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冬奥时刻 | 国家跳台滑雪中心:中国首座跳台滑雪场馆

原标题:冬奥时刻 | 国家跳台滑雪中心:中国首座跳台滑雪场馆

国家跳台滑雪中心(“雪如意”),是中国首座跳台滑雪场馆,主体建筑灵感来自于中国传统饰物“如意”,因此被形象地称作“雪如意”。“雪如意”同时是张家口赛区冬奥场馆建设工程量最大、技术难度最高的竞赛场馆,它由顶峰俱乐部、出发区、滑道区、看台区组成,设置8个比赛项目,北京2022年冬奥会期间将产生8枚金牌。

唯一一座在建在山谷间的跳台滑雪场

事实上,雪如意不仅是世界唯一一座建在山谷间的跳台滑雪场,也是世界上首个采用全钢筋混凝土超长框架结构、首个在顶部出发区设置大型悬挑建筑物的跳台滑雪场馆,同时拥有世界上最长的跳台滑雪赛道,是世界上最具设计感的跳台滑雪场馆。

“雪如意”的“柄首”是能容纳500人的多功能报告厅的顶峰俱乐部,它为观众提供了前所未有的观赛视角。顶峰俱乐部的焊缝有2522条,总长度为14189.70米,全部采用一级焊缝,每一厘米都经过了严格检测。确保不存在任何问题,最终才有了顶峰俱乐部屹立山顶的雄姿。

“雪如意”的“柄身”是赛道,将168米长的大跳台赛道架在空中。从侧面看去,宛如一座身形柔美的“高架桥”,恰到好处地展露优美的S形曲线。

赛时,运动员从赛道上疾驰而下,并在“雪如意”底部足球场内的结束区完成动作。结束区与观众区共同构成“雪如意”的“柄尾”。

这座充满中国元素、辨识度极高的“雪如意”,将成为北京冬奥会的标志性场馆之一。

“雪如意”为何将赛道架在山谷里?

“雪如意”是中国首座符合国际标准的奥运跳台滑雪场地。仰视“雪如意”,大跳台和标准跳台两条赛道倾斜而下。不同于往届冬奥会跳台滑雪赛道依山就势堆土成型,“雪如意”赛道为何架设在山谷里?

“雪如意”所在场地特别适合开展跳台滑雪运动。从高空俯瞰,这片大山呈碗状形态,把“雪如意”这片场地含在山谷里。跳台滑雪运动特别害怕风,特别是横风,所以这片场地的碗状结构,能够屏蔽或减弱大部分的冬季主导风,有利于运动员的发挥和安全。“雪如意”一开始的设计也是依山就势而建,这样可大量减少钢材水泥的消耗。

2018年6月,国际雪联相关专家来现场考察,那时“雪如意”的赛道还是朝东偏南30°方向。专家考察发现,运动员起跳和飞行时面向的是前方的山包,于是建议把“雪如意”的朝向进行调整。调整后的赛道面向冬季两项中心所在山谷的方向,这会让运动员在飞行时有非常愉悦的飞行感受,视野更加开阔,还能看到远处的长城遗迹。并且将大跳台和标准台的左右位置进行了互换,让大跳台可以作为防风屏障保护标准台。

这样的调整给施工增加了不少难度。调整过的“雪如意”赛道不能再像以前一样依山就势建造,只能整个架空在山体上方,其最高处达30米。这导致土方量庞大、支护范围广、作业面狭小、安全风险大等技术难题。

自2018年5月开工以来,“雪如意”建设者们集中力量加强技术攻关,他们攻坚克难,连续攻克了施工作业面小、支撑架体基底坡度大、垂直运输困难等多个难题,顺利完成“雪如意”的全部建设任务,且采用的多项技术填补了中国冬奥场馆建设空白。

格宾再造技术

跳台滑雪场最大的难点是最大限度减少对山谷生态的影响。“雪如意”在建设过程中尽可能使用可再生材料和环境友好施工方法,赛道部分以支桥的方式架设,保证了原地表径流路线与生态廊道不被阻断。

考虑到冬奥场馆施工过程中,场地的取土弃土、边坡爆破等都会导致次生裸地的出现,为了在保证边坡稳定的同时保护山间生态,技术团队首次将格宾再造技术用于山体支护和生态恢复。

格宾再造技术即对切削后的碎石和土壤进行筛选,并合理组合填充到格宾网箱中,形成支护体系,再种植适应当地气候的植被,实现生态恢复的目标。通过格宾再造技术,切削的山体冒出嫩绿的新芽,新生的植被茁壮成长。

运用格宾再造技术,切削的山体上,新生的植被正茁壮成长。最大限度保护生态的同时,节能减排是绿色“雪如意”的另一项重要任务。

雪如意变角度斜行电梯

“雪如意”顶部与地面落差达160多米。在北京2022年冬奥会比赛期间,如何快速实现滑雪运动员的场内交通转换,帮助他们在“雪如意”下部与顶部运动员出发区之间上下通行,就需要“雪如意”的变角度斜行电梯发挥作用了。

在“雪如意”一侧,运行角度随山势而变的变角度斜行电梯已经投入使用。这座斜行电梯是针对“雪如意”的特殊造型和赛事用途专门设计生产的。它是目前全球速度最快的变坡斜行电梯,总长259米,速度可达每秒2.5米,是目前常见的变坡斜行电梯速度的5倍。

电梯轨道依山体走势而建,中间有一段圆弧形轨道,坡度最缓处22.56°,最陡处39.56°。要在相差近20°的变坡角度上平稳快速运行,需要经过一系列复杂的设备改进和技术调试。电梯上安装了伺服驱动器、水平传感器和防倾覆装置。同时,在不同工况下进行了长时间的系统调试,使斜行电梯能够在陡坡及缓坡段保持匀速水平运行。为应对突发情况,电梯上还设置了限速器,与安全钳联动,确保电梯安全运行。

张家口冬季最低气温在-30°c以下,该项目斜梯的耐低温运行是一项巨大的挑战。为解决部件的低温工作问题,要求有成熟的材料工艺和工程经验,此外,由于设备常年暴露在室外环境,对轿厢、导轨等部件的防水、防尘、防腐要求也很高。

“雪如意”的灯光特效

“雪如意”将在北京2022年冬奥会期间举办10场比赛,其中6场在晚上举行。这样的时间安排,是为了让冰雪运动比较发达的欧洲、北美等地观众,能在比较好的时间段收看冬奥会比赛的电视转播。这对“雪如意”的照明和灯光提出了较高的要求。

场地的灯光除了为运动员比赛提供保障外,还主要用于奥林匹克广播服务公司(OBS)的转播,超高速摄像机需要非常充分的光线、照度,因此对场地照明要求非常高。为了做好“雪如意”的竞赛灯光保障,经过专业照明公司的设计和计算,“雪如意”场地周围设置了15根大型LED灯柱,这些灯光可以保证所有竞赛场地达到约1600勒克斯的照度。“15根灯柱全部打开时,几乎亮如白昼,可以满足相应的需求。除了这15根照明灯柱外,跳台助滑道的两侧还有助滑道的照明设施,这是很多国外跳台滑雪场地没有的。

另外“雪如意”的景观照明灯光,比赛时可以做出很多灯光特效,可以满足开幕式、赛时、赛后运营等不同场景的需要,特别酷炫夺目,使“雪如意”更吸引眼球,更具科技感。

“雪如意”的灯光特效

作为一座冬奥室外场馆,赛时室外温度将达到零下十几到零下二十几摄氏度。在相对寒冷的环境下,要为参与者提供较为舒适的环境,同时要提高能源利用效率,控制碳排放,并考虑建筑的可持续利用,“雪如意”选择模块化带有装配式概念的建筑材料,每一段建筑材料都是独立装配,后期无论整体改造还是局部调整,都可将单一模块取出再利用。

跳台两侧的看台区将给观众提供临时使用、可移动、能持续4-6个小时的保暖热源。场馆技术楼的玻璃幕墙采用高性能中空工艺,减少室内冷热量散失,从而降低空调负荷,减少能耗。“雪如意”底部看台区以变相位材料取代整个场馆座椅电加热的设计,通过局部加热栏杆以及提供临时、可移动的保暖热源方式采暖,同时配备采暖室供观众休息取暖,在保证观赛、比赛舒适度的同时降低能耗。

水资源重复利用

为了提高水资源利用效率,“雪如意”地下建有硅砂蜂巢雨水自净化系统,附近建设的一个容量达20万立方米的蓄水池,收集到的雨水、积雪融水净化后可用于场馆及其周边的日常用水,还可在下一个雪季用来重复造雪。

赛后利用

“作为可持续发展的一部分,冬奥会后的场馆利用是‘雪如意’建设初期就考虑到的重要环节。赛后,“雪如意”将成为当地标志性建筑融入周边环境,为人们提供运动休闲及多元化的服务,除继续举办世界高水平跳台滑雪比赛外,夏季可举办音乐会等娱乐活动;赛道两边设有可攀爬的楼梯,可开发为极限旅游项目;顶峰俱乐部可举办会议会展,接待旅游观光等。

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