近日,在“岭南绿都”广东清远,由中建二局安装公司参建的清远市奥林匹克体育中心正式亮灯,南粤人民翘首以盼的广东省第十六届运动会距离开幕又近一步。从空中俯瞰,奥体中心体育场、体育馆、游泳馆三个主要建筑呈S形排布,有如一只扶摇而上的凤凰。作为省运会主场馆的体育场,对应着凤凰头部,造型如一顶华美灵动的凤冠。
参数化建模 巧画银妆万缕
2020年5月项目中标,随后成立以广东省五一劳动奖章获得者赵云辉为牵头人的深化设计团队。在拿到效果图后,设计团队才发现项目屋面造型远比想象中更为复杂。4.2万平米外围护面积相当于8个标准足球场大小,整体呈不规则马鞍形,整个屋面包含57个不同曲率造型区域,近19.5万块屋面板中没有一块完全相同。这时,再采用传统的BIM建模,不但难以保证屋面高精度设计要求,还极易延长工期,影响省运会开幕!
关键时刻,赵云辉拍板,决定引入Grasshopper参数化设计。赵云辉给设计团队介绍道,与传统平面设计软件相比,Grasshopper参数化设计插件可通过编写建模逻辑算法,一键生成三维可视化模型及视频预览,节省海量数据重复输入时间。该插件近年才在行业内兴起,设计团队都只是听过这一“时髦词”,却从未使用过这款插件。“到底能不能行,学习还得时间”设计团队中有人低声犯起了嘀咕。
“边做边学,毫不影响!”赵云辉已经想好了策略。四名经验老道的BIM设计师留下做基础图纸的深化工作,三名学习能力强的小伙火速前往最近的培训机构学习插件使用及基础编程。就这样,项目深化设计开始了。前10天,四名资深建模师日夜鏖战,清理错误节点,优化结构模型。第11天、15天、20天,3名设计师陆续返回,分别负责逻辑数据清洗、全员教学、算法编辑工作。就这样传帮带、车轮战,8人小组在1个月时间内,完成体育场19.5万块铝镁锰屋面板、5.6万块外装饰板的深化设计工作。
项目建设完成后,经测算,项目只深化设计一项,最少节约材料损耗20万元,节约建模时间20天,减少安装工期25天,还能将安装误差控制在1毫米内,让整个外立面呈现完美曲线。
单元化安装 雕刻白练如玉
项目团队进场前,项目经理张荣原定的施工方案为塔吊与汽车吊配合施工。等项目团队进场,却被告知前序钢结构施工滞后,为确保钢结构施工按期完成,金属屋面施工原定使用的塔吊必须拆除。
饱含心血的施工方案却要临时改,一时间谁心里都不是滋味。张荣还是首先站出来表态“誓保省运会开幕 我们服从安排!” 这位来自山西大同的汉子投身建筑业20年,参与过众多国家级省级工程施工。他敢拍板,肯定是有了主意。
“凤冠”造型复杂,外形由57片“花瓣”围拢而成。每片“花瓣”造型又从46.3米高的屋面顺延到幕墙系统,中间还包含着光伏玻璃、幕墙玻璃、幕墙铝板等不同构造层,各个构造层的交接处,都是决定屋面结构强度的关键节点,十分考验项目团队的施工技术水平。
张荣决定采用的,叫单元式安装技术。简单来说,就是把塔吊垂直运输屋面材料在屋面进行拼装的形式,改为在地面进行分段模块化拼装,再通过机动灵活的履带吊,将拼装好的单元送至屋面。结合现场实际,项目部将体育场外立面分成金属屋面与幕墙两大模块,再通过细分,把金属屋面模块划分成337个吊装单元,幕墙模块划分成228吊装单元。这样就类似高乐积木,把一个个小单元组装成大单元。2021年3月15日,经过500多名工友一个月时间内日夜鏖战,所有模块小单元完成地面拼装;3月20日,经全站仪定位,首段小单元“零误差”精准就位。随后,4台履带吊,8台汽车吊奋力挥舞,创造了1天10个单元的安装记录。
低碳化建造 岭南“凤”舞谱新绿
近年来,光伏建筑一体化(BIPV)建造理念在国内逐渐兴起。安装公司以金属屋面建造优势为基础,选择了“金属屋面+光伏” 的战略路线,如今已初见成效。
在清远奥体中心项目建设中,建设团队秉持绿色低碳节能理念,在3.5万平方米金属屋面中,以条带状造型嵌入3100平方米碲化镉薄膜太阳能屋面系统。该太阳能系统光电转化率约15%,投入使用后预计每年可发电35万度,相当于减少排放二氧化碳约33万吨。
在屋面板间嵌入2684块太阳能电路板,对屋面板防水性能和电路板吸收效率都是巨大考验。在施工前,项目总工程师钟义兴带领技术团队在现场搭建了1:1样板段,经过三个月的蓄放能实验,确定了年发电量,才进入现场安装阶段。同时,公司金属屋面设计中心也首次搭建起太阳能电路板的BIM模型,通过与屋面模型进行合模,精准知道现场施工,确保实现两种材料接缝安装零误差,碲化镉薄膜太阳能系统效率最大化。
根据绿色建筑的要求,太阳能光伏发电系统提供的用电量占总用电量的比例不小于2%。本项目变压器总装机容量为13700kVA,太阳能光伏系统装机容量要求为300kWp,占比2.18%,完全达到相关要求。除此之外光伏发电能提供场馆内正常照明的电量,若有富余电量,还能给外部电网提供支持。
进入清远奥体中心体育场内部,内部设备已全部安装完成,工人正对进行设备调试,项目建设已进入收尾冲刺阶段。3月底,体育场具备交付使用条件;4月中,项目将迎来田径测试赛首秀;5月,清远奥体中心将正式开放使用;11月,广东省第十六届运动会将在这里盛大举办。(马驰海 钟义兴)
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