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创下六项“世界之最”!“中国建造”首秀世界杯

北京时间11月21日零时,2022年卡塔尔世界杯正式开赛。由中国铁建国际集团有限公司(以下简称铁建国际)承建的2022年卡塔尔世界杯主场馆——卢赛尔体育场,引发全球瞩目。

《中国经济周刊》记者 贾璇 | 连线卡塔尔报道

这届世界杯,中国队没去,但“中国队”去了。

北京时间11月21日零时,2022年卡塔尔世界杯正式开赛。由中国铁建国际集团有限公司(以下简称铁建国际)承建的2022年卡塔尔世界杯主场馆——卢赛尔体育场,引发全球瞩目。

卢赛尔体育场坐落在距离卡塔尔首都多哈中心20公里的卢赛尔新城,设计灵感来自于卡塔尔传统灯笼纹饰和椰枣碗,风格极具中东特色。整体造型呈碗状,屋面呈马鞍形,外幕墙为金色双曲面铝板幕墙,被网友形象地称为“金色之碗”。

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夜幕下的卢赛尔体育场

建成后,卢赛尔体育场成为卡塔尔的“国家名片”。当地时间11月9日,2022年卡塔尔中央银行推出世界杯特别版纪念钞,在22卡塔尔里亚尔纸币上,就印有“金色之碗”的图案,而这已经是“中国建造”元素第二次出现在当地货币上。此前,2020年12月发行的新版10卡塔尔里亚尔纸币上,也印有此图案。

经典背后有重工。据悉,卢赛尔体育场从设计到建造共经历了2118天,其间中国铁建汇聚了全球20多个国家110家企业7000多名中外建设者,为世界杯顶级体育场馆的设计施工提供全产业链的中国方案,更用专业强度和经验实力向世界重新诠释“Made in China”。

在世界杯举行期间,《中国经济周刊》记者独家连线了“金色之碗”建造的全程亲历者、铁建国际卢赛尔体育场项目副经理黄韬睿,分享背后故事。

创下六项“世界之最”

六年前的一天,在卡塔尔的一个会议室里,来自全球9个国家的11家企业焦急等待,他们都是卢赛尔体育场项目的竞标者。

“这个项目难度很高,它比北京‘鸟巢’还多1000个座位,总用钢量相当于3个埃菲尔铁塔。此前,咱们中国企业也没建过世界杯场馆,一上来就搞难度这么大的项目,是很大的挑战。”黄韬睿回忆说。

“冲一把,争口气”,抱着不服输的心态,黄韬睿和团队紧张地准备应标方案。经过激烈角逐,手攥6万多张招标文件的“中国队”胜出,而从准备到中标,他们仅用了3个月。

时间紧,标准高。中方提供的设计方案,不仅满足国际足球联合会(FIFA)标准,也符合卡塔尔当地环境和业主要求,严格采用欧美规范,兼顾节能环保性能,达到全球可持续发展评估体系(GSAS)五星标准。

虽为“中国建造”的世界杯首秀,但有着“基建狂魔”称号的“中国队”却创新地勇创六项“世界之最”:

全球最大跨度的双层索网屋面单体建筑;

全球规模最大世界杯主场馆;

全球系统最复杂的世界杯主场馆;

全球设计标准最高的世界杯主场馆;

全球技术最先进的世界杯主场馆;

国际化程度最高的世界杯主场馆。

“卢赛尔体育场是按照最高标准建造的,它是卡塔尔、中东和阿拉伯地区人民的骄傲!”卡塔尔世界杯形象大使、阿曼球星阿尔·哈布西称赞说。

19.5万平方米和3毫米的误差

远观卢赛尔体育场,最直观的感受就是——大。其总建筑面积达19.5万平方米,可容纳8万多名观众,是目前全球规模最大的世界杯主场馆。

面积大,跨度也大。据黄韬睿介绍,为了满足大跨度要求,卢赛尔体育场的索网屋面不同于普通场馆的单层设计,而是被设计成了双层,使得屋面索网结构跨度可达274米,这也让卢赛尔体育场成为全球最大跨度双层交叉索网屋面单体建筑。

设计师通过4672个连接件,把4200多个灯笼纹饰的三角形单元铝板与主体钢结构衔接,分段拟合出流畅的线条和双曲弧面。马鞍形屋面的膜结构面积达56300平方米,由624根拱杆、1152根水平膜索支撑而起。

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从高空俯瞰卢赛尔体育场的索网屋面,像一颗颗钻石连接而成。

1152根水平膜索如何安装成为施工关键。在兼顾工厂加工最大化、运输方式最便捷等因素后,团队大胆决定——现场安装。

“把拱杆的连接点提前做好,运到现场安装,这样做对施工精度的要求是非常高的。一旦出现失误,现场装不上也改不了。覆盖的膜材也要安装成有力度的,人可以在上边行走。在70米高空,既要把拱杆装对位,还要把膜材装得有劲。”黄韬睿说。

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建造中的卢赛尔体育场内部

为了保证安装顺利,团队直接把精度细化到了毫米。总建筑面积19.5万平方米的卢赛尔体育场,其钢结构拼接精度误差为3毫米之内,所有节点的空间位置误差为25毫米之内,索力偏差不能超过10%。

从空中俯瞰场馆顶部,膜结构独特的钻石形状被完美呈现。“除了造型美观,膜材颜色也选择了白色,可以最大限度反射光线、不吸热,厚度和材质都可以较大限度地阻碍热辐射进场馆里。”黄韬睿说。

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工人们在70米高空进行拱杆吊装施工

值得一提的是,此次建造团队还创新地把安全网充分利用起来,采用先进技术把安全网“绷直”成为操作平台,成功解决了工人在70米高空作业的安全问题,让施工更加高效。

给露天的体育场装空调

据介绍,作为全球系统最复杂的世界杯主场馆,卢赛尔体育场内的所有机电系统均可以通过终端进行直接控制,包括通信、安保、消防、声控、引导、运输、景观等。工作人员只需坐在控制室内便可一键管理场馆上述所有功能。为此,项目包含30多个专业大类、45个专项设计、99个电子系统,也是世界上专业接口最多、技术最先进的体育场之一。

对于各界关注的降温问题,团队也是下了一番苦功。黄韬睿介绍说:“卢赛尔体育场虽为露天,但安装了空调。看台部分的空调出风口分布在观众座椅下方,不是所有座椅下都有,集中在中下层看台座椅下方,高层看台座位下没有,出风口在其上方的墙壁上。”

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草坪周边安装的球型空调出风口。

他进一步解释,团队根据流体动力学,模拟了场馆满座后观众呼出二氧化碳的流向,再综合当地四季太阳的照射角度,一天之内光照的相关情况等,综合考虑后做出了空调功率和出风口方向的布置方案。

在球员比赛的草坪周边,也安装了球形的空调出风口。采用外设制冷站水冷空调技术,通过调节冷水流量、风机转速等技术参数,实现对不同区域温度的自动化控制,有效降低制冷设备运行能耗。

此外,当地高温湿热的天气也给场馆自身带来挑战。“我们看到的金色钢结构外壳非常耀眼,但金属材质难免发生热胀冷缩的形变。在施工中,经过当地日晒的钢结构表面温度可达60摄氏度。为了把场馆形变控制在安全范围内,我们创新地把外壳和内瓤做了结构上的分离。”黄韬睿说。

据他介绍,卢赛尔体育场可以被分为两部分:内部混凝土看台和外壳钢结构、幕墙、锁膜屋顶。周长一公里的金属外壳仅靠24个混凝土球形支座支撑。支座自身具有旋转能力,在遇到风沙、高温等情况时,可以自身进行调整,“泄掉”发生形变的力,从而大幅提高场馆的安全性。

建造完美呈现绿色环保建筑

据介绍,在卢赛尔体育场设计和施工中,绿色环保理念贯穿始终。项目采用多项环保节能技术并大量使用可回收材料,让卢赛尔体育场成为世界上最为节能环保的体育场之一。

采用的雨水收集回收再利用与海水淡化技术,结合智能节水喷灌系统,可让卢赛尔体育场相比传统体育场节约40%的淡水。黄韬睿说:“非常适合中东的滴灌技术也被应用在草坪养护上。”

同时,卢赛尔体育场也是全球首个在全生命周期深入应用BIM技术的世界杯主场馆项目。BIM(Building Information Modeling)技术以三维数字技术为基础,继承了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,是对工程项目实施实体与功能特性的数字化表达。

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项目使用草坪灯照射草坪,促进其生长。

此次,团队在钢结构施工、索网及幕墙安装等环节均应用了BIM技术,通过计算机模拟施工现场,预判各种碰撞和困难,及时调整工法。据介绍,中心模型数据量高达10TB,抽图数量达33000多张。

面对卢赛尔体育场赛后高昂的维护成本,原计划将其和其他体育场一并拆除,当地许多居民对此表示十分惋惜。

“我们在得知这一诉求后,提出对卢赛尔体育场进行赛后改建的设想,虽然赛时和赛后同步设计并无先例可循。” 黄韬睿说,经过多次组织国内顶级专家进行研讨,最终提出将体育场改建为学校、医院、公寓和酒店的方案。

相信未来,由中国建造的卢赛尔体育场不仅可以长期造福当地民众,更将成为一座世界文明的地标。

(文中图片均由铁建国际提供)

责编 | 郭霁瑶

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