近日，在“嶺南綠都”廣東清遠，由中建二局安裝公司參建的清遠市奧林匹克體育中心正式亮燈，南粵人民翹首以盼的廣東省第十六屆運動(dòng)會(huì )距離開(kāi)幕又近一步。從空中俯瞰，奧體中心體育場(chǎng)、體育館、游泳館三個(gè)主要建筑呈S形排布，有如一只扶搖而上的鳳凰。作為省運會(huì )主場(chǎng)館的體育場(chǎng)，對應著(zhù)鳳凰頭部，造型如一頂華美靈動(dòng)的鳳冠。
參數化建模 巧畫(huà)銀妝萬(wàn)縷
2020年5月項目中標，隨后成立以廣東省五一勞動(dòng)獎?wù)芦@得者趙云輝為牽頭人的深化設計團隊。在拿到效果圖后，設計團隊才發(fā)現項目屋面造型遠比想象中更為復雜。4.2萬(wàn)平米外圍護面積相當于8個(gè)標準足球場(chǎng)大小，整體呈不規則馬鞍形，整個(gè)屋面包含57個(gè)不同曲率造型區域，近19.5萬(wàn)塊屋面板中沒(méi)有一塊完全相同。這時(shí)，再采用傳統的BIM建模，不但難以保證屋面高精度設計要求，還極易延長(cháng)工期，影響省運會(huì )開(kāi)幕!
關(guān)鍵時(shí)刻，趙云輝拍板，決定引入Grasshopper參數化設計。趙云輝給設計團隊介紹道，與傳統平面設計軟件相比，Grasshopper參數化設計插件可通過(guò)編寫(xiě)建模邏輯算法，一鍵生成三維可視化模型及視頻預覽，節省海量數據重復輸入時(shí)間。該插件近年才在行業(yè)內興起，設計團隊都只是聽(tīng)過(guò)這一“時(shí)髦詞”，卻從未使用過(guò)這款插件。“到底能不能行，學(xué)習還得時(shí)間”設計團隊中有人低聲犯起了嘀咕。
“邊做邊學(xué)，毫不影響!”趙云輝已經(jīng)想好了策略。四名經(jīng)驗老道的BIM設計師留下做基礎圖紙的深化工作，三名學(xué)習能力強的小伙火速前往最近的培訓機構學(xué)習插件使用及基礎編程。就這樣，項目深化設計開(kāi)始了。前10天，四名資深建模師日夜鏖戰，清理錯誤節點(diǎn)，優(yōu)化結構模型。第11天、15天、20天，3名設計師陸續返回，分別負責邏輯數據清洗、全員教學(xué)、算法編輯工作。就這樣傳幫帶、車(chē)輪戰，8人小組在1個(gè)月時(shí)間內，完成體育場(chǎng)19.5萬(wàn)塊鋁鎂錳屋面板、5.6萬(wàn)塊外裝飾板的深化設計工作。
項目建設完成后，經(jīng)測算，項目只深化設計一項，最少節約材料損耗20萬(wàn)元,節約建模時(shí)間20天，減少安裝工期25天，還能將安裝誤差控制在1毫米內，讓整個(gè)外立面呈現完美曲線(xiàn)。
單元化安裝 雕刻白練如玉
項目團隊進(jìn)場(chǎng)前，項目經(jīng)理張榮原定的施工方案為塔吊與汽車(chē)吊配合施工。等項目團隊進(jìn)場(chǎng)，卻被告知前序鋼結構施工滯后，為確保鋼結構施工按期完成，金屬屋面施工原定使用的塔吊必須拆除。
飽含心血的施工方案卻要臨時(shí)改，一時(shí)間誰(shuí)心里都不是滋味。張榮還是首先站出來(lái)表態(tài)“誓保省運會(huì )開(kāi)幕 我們服從安排!” 這位來(lái)自山西大同的漢子投身建筑業(yè)20年，參與過(guò)眾多國家級省級工程施工。他敢拍板，肯定是有了主意。
“鳳冠”造型復雜，外形由57片“花瓣”圍攏而成。每片“花瓣”造型又從46.3米高的屋面順延到幕墻系統，中間還包含著(zhù)光伏玻璃、幕墻玻璃、幕墻鋁板等不同構造層，各個(gè)構造層的交接處，都是決定屋面結構強度的關(guān)鍵節點(diǎn)，十分考驗項目團隊的施工技術(shù)水平。
張榮決定采用的，叫單元式安裝技術(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是把塔吊垂直運輸屋面材料在屋面進(jìn)行拼裝的形式，改為在地面進(jìn)行分段模塊化拼裝，再通過(guò)機動(dòng)靈活的履帶吊，將拼裝好的單元送至屋面。結合現場(chǎng)實(shí)際，項目部將體育場(chǎng)外立面分成金屬屋面與幕墻兩大模塊，再通過(guò)細分，把金屬屋面模塊劃分成337個(gè)吊裝單元，幕墻模塊劃分成228吊裝單元。這樣就類(lèi)似高樂(lè )積木，把一個(gè)個(gè)小單元組裝成大單元。2021年3月15日，經(jīng)過(guò)500多名工友一個(gè)月時(shí)間內日夜鏖戰，所有模塊小單元完成地面拼裝;3月20日，經(jīng)全站儀定位，首段小單元“零誤差”精準就位。隨后，4臺履帶吊，8臺汽車(chē)吊奮力揮舞，創(chuàng )造了1天10個(gè)單元的安裝記錄。
低碳化建造 嶺南“鳳”舞譜新綠
近年來(lái)，光伏建筑一體化(BIPV)建造理念在國內逐漸興起。安裝公司以金屬屋面建造優(yōu)勢為基礎，選擇了“金屬屋面+光伏” 的戰略路線(xiàn)，如今已初見(jiàn)成效。
在清遠奧體中心項目建設中，建設團隊秉持綠色低碳節能理念，在3.5萬(wàn)平方米金屬屋面中，以條帶狀造型嵌入3100平方米碲化鎘薄膜太陽(yáng)能屋面系統。該太陽(yáng)能系統光電轉化率約15%，投入使用后預計每年可發(fā)電35萬(wàn)度，相當于減少排放二氧化碳約33萬(wàn)噸。
在屋面板間嵌入2684塊太陽(yáng)能電路板，對屋面板防水性能和電路板吸收效率都是巨大考驗。在施工前，項目總工程師鐘義興帶領(lǐng)技術(shù)團隊在現場(chǎng)搭建了1:1樣板段，經(jīng)過(guò)三個(gè)月的蓄放能實(shí)驗，確定了年發(fā)電量，才進(jìn)入現場(chǎng)安裝階段。同時(shí)，公司金屬屋面設計中心也首次搭建起太陽(yáng)能電路板的BIM模型，通過(guò)與屋面模型進(jìn)行合模，精準知道現場(chǎng)施工，確保實(shí)現兩種材料接縫安裝零誤差，碲化鎘薄膜太陽(yáng)能系統效率最大化。
根據綠色建筑的要求，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統提供的用電量占總用電量的比例不小于2%。本項目變壓器總裝機容量為13700kVA，太陽(yáng)能光伏系統裝機容量要求為300kWp，占比2.18%，完全達到相關(guān)要求。除此之外光伏發(fā)電能提供場(chǎng)館內正常照明的電量，若有富余電量，還能給外部電網(wǎng)提供支持。
進(jìn)入清遠奧體中心體育場(chǎng)內部，內部設備已全部安裝完成，工人正對進(jìn)行設備調試，項目建設已進(jìn)入收尾沖刺階段。3月底，體育場(chǎng)具備交付使用條件;4月中，項目將迎來(lái)田徑測試賽首秀;5月，清遠奧體中心將正式開(kāi)放使用;11月，廣東省第十六屆運動(dòng)會(huì )將在這里盛大舉辦。(馬馳海 鐘義興)
