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國際奧林匹克日丨解密冬奧會里的大智慧

  • 2022冬奧會
  • 中國建研院
2020年06月24日

中國被世界稱為“基建狂魔”,“中國速度”更是被業界同行驚嘆不已。2022年冬奧會即將在中國舉辦,冬奧場館建設正全速推進!奧運場館建設從設計、實施、試驗、測評、監管等多方面、多領域、多環節的配合才能造就今日的豐碩成果。接下來帶你來感知一下建研人在冬奧會中貢獻出的大智慧!

第一站:神奇的風洞實驗室

首先讓我們看一下被外國小哥吹爆的風洞實驗室都做了什么吧~

(外國小哥看央企之6 改造風、光、聲!這不是魔法,是科學!https://mp.weixin.qq.com/s/Yu1lX1feKs1kyC22XiJDpw

1.北京“8分鐘”背后的故事

2018225日平昌冬奧會閉幕式上,人工智能“冰屏”不斷變幻,輪滑演員曼妙舞姿,配合炫彩繽紛的地面投影,“北京8分鐘”驚艷世界?!翱萍紛W運”完美呈現的背后,是科研團隊的全心努力,針對強風、低溫、強磁干擾等各種不利條件開展了大量研究工作。其中中國建筑科學研究院建筑抗風研究所承擔了“冰屏”的抗風性能試驗和“熊貓”的風中滑行測試。

由于會場進出口位置風速較大,冬奧組委委托中國建筑科學研究院建筑抗風研究所進行“冰屏”設備的抗風性能試驗。雙方為“冰屏”制定了近50種工況,測試在不同風速下“冰屏”處于靜止、運動、自轉及傾角等各種狀態時的穩定性。結果顯示,當風速低于8m/s5級)時“冰屏”工作狀態良好。當風速過高時,科研團隊提出的改進措施也能夠保證“冰屏”的正常工作。

為準確評估“熊貓”演員的滑行狀態,建筑抗風研究所進行了不同風速條件下“熊貓”演員的滑行測試。針對測試中發現的問題,科研團隊對“熊貓”演員提出建議。如:在強風狀態下,可以通過調整滑行姿態來減小自身的受風面積,進而減小強風對“熊貓”演員滑行狀態的影響。通過反復測試,“熊貓”演員掌握了技巧,憨萌的身段在呼嘯的烈風中依然能夠跳出優美的舞姿。

2.雪如意的“風”流韻事

2022年冬奧會跳臺滑雪比賽中心是國內首座跳臺滑雪場館,項目位于河北省張家口市崇禮區東部山區,是冬奧會張家口賽區建設工程量最大、技術難度最高的競賽場館。但由于周邊山地影響該項目的風荷載計算非常復雜,建筑抗風研究所承擔了風洞試驗風振計算,為設計方提供了準確的風荷載計算取值依據,為該項目的抗風安全提供了重要保障!


3.自帶“風”韻的冰絲帶


國家速滑館,它有一個晶瑩美麗的昵稱 — “冰絲帶”。由象征著2022年的22條“冰絲帶”交織成繭,新一代的奧運之星從此破繭而出?!氨z帶”的建筑立面線條流暢、造型富有動感,像速滑運動員在冰面上高速滑動,留下的一圈圈風馳電掣的軌跡,體現了冰上運動的速度和激情!


屋頂結構采用單層索網結構形式為了合理準確地評估如此巨大的單層索網(屋蓋)在風荷載作用下的性能,以及圓管對幕墻局部的荷載影響。

風洞試驗研究設置了兩種工況:一種是幕墻外配有環向管的情況↓↓


另一種是拆掉環向管的情況↓↓


通過兩種工況的對比試驗,可以清楚地發現,帶環向管時玻璃幕墻表面的風壓分布會比較均勻。

結合試驗測試數據進行的風致振動分析,給出了結構工程師最為關心的各個風向下的等效靜力風荷載。


第二站:幕墻的超能技術

先放一張賽區總體模型圖,看看他們的位置都在那里。


延慶冬奧村位于延慶賽區核心區南區東部,緊鄰賽區安檢廣場和山下纜車站,地處海坨山腳下是一塊相對平緩的臺階式坡地。


冬奧村外立面幕墻大膽采用了石籠幕墻,最大可能的接近自然,天然石塊和仿木紋鋁板窗套相結合,體現了山林場館群,生態冬奧園的設計理念。


部分玻璃幕墻采用了超低能耗建筑節能指標,整窗的傳熱系數控制在0.8 W/㎡以內。

上圖為普通建筑與超低能耗建筑在紅外線狀態下熱成像對比,通過幕墻團隊不斷的方案比選,最終實現了科技與自然的和諧共生。

第三站:五棵松的舒適度之旅

五棵松冰上運動中心是目前全球最大的超低能耗體育建筑。賽時將作為2022年冬奧會女子冰球比賽的熱身館及訓練館。賽后將承辦國際國內頂級冰上運動賽事。


我公司負責了五棵松冰上運動中心樓面振動控制技術研究.其中包括:人行荷載研究、樓蓋舒適度評價研究、TMD經濟參數和布置、產品研發、振動檢測和舒適度測量。共計使用調諧質量阻尼器(TMD)64套。


調諧質量阻尼器的調諧過程即為調整優化吸振部分的力學性能,從而使得主體結構的振動響應最小。項目組經過調諧質量阻尼器,減振樓面振動加速度減小了30~70%,大幅降低了樓面振動加速度,保證了大跨度樓面的舒適度問題。




這些項目的背后

凝聚了無數建研人的智慧

我們將不斷的探索與創新

科技強奧

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