱方、蔡昭昀、林波荣等大师和专家学者担任委员。中国建筑学会副秘书长孙建超主持会议,中国21世纪议程管理中心科技冬奥专项主管刘荣霞致辞,北京建院副总经理郑实参会并发言。课题负责人、国家速滑馆设计总负责人郑方汇报了研究成果。

 

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鉴定会专家实地考察比赛大厅和屋面系统

 

       专家组实地考察了国家速滑馆现场,审阅相关文件资料,经质询和讨论,认为国家速滑馆创新性地选择大跨索网屋面结构和复杂曲面幕墙体系,在绿色建筑节材节能领域取得系列创新成果。本课题针对复杂曲面幕墙和屋面围护结构的工艺和节能关键技术问题,首创了一种新型单元式柔性金属屋面体系,解决了与索网结构配套使用的围护系统技术难题,填补了装配式模块化屋面系统的空白,具有良好的推广应用前景,经济、社会效益显著;应对冰丝带特殊的造型要求,研发了单索支承异面网壳曲面幕墙体系;结合节能、安全要求,实现了高标准的曲面玻璃幕墙工艺和性能,推动了曲面玻璃幕墙的技术进步,实现功能、科学和艺术的结合,创造了建筑工艺美学新高度。

 

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北京市建筑设计研究院有限公司副总建筑师

课题负责人、国家速滑馆设计总负责人郑方汇报课题成果

 

 

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北京市建筑设计研究院有限公司副总经理郑实

 

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鉴定会专家实地考察曲面幕墙系统

 

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中国工程院院士

中国建筑设计研究院有限公司名誉院长、总建筑师崔愷

 

       崔愷院士指出,这样一个国家重大项目由我们中国建筑师领衔来做,而且突出了科技创新,从材料到技术上做一套系统的研究和应用,让同行们很振奋。国家速滑馆创新性地选择索结构,通过课题研究解决索结构带来的技术问题,包括柔性的构造、保温、隔热和防水等这些技术问题,用得比较巧妙,在这一点上来讲,很有普遍价值,非常具有正能量。今天的绿色建筑实际上很重要一点就是如何把建筑轻量化,结构轻量化,少用材,是挺重要的一个切入点。总的来讲很有创新性,这个创新具有普适性意义,根本立场是正确的。施工中也有一些小的不完美,在冰丝带的近距离的表现效果上,还有曲面幕墙龙骨细节等,都有提升的机会。这个项目中,科技创新的精神是最鼓舞我们的,表现我们建筑界如何把科技创新当成建筑创作的引领之一。

 

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中国工程院院士

清华大学建筑设计研究院院长、总建筑师

清华大学建筑学院教授、博士生导师庄惟敏

 

       庄惟敏院士指出,肯定冰丝带的造型意义是很重要的,而且应该说在造型的完成度,包括最终的设计理念的呈现,都非常值得肯定。除了效果之外,能看到它的结构合理性和先进性,非常巧妙,有韵律感。在结构合理受力的前提下,整体效果达到相对完美的程度。同时也研究了运维过程中绿色节能、可持续有关的问题,通风、排烟、还有隔热的问题,前期的考虑都是到位的,项目的整体感是非常成功的。运维过程中的使用周期、单元更换以及积雪等问题,可以更进一步探讨。

 

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全国工程勘察设计大师

哈尔滨工业大学建筑学院教授、博士生导师

哈尔滨工业大学建筑设计研究院院长、总建筑师梅洪元

 

       梅洪元大师认为,这个项目承载了冬奥会的一个历史责任,最重要的是在当下这个时代,给冰雪体育建筑起到很好的一个引领作用。让我们感受特别强烈的是做了一个整体化的设计思考,凝炼了曲面幕墙和柔性屋面两项关键技术,都做得很有特色,很有品质,技术含量也都很高。冰雪体育建筑最重要的问题就是建筑空间体积的控制,就是如何控能。国家速滑馆选用了单层双向正交马鞍形索网体系,恰恰能把无效空间体积消除掉,非常成功地把建筑、结构融合到一起来。运维效益非常大。这样一个结构选型之下,又做了金属单元的柔性屋面,特别贴合工期、装配化要求,符合当下的趋势。针对屋面雪荷载和除雪问题,可以把智能控制的震动除雪技术纳入思考,减少积雪冻融叠加。

 

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全国工程勘察设计大师

西安建筑科技大学教授、博士生导师

中国建筑西北设计研究院总建筑师赵元超

 

       赵元超大师认为,冰丝带方案和速滑运动比较贴切,把一个正椭圆的、传统的场馆做得非常有新意。利用玻璃的技术巧妙、理性地实现建筑艺术效果的表达,应该说是达到了一个很高的阶段。包括遮阳,我们很多都是用金属或者是其他的,但是用玻璃来做遮阳,同时又是作为一种发光体,这个还是第一例。柔性屋面构造合理,尽可能的利用自然采光,做得比较巧妙。防水屋面划分美观,排水沟的布局和整个形体关系很有机。总体来说,是我们冬奥会体育建筑里边,一个极具现代感和动感的成功作品。建议对幕墙清洁、维护有所考虑,保持晶莹剔透的感觉;幕墙的精度也可以再精致些。

 

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全国工程勘察设计大师

中国科学院大学建筑中心教授、博士生导师

中科院建筑设计研究院副院长、总建筑师崔彤

 

       崔彤大师认为,建筑师从“研究式设计” 逐渐转向到后面的“设计性研究”,变成纵向课题总结,做得非常好。课题研究实现了一个完美的结构化的形式,而且比以前要拓展,就是它具有某种功能,即“功能化的形式”。国家速滑馆在冬奥国际舞台和体育场馆建筑当中是独特的、唯一的,课题的研究性、科技性、创新性,毫无疑问是非常重要的。屋盖系统把轻型结构、设备专业都集成在一块,从结构建筑学走向工程建筑学,一个设计课题变成一个研究课题,回馈给冬奥会,把我们国家场馆领先国际的技术呈现给大家。

 

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全国工程勘察设计大师

华南理工大学建筑学院院长、长江学者特聘教授孙一民

 

       孙一民大师认为,速滑馆科技含量很高,在这样的尺度下,有很多技术需要处理。尤其是屋盖当成一个集成系统去研究很重要。双曲面屋顶中既有结构专业,也包括通风、采光、大型屋面的雨虹系统等等,率先尝试攻克了这些内容,在国际上来说是具有指引性的。超大屋面的排水,需要把雨量考虑的更多,适应施工可能存在的问题。直观看,冰丝带密一点的话,遮阳效果也能更好一些。期待在比赛使用的时候再来感受。

 

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全国工程勘察设计大师

内蒙古工业大学建筑学院教授

内蒙古工大建筑设计有限责任公司董事长张鹏举

 

       张鹏举大师认为,进到场馆本身就很震撼。从结构逻辑还有功能逻辑,两个结合到一起形成了独特形象的冰丝带。波浪形的曲面玻璃,是第一个尺度的带;到了夜晚或者近看有第二个尺度的带。两个带的内外组合有多种可能性。不同的设计策略整合在一起,不仅是关键技术上突破创新,在设计上还是一个非常优秀的作品。

 

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全国工程勘察设计大师

中南建筑设计院股份有限公司首席总建筑师桂学文

 

       桂学文大师认为,课题在先进性、集成性、这两大板块跟建筑的一体化这三个方面都做得非常好。复杂曲面幕墙和柔性屋面都是集成型的系统,打破了国内外的常规做法。通过建筑师牵头,多方位、多维度地形成一个集成的体系。体育建筑的屋面往往是用的是钢性的,这个柔性屋面显得更加的轻巧,贴合度更好。两大板块和建筑的融合性非常巧妙。建筑完成以后,很多设施设备、包括有些标识,这些东西影响建筑整体的形象效果,也要共同努力、与时俱进,真正完成一个全方位的、好的作品。

 

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全国工程勘察设计大师

中国建筑西南设计研究院有限公司总建筑师钱方

 

       钱方大师认为,现在这种大跨大型的屋面多数都是金属屋面,而这次是柔性的,又是在结合索结构的基础上来做。最开始选的也是直立锁边金属屋面系统,后来研讨的时候修改掉了,这个思路是非常正确的。单元模块再加上柔性屋面,技术含量比较高,采用了适宜的技术,对目前一些新的结构形式或者类似屋面防水的做法提供了新的路径。三元乙丙的保护层涂料、抗冻融性等方面以后根据监测的情况改进。复杂曲面幕墙更多的是几何学的一个拟合,在冰丝带的表现力上,可以跟造价因素、审美因素结合优化。

 

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中冶建筑研究院有限公司副总工程师

中国京冶工程技术有限公司总建筑师、教授级高工蔡昭昀

 

       蔡昭昀总建筑师认为,曲面幕墙部分为了适应艺术表达,做了很多深入细致的研究、探索以及实验来验证。柔性屋面是为了适应场馆的体育工艺和结构工况,技术成分更高,给行业提供了更多的可行性。大型屋面或者大型场馆,通常采用的钢结构都是空间结构,而这一次用的是索网结构,变形量非常大,那么屋面适应变形就是一个非常关键的技术,对项目的成败是有关键作用的。要求气密、水密、热工、完成度,还有造价可控,国际上还没有特别好的对应性的构造。课题的原创性是非常可取的,在索结构的应用上开了先河。屋面防雷、整体系统防火都需要特别研究。希望将来能够用监测技术管控围护系统性能。

 

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清华大学建筑学院副院长、教授、博士生导师林波荣

 

       林波荣教授认为,国家速滑馆很有特色和创新,作为体育竞赛场馆,达到了最高等级的绿色建筑。将曲面幕墙玻璃的传热系数、遮阳系数控制在节能要求的指标,和造型结合在一起,是很成功的。

 

       鉴定委员会专家高度认可国家速滑馆课题组的研究工作和应用实践,一致评价研究成果总体上达到国际领先水平。北京建院参与的国家速滑馆智慧场馆、国家游泳中心冬夏场景转换等“科技冬奥”重点专项研究工作,形成了新建、改造场馆可持续的冰上场馆技术体系,以科技创新服务冬奥盛会,为简约、安全、精彩的办赛目标做出贡献。

 

       来自中国二十一世纪议程中心、北京国家速滑馆经营有限责任公司、北京交通大学、天津北玻玻璃工业技术有限公司、北京江河幕墙系统工程有限公司等课题相关单位的领导和专家共同参加了本次科技成果鉴定会。