【門窗幕墻網】
國家速滑館
國家速滑館又被稱為“冰絲帶”,22條絲帶就像運動員滑過的痕跡,象征速度和激情。
這22條“冰絲帶”實際是22根曲線環形玻璃幕墻,隨外立面環繞而成,平均每條長約622米。復雜曲面幕墻是“冰絲帶”理念的主要載體也是建筑效果的核心特征,將夢幻的靈感轉化成現實的建筑,考驗的不僅是設計,還有制造、施工,以及材料的選擇等。
北玻股份天津北玻公司(以下簡稱北玻)承接了國家速滑館幕墻玻璃的制造任務,這個見證了若干冰上運動世界紀錄的建筑本身,亦在低碳節能及工藝美學等方面取得開創性成果。
三大奧運地標
國家速滑館“冰絲帶”與國家體育場“鳥巢”、國家游泳中心“水立方”相呼應,形成“水”“火”“冰”的和諧對比。
北京,世界首個“雙奧之城”,三大奧運地標都閃耀著北玻出品的建筑玻璃。北玻營銷總監、高級工程師李春超回憶,2007年,自成功中標鳥巢、水立方深加工建筑玻璃開始,北玻用自己研發和獨創的玻璃加工設備和玻璃加工的技術,不僅使奧運場館應用的高端玻璃產品實現了國產化,更體現了我國自主創新的高新技術在奧運工程中的成功運用。
從“鳥巢”到“水立方”再到“冰絲帶”,北玻與奧林匹克的故事從夏季蔓延到冬季,續寫著中國深加工建筑玻璃閃耀世界的傳奇。李春超介紹,作為此次北京冬奧會主媒體中心的國家會議中心二期項目玻璃和2021年日本奧運工程日本體育團體辦公大樓玻璃,也是出自于北玻之手。
多項復雜工藝
承載“冰絲帶”概念的曲面幕墻采用了共兩種配置分為平、彎不同的曲率半徑玻璃——高性能Low-E正反彎鋼化、夾層、中空玻璃和“冰絲帶”玻璃(小半徑彎弧彩釉夾層玻璃)。外立面二層以上為“冰絲帶”玻璃和弧形立面幕墻,采用Low-E節能正反彎、中空鋼化玻璃拼接安裝。其中Low-E節能正反彎中空鋼化玻璃和“冰絲帶”玻璃共計3360塊,兩種配置的玻璃片片不同,形狀各異,組合安裝后形成完美的曲面幕墻系統。
世界領先的玻璃生產加工工藝被運用到這一項目中,包括超白、彩釉、夾層、中空、小半徑彎曲、鋼化,呈現了集結構、遮陽、照明和建筑效果一體化設計的“冰絲帶”。
“北京速滑館項目一共應用3360片玻璃,其中冰絲帶玻璃,且塊塊是異形大小片小半徑(R=175mm)半鋼化彎弧玻璃,打造出s曲面幕墻系統,這樣的小半徑冰絲帶玻璃為世界首次應用。”
李春超是中國建筑學會建筑幕墻學術委員會的專家組委員,他表示,“冰絲帶”項目的玻璃超大、彎曲(分為凹凸面),大小片,異形、Low-E節能、小半徑等多個技術難點相互交叉,加工難度相當大。在前期和業主、設計師、總包、施工等單位經過不斷試驗,R120/R150/R175mm3種不同小半徑半鋼化玻璃的鋼化效果及可行性加工方案,經過不斷研究和對比分析,嚴格按照《項目規范》和《建筑玻璃外觀質量要求及評定》的27項檢驗指標逐項測量分析,最終設計師采用R175mm的小半徑彎弧鋼化玻璃。
其中,冰絲帶玻璃配置:6超白+1.52Sentryglas+6超白彩釉(異形大小片彩釉半鋼化彎弧夾層玻璃)加工工藝復雜,尤其是彎弧半鋼化工序,當初加工時出現弦長和弧長偏差、直線邊S形彎曲、鋼化后存在局部變形等質量缺陷。北玻股份技術團隊和北京交通大學通過BIM建模和采用有限元分析,經過試驗不斷優化工藝流程、改善玻璃成型技術,最終順利按期完成了此項目的供貨。
玻璃幕墻的低碳節能之道
“冰絲帶”設計之初就確立了綠色低碳節能的目標,而曲面幕墻是怎樣體現綠色低碳這一目的的?
李春超表示,“冰絲帶”建在國家森林公園中,透明的立面為觀眾創造了明亮的觀眾廳,與森林公園產生良好的視覺互動。冬天,充足的陽光通過玻璃幕墻讓觀眾廳溫暖舒適;夏天通過設置在地面的進風口和玻璃幕墻頂端的出風口形成空氣的循環,可將室內多余的熱量帶走。曲面幕墻選用的優質高透超白三銀low-e玻璃,具有高透光低傳熱的節能性能,可以降低室內能量損失,以及降低室內空調機組電耗,來達到設計師提出的綠色低碳設計要求。
2021年7月22日,國家速滑館復雜曲面幕墻及柔性屋面關鍵技術(2019YFF0301502)通過由中國建筑學會組織的專家鑒定。鑒定委員會由崔愷院士擔任主任,莊惟敏院士、梅洪元、趙元超、崔彤、孫一民、張鵬舉、桂學文、錢方、蔡昭昀、林波榮等大師和專家學者擔任委員,經過實地考察、審閱相關資料、質詢和討論,共同認為國家速滑館創新性地選擇大跨索網屋面結構和復雜曲面幕墻體系,在綠色建筑節材節能領域取得系列創新成果。中國建筑學會組織的鑒定委員會實地考察“國家速滑館復雜曲面幕墻及柔性屋面關鍵技術”
中國建筑學會組織的鑒定委員會實地考察“國家速滑館復雜曲面幕墻及柔性屋面關鍵技術”
鑒定委員會認為,本課題針對復雜曲面幕墻和屋面圍護結構的工藝和節能關鍵技術問題,首創了一種新型單元式柔性金屬屋面體系,解決了與索網結構配套使用的圍護系統技術難題,填補了裝配式模塊化屋面系統的空白,具有良好的推廣應用前景,經濟、社會效益顯著;應對冰絲帶特殊的造型要求,研發了單索支承異面網殼曲面幕墻體系;結合節能、安全要求,實現了高標準的曲面玻璃幕墻工藝和性能,推動了曲面玻璃幕墻的技術進步,實現功能、科學和藝術的結合,創造了建筑工藝美學新高度。