編者按:奮進的中國再度點燃激情與夢想的圣火,世界翹首以待的北京冬奧會于2022年2月4日盛大開幕。
“水立方”變身“冰立方”、國家速滑館世界跨度最大的單層雙向正交馬鞍形索網屋面、5G信號覆蓋所有場館……科技冬奧是北京2022年冬奧會和冬殘奧會的主要特色,是實現高水平科技自立自強的舞臺。本期聚焦“科技奧運”,旨在展現廣大建設領域在“科技冬奧”中的拼搏、奉獻、創新、超越,記錄這些助力北京冬奧冰雪史詩的背后故事。
智能物聯保障臨時建筑安全
2021年11月18日,河北崇禮。冬奧會核心區云頂滑雪場的臨時看臺上,爆發出一陣歡呼。此后兩天里,這群約40人的隊伍,時不時在零下十幾度的寒風中鼓掌、跳躍、歡呼,弄出巨大“響動”。這是“科技冬奧”專項“嚴寒條件下臨時設施智能物聯監測及預警關鍵技術”課題組在現場測試臨時建筑物安全。
中國將為世界奉獻一場簡約、安全、精彩的奧運盛會,而保障冬奧會和冬殘奧會安全離不開智能科技, 智能建筑、智能交通、智能轉播、智能裝備等技術紛紛亮相北京冬奧會。就連冬奧場館的臨時建筑,也用上了可視化智能物聯運維平臺來提供安全保障。
云頂滑雪場實時監控
“這些臨時建筑和設施目前都用上了智能物聯監測技術。”中國人工智能學會機器學習專委會常委、北京建筑大學電氣與信息工程學院院長郭茂祖說。
與都靈、平昌和索契等冬奧會相比,北京2022年冬奧會和冬殘奧會賽場地形復雜、觀賽人數更多、臨時設施工程量和規模更大。在場館周圍,看臺、衛生間、轉播塔等多為臨時建筑。在嚴寒和強風條件下,確保臨時建筑安全自然是頭等大事。
此前我國已有在嚴寒條件下監測臨時設施傾斜、振動等狀態的專用傳感器,而在冬奧會嚴寒條件和大客流影響下的臨時設施結構安全、比賽中觀眾誘導的看臺振動和異常聚集、逃散及事件源推理方面,基于人工智能方法的運維等仍存在亟待解決的問題。
為解決上述問題,從2020年年初開始,郭茂祖帶領團隊和中北大學、重慶大學、大連理工大學、沈陽建筑大學合作,開始為冬奧會“定制”臨時建筑物安全保障系統。
他們到延慶賽區、張家口賽區反復調研,為臨時攝影平臺、滑雪場臨時看臺安裝應變、位移、傾角、加速度等傳感器,實時監測、評估臨時設施的安全性。
“嚴寒條件直接影響常規傳感器的監測精度和待機時間。”郭茂祖說,“延慶和崇禮賽區比賽時,如不研制專用傳感器,就無法保證監測精度,也無法支撐比賽期間的不間斷監測。
低溫監測器靈敏傳感
2021年11月18—20日,團隊在崇禮賽區云頂滑雪場兩項看臺的關鍵位置,安裝了兩組4個專用傳感器,采集看臺狀態數據。同時用激光掃描設備對兩座看臺、奧運村餐廳、越野項目兩層棚房、越野項目看臺等臨時設施進行了測繪建模,分析這些臨時設施的狀態數據,確保這些臨時設施的安全性能。
“成果已在有關雪場、雪道和競速賽結束區取得了良好的效果。”該團隊成員之一、北京建筑大學電氣與信息工程學院田樂表示,“測試效果得到了建設方的高度認可。”
冰雪賽事舞動樓宇科技之美
一場冰雪之約,展現了多姿多彩的建筑科技魅力。從賽事場館到配套設施,處處可見對建筑樓宇的精心雕琢。如果說“施工建設之巧,建筑形態之美,文化內涵之豐”讓世界領略到了中國建筑樓宇的魅力,那么“科技底色之綠”,更是中國履行對世界的莊嚴承諾。
智慧建筑的生命之美
國家體育場,這座建筑面積約25.8萬平方米的復雜建筑空間,具有多種冷熱溫濕控制需求,對暖通系統的空間適應性、節能性等均提出了巨大挑戰。美的樓宇科技成為了這座場館建筑的特殊“伙伴”。
首先,為建筑裝上更綠色的“肺”——美的MDV系列多聯機組,實現硬件上的節能。其次,給多聯機組裝上“大腦”和“神經”——“美控智慧建筑”集控系統解決方案,實現分布式的管控。在場館內對所有設備進行群組劃分,實現了對單臺或多臺設備進行開關機及運行模式的遠程控制,滿足多區域、多設備、多場景的不同冷熱和溫濕度控制需求,更節省了40%的運行能效。美的樓宇科技的組合解決方案,讓場館與綠色科技相結合,成為能呼吸、會思考、可感知的“智慧建筑生命體”。
零碳園區的綠色之美
樓宇科技的魅力不止于重要賽事的場館,更體現于重大活動周邊的保障。“冰雪大本營”新首鋼高端產業綜合服務區(下稱“首鋼園區”),是首鋼國家電網冰雪賽事保障指揮展示中心所在地。建筑以“筒倉”“高爐”為主,高低落差極大,改造難度大。
美的樓宇科技從高爐超體空間到國家冰雪賽事保障指揮和展示中心,以多聯機+組合式空調箱+風機系統的整體解決方案,打破空間束縛,匹配園區遠距離,落差大的特殊環境。
一方面,超級過冷技術的運用使系統在遠距離、高落差狀態下仍能強勁高效運行,滿足首鋼園區各種高臺和高爐的空調采暖需求。另一方面,通過美的自主研發的MDV-Link芯片,進駐設備與國家電網調峰進行雙信號聯動,為張家口綠電輸送提供重要保障。
不同場景環境,對智慧樓宇的具體需求也不同。張家口山地轉播中心是向世界展示冰雪賽事的中心樞紐。該場地龐大的通信轉播設備群,對數據中心的穩定性、溫控和安全性要求極高,不僅要保障對轉播設備24小時的降溫,還要實現節能低碳。
美的為山地轉播中心提供自然冷的機組,搭載了精密溫度控制算法,利用張家口冬季環境溫度,可根據室內外負荷精準調節冷媒輸出。當新風溫度低于系統回水溫度時,自然冷卻系統從外部環境中吸收冷量并減少壓縮機運行,甚至在壓縮機停機情況下仍能保證冷量供應,從而實現免費供冷,讓轉播設備自然冷卻,動態滿足溫度波動范圍,大幅減少能量損失,做到運營的節能低碳。
為接待中心建設提供裝飾方案
北京冬奧會正在如火如荼的進行中,一場場精彩賽事為觀眾呈現了視覺盛宴,而賽場之外,亞廈則奉上了幾近完美的服務體驗。
亞廈裝飾承建的2022年冬奧會配套設施——冬奧會非注冊VIP接待中心項目位于河北張家口經濟開發區的核心地帶,該項目占地80畝,總建筑面積19萬平方米,是集客房、餐飲、宴會會議、康樂游泳、健身等功能于一體的五星級酒店。
此項目全力服務2022年冬奧會非注冊VIP人員,成為張家口賽區標桿性的接待中心;賽后將以張家口市旅游文化產業興市為依托承接國際高端會議,增強張家口在旅游行業、會展行業的競爭力。
項目建設力求實現精彩奧運與可持續利用的雙目標,亞廈裝飾第十工程管理公司秉承“綠色、共享、開放、廉潔”的辦奧理念,匯聚成貫徹落實新發展理念的生動實踐,為奧運場館建設貢獻力量。
全流程詮釋科技主題
為了呈現精致獨特的設計交付效果,項目建設對材料選擇及材料細節管控極為嚴格。墻身大面積采用的木飾面經過5次打樣才最終通過。項目選用厚度不小于40絲的山紋染色木皮,在高精度的加工要求下,保證了木皮陰陽面顏色的統一性及紋理的一致性。
項目建設中,所有石材均經現場封樣并嚴格核對。大堂、大堂吧服務臺魚肚白石材采用正反打磨,對模、對紋。為了減少耗材,項目部采用蜂窩加工工藝,按照紋理選取石材排版,滿足了業主要求。
項目著重關注對裝飾亮點的塑造,共使用了5款藝術玻璃,其中大堂、大堂吧區域造型屏風和茶苑隔斷屏風所使用的藝術玻璃,表面為水紋效果,內部做灌膠夾絹工藝,從多次打樣到加工完成,耗時長達5個月,呈現出了水霧朦朧的靜謐美感。
酒店大堂的藝術吊燈由數千個和平鴿造型的單片組成,象征著張家口及全國人民對冬奧會的希望與美好祝愿。從吊頂基層加固做法、安裝固定方案、設計造型,再到單片和平鴿造型的大小、水晶氣泡的密度都經過了多次調整,成為令人印象深刻的點睛之筆。
以匠心展示裝飾技藝
為了搭配接待中心中式復古的設計風格,休閑大堂吧瓦片墻背景按照現場尺寸排版調整了三次,在瓦片材料打樣確認、瓦片尺寸規格、仿古顏色深淺調整上耗時3個月,使大堂縈繞著中華文化的古典韻味。通往二層的旋轉樓梯方案經過數次調整,選用編織型紋理的扶手皮革,在紋理、顏色上反復挑選,彰顯內斂而不失質感的典雅氣質。
全日餐廳廚房、二層服務臺背景、裝飾屏風等使用的四款裂紋彩色瓷磚,經過6次重復打樣,耗時四個月才加工完成,經過不同色彩間的組合,增加了空間的跳躍感和靈動感。
此時,來自五湖四海的客人正滿懷對體育精神的信仰與赤誠,享受這場冰雪之約。亞廈不辱使命,完美實現項目落地。
科技賦能“冰絲帶”建設
作為科技冬奧重點項目建設者,北京智能建筑科技有限公司(下稱 北京智能建筑)用核心技術賦能冬奧智慧場館建設,助力北京冬奧標志性建筑“冰絲帶”智慧場館建設成功接受檢驗。
北京智能建筑率先應用北京冬奧會智能建筑建設標準及面向未來的引領性智能化頂層設計,通過5G、人工智能(AI)、物聯網(IoT)、數字孿生等技術應用,賦能國家速滑館(冰絲帶)的智能化建設。構建以科技化為支撐的智慧場館運營體系,公司自研開發的“1+3+1”冬奧智能建筑應用體系,全面應用到國家速滑館(冰絲帶)的建設及運營當中,助力冬奧科技。
強化核心技術 支持重點項目
北京智能建筑基于《北京冬奧會智能建筑建設標準(草案)》的相關要求,構建以科技化為支撐的智慧場館運營體系,對全局業務數據進行整體性應用,對各維度場景空間的人、物、事信息及數據進行整體性控制,實現智能運維,“科技奧運”的目標。
整體項目圍繞1+3+1建設內容進行優化提升。其中,1套指揮中心是指運營指揮中心;3套業務應用包含暖通設備監測預警系統、環境管理系統、AI+AR增強現實室內定位導航系統;一張孿生底圖則是場館數字孿生平臺。
平臺通過智能建筑操作系統的運營指揮中心,立體、直觀地展示出“冰絲帶”的全貌。場館管理人員和指揮人員可通過操作系統可視化操作及多個功能模塊,了解場館實時態勢,實現智能運維。
北京智能建筑通過國家速滑館數字孿生操作平臺,提供全方位數據服務,打造健康環境、暖通設備監測預警、室內 “AI+AR”導航等創新應用打造出更智慧的體驗。據悉,進入場館的觀眾可以通過下載一個應用就能夠憑借一部手機隨時隨地了解場館信息。當觀眾進入場館之后,可以根據該應用的室內精準導航系統,通過實景導航,找到準確的位置。
在這套智慧場館操作系統中,數字孿生平臺成為場館管理者的“超級大腦”,通過在公共安防、設備監控、能源優化、健康環境等方面的全面監測,將數據提供給場館管理者,實現可視、可知、可控、可決策功能,并在此基礎上為建筑管理者進一步提供智能算法優化控制、業務仿真及實現態勢推演等控制和決策功能,同時為運動員創造良好的比賽環境,為觀眾提供更好的觀賽效果。
向世界書寫“北京方案”
北京冬奧會期間,“冰絲帶”將會開展冰球、速度滑冰、花樣滑冰、冰壺等項目,賽時這里將會產生14枚金牌,為觀眾、賽事組織和參與者提供優質的觀賽體驗、完備的服務保障。在北京冬奧會結束之后,這里將成為一個智慧場館和集體育賽事、群眾健身、文化休閑、展覽展示、社會公益等于一體的多功能場館。屆時,場館中的所有設施將在操作系統的智能運維下管理下,繼續發揮其作用。
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