數(shù)字設(shè)計成就“最快的冰”
——國家速滑館數(shù)字化整合設(shè)計方法實(shí)踐＊

鄭方 孫衛(wèi)華 董曉玉

1 國家速滑館設(shè)計管理創(chuàng)新

國家速滑館是北京2022年冬奧會標(biāo)志性建筑，是北京賽區(qū)唯一新建的冰上競賽類場館，位于奧林匹克森林公園西側(cè)，與鳥巢、水立方遙相呼應(yīng)，以其獨(dú)特的曲面玻璃幕墻寓意“冰”和“速度”的設(shè)計主題，被稱為“冰絲帶”（Ice Ribbon）（圖1）。冬奧會期間，國家速滑館承擔(dān)速度滑冰項目（Speed Skating）比賽任務(wù)，進(jìn)行了14項速滑比賽，13次刷新奧運(yùn)會紀(jì)錄，其中1次打破世界紀(jì)錄，場館的建設(shè)和運(yùn)行得到了各方好評，被譽(yù)為“最快的冰”。

1 國家速滑館日景

國家速滑館設(shè)計堅持可持續(xù)發(fā)展理念，突出科技、智慧、綠色、節(jié)儉特色。在設(shè)計及建設(shè)、運(yùn)行全過程實(shí)現(xiàn)低碳綠色主導(dǎo)化，是國內(nèi)首例冰上競賽場館綠建三星設(shè)計認(rèn)證；面對諸多國內(nèi)首創(chuàng)，甚至世界之最，設(shè)計團(tuán)隊以設(shè)計引領(lǐng)創(chuàng)新，以科研保障設(shè)計，實(shí)現(xiàn)項目設(shè)計科研一體化。與此同時，奧運(yùn)場館工程具有“周期長、任務(wù)重、要求高”的特點(diǎn)，在如此多重目標(biāo)、多重任務(wù)、多重困難下的工程建設(shè)中必須借助數(shù)字化等設(shè)計手段，并通過數(shù)字設(shè)計專業(yè)化，保障設(shè)計數(shù)據(jù)全流程交換貫通，高質(zhì)高效地實(shí)現(xiàn)場館的數(shù)字建造和智慧運(yùn)維。在2020年第十一屆“創(chuàng)新杯”建筑信息模型BIM應(yīng)用大賽上，國家速滑館項目榮獲文化體育類BIM應(yīng)用一等獎。

2 對數(shù)字設(shè)計的理解

數(shù)字技術(shù)不僅在北京冬奧會開幕式上驚艷世界，其實(shí)在冬奧會場館設(shè)施的設(shè)計、建設(shè)和智慧化運(yùn)行中也得到了廣泛而深刻的應(yīng)用，并極大地推動了中國數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。顧名思義，數(shù)字建筑首先是實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計的數(shù)字化，數(shù)字設(shè)計是建筑數(shù)字建造和智慧運(yùn)維的基礎(chǔ)。

目前對建筑設(shè)計階段數(shù)字化應(yīng)用的內(nèi)涵有著不同的理解，在設(shè)計項目上的實(shí)際應(yīng)用水平也參差不齊。首先，最基礎(chǔ)的應(yīng)用便是設(shè)計成果的信息化，以CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計，Computer Aided Design）和BIM（建筑信息模型，Building Information Modeling）等專業(yè)軟件生產(chǎn)的數(shù)字化設(shè)計成果（圖2），建立起建筑信息的初始數(shù)據(jù)庫，同時也是后續(xù)智慧建造、智慧運(yùn)營的基礎(chǔ)載體。然后，是設(shè)計全程的軟件化，依托計算機(jī)專業(yè)軟件，進(jìn)行建筑對概念、空間的推敲，結(jié)構(gòu)對構(gòu)件受力的計算等，使得設(shè)計過程更加科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、合理。其次，就是設(shè)計驗證的模擬化，依托計算機(jī)軟件，借助信息化成果，可以實(shí)現(xiàn)建筑效果VR/AR體驗，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)受力、環(huán)境、節(jié)能等方面的計算以及機(jī)電系統(tǒng)CFD等模擬分析，完成專業(yè)之間的相互驗證，使得設(shè)計結(jié)果更加貼近現(xiàn)實(shí)需求和建造需求。再次，對于造型復(fù)雜的建筑，往往需要借助參數(shù)化的方法，設(shè)置可變參數(shù)模型生成建筑曲面表皮等非線性建筑構(gòu)成要素，也就是設(shè)計生成的參數(shù)化。參數(shù)化設(shè)計不僅僅可以呈現(xiàn)出非常規(guī)的設(shè)計效果，更重要的是清晰地表達(dá)了設(shè)計者的設(shè)計邏輯，使得數(shù)字化與人的關(guān)系更進(jìn)一步。

2 國家速滑館BIM 成果

國家速滑館在設(shè)計階段以數(shù)字設(shè)計為主線，實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化的設(shè)計管理和應(yīng)用。從設(shè)計概念之初到工程施工配合完成的設(shè)計全周期中，設(shè)計團(tuán)隊架構(gòu)上一直配置專業(yè)的數(shù)字設(shè)計師及團(tuán)隊，統(tǒng)籌全流程的數(shù)字設(shè)計過程和成果。而這種“專業(yè)化”更重要的一方面是能加深我們對數(shù)字化設(shè)計的理解和應(yīng)用。我們希望基于數(shù)字模型和工具軟件，將建筑的整個設(shè)計策略都納入到數(shù)理邏輯中，實(shí)現(xiàn)設(shè)計策略的數(shù)理化，產(chǎn)生一條內(nèi)在的邏輯化和量化的因果鏈條，讓建筑師的敘事不僅形象生動，而且理性科學(xué)。

3 國家速滑館數(shù)字設(shè)計專業(yè)化策略

3.1 通過數(shù)字設(shè)計確立建筑造型的幾何邏輯，實(shí)現(xiàn)場館空間體系的精準(zhǔn)控制

體育建筑的FOP（競賽場地，F(xiàn)ield of Play）是設(shè)計所圍繞的核心。國家速滑館圍繞400m標(biāo)準(zhǔn)速滑競賽賽道，打造世界首例“全冰面”速滑場館，其連續(xù)無縫冰面面積達(dá)11 578m2，為目前世界最大的室內(nèi)人工冰面（圖3）。環(huán)繞上述競賽場地，連續(xù)布置12 000座看臺和觀眾休息空間，從而生成國家速滑館的幾何形態(tài)。

3 國家速滑館比賽大廳

首先，根據(jù)視線計算規(guī)則，綜合考慮樓層和縱橫走道分布、包廂、殘疾人坐席等技術(shù)因素，建立圍繞冰場的32排連續(xù)環(huán)形看臺；然后，使用70°傾角的碗形曲面切割看臺，使碗形內(nèi)部的座椅符合預(yù)期規(guī)模數(shù)量。從長軸端點(diǎn)到短軸端點(diǎn)，碗形曲面呈2～3m厚度漸變，以形成外傾的看臺柱，是結(jié)構(gòu)體系的主要支撐，同時作為看臺、屋頂、幕墻的支撐，也是室內(nèi)空間的核心要素。頂部設(shè)巨型環(huán)桁架，內(nèi)弦連接單層雙向正交索網(wǎng)屋面，外弦連接立面幕墻斜拉索，形成如同斜拉橋一樣的結(jié)構(gòu)體系。碗形曲面的頂部輪廓由看臺最后排的空間曲線定義，作為環(huán)桁架支座的控制點(diǎn)，向上平移形成環(huán)桁架的下弦曲線，再通過結(jié)構(gòu)找形調(diào)整環(huán)桁架的斷面，優(yōu)化屋面索網(wǎng)的空間邊界和屋頂拋物線曲面，使環(huán)桁架水平變形最小，構(gòu)件內(nèi)力更均勻，建立高效的空間受力形態(tài)[1]。

基于上述幾何邏輯，借助Rhino等三維軟件，國家速滑館從冰場開始，在長軸240m、短軸176m的正橢圓平面上，由內(nèi)向外形成了整個建筑嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目臻g造型邏輯和幾何控制體系（圖4?6）。

4 國家速滑館空間邏輯模型

5 國家速滑館空間模型

6 國家速滑館結(jié)構(gòu)分解圖

3.2 通過數(shù)字設(shè)計確立空間容積的數(shù)理邏輯，實(shí)現(xiàn)場館低碳運(yùn)行

從建筑使用和運(yùn)行角度來說，大型公共建筑特別是冰上體育建筑的室內(nèi)空間形態(tài)顯然更加復(fù)雜，也更加重要。

國家速滑館秉持“綠色辦奧”理念，將控制制冰運(yùn)行能耗作為綠色節(jié)能設(shè)計的首要任務(wù)。速滑館最大的能耗是冰面的運(yùn)行能耗，而比賽大廳的空間形態(tài)和容積大小是冰場環(huán)境控制和運(yùn)行能耗的關(guān)鍵因素之一，其空間容積越小，就越容易實(shí)現(xiàn)冰場比賽環(huán)境的精準(zhǔn)控制和制冰能耗的節(jié)約運(yùn)行。因此，通過數(shù)學(xué)計算，確定一個合理的比賽大廳空間形態(tài)，使得室內(nèi)空間容積最小是建筑造型的基本出發(fā)點(diǎn)[2]。

本實(shí)驗以多臺 Ubuntu 12.04，3.40GHz CPU，8GB RAM的臺式機(jī)模擬服務(wù)器，以一臺Windows7，2.20GHz CPU，8GB RAM的臺式機(jī)模擬查詢端。實(shí)驗數(shù)據(jù)集采用的是skyline查詢經(jīng)典數(shù)據(jù)集Core和NBA。其中數(shù)據(jù)集Core含有68K條9維數(shù)據(jù)記錄，共有1533個skyline點(diǎn)。數(shù)據(jù)集NBA含有21K條8維數(shù)據(jù)記錄，共有1195個skyline點(diǎn)，數(shù)據(jù)集的相關(guān)信息如表1所示。

在這樣集約的平面基礎(chǔ)上，依據(jù)比賽場地和看臺的不同凈高需求來確定建筑頂棚形態(tài)，也就確定了比賽大廳的容積。保持同樣的比賽大廳平面布局和最高點(diǎn)凈高要求，采用常規(guī)的平屋頂或拱形屋頂（矢高15m），其比賽大廳屋面下的空間容積分別約為62萬m3和76萬m3，而采用沿橢圓短軸（東西）方向兩端隨看臺升高，沿長軸（南北）方向兩端隨看臺降低的馬鞍形雙曲面的屋面造型，則可以壓減非必要的室內(nèi)空間，容積只有約47萬m3，相比節(jié)省了32%和62%的空間，形成最小的蓄冷空間。若把速滑館比作一個超大的冰箱，壓減容積是最直接的降耗舉措。因此，通過數(shù)字化模型對室內(nèi)容積進(jìn)行形態(tài)模擬與計算比較，確定馬鞍形雙曲面的頂棚是壓減比賽大廳空間容積最為有利的屋面造型，正所謂“形式追隨內(nèi)容”，實(shí)現(xiàn)感性與理性的平衡。

3.3 通過數(shù)字設(shè)計確立結(jié)構(gòu)體系的找形邏輯，實(shí)現(xiàn)空間建筑形態(tài)與結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的數(shù)學(xué)規(guī)則統(tǒng)一

首先，在確定了國家速滑館馬鞍形雙曲屋頂?shù)慕ㄖ螒B(tài)后，下一步就是選擇合適的屋面結(jié)構(gòu)體系。整體而言，對結(jié)構(gòu)邏輯的要求就是結(jié)構(gòu)所占的空間最小，結(jié)構(gòu)耗材最少。通過數(shù)字模型和結(jié)構(gòu)計算進(jìn)行了方案模擬比選，傳統(tǒng)的網(wǎng)架或者是桁架屋面結(jié)構(gòu)高度為6～8m，而采用索網(wǎng)屋面結(jié)構(gòu)高度僅為0.2m，由此可以減小室內(nèi)空間容積約20萬m3，約占比賽大廳空間容積的50%，進(jìn)而再次大大降低室內(nèi)運(yùn)行能耗，同時又降低了建筑高度，節(jié)省了約25%的外圍護(hù)幕墻面積[2]。

國家速滑館主體屋面最終確定采用單層雙向正交索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，該索網(wǎng)平面投影為正橢圓形，周邊拉結(jié)于巨型環(huán)桁架上，整體張拉投影面積約19 300m2，是世界上類似結(jié)構(gòu)中跨度和規(guī)模最大的。索網(wǎng)設(shè)置了兩種索——東西短軸為承重索（最大跨度124m），南北長軸為穩(wěn)定索（最大跨度198m）[3]，要使兩個方向的索的結(jié)構(gòu)效率最高，其中心點(diǎn)空間位置的確定非常關(guān)鍵。正是由于國家速滑館設(shè)計結(jié)合建筑美學(xué)、技術(shù)科學(xué)等要求，在對數(shù)字建筑的結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行“形”與“力”剖析的基礎(chǔ)上，建構(gòu)了面向數(shù)字設(shè)計的結(jié)構(gòu)形態(tài)協(xié)同設(shè)計框架，使得該馬鞍形雙曲屋面索網(wǎng)中心點(diǎn)的確定成為了建筑與結(jié)構(gòu)的完美結(jié)合，完成“形”與“力”的統(tǒng)一，最終促成我們織就了這張最大、最薄的天幕。

對于外幕墻結(jié)構(gòu)，建筑設(shè)計的理念同樣需要幕墻環(huán)帶呈現(xiàn)輕盈、透明的效果，要求結(jié)構(gòu)構(gòu)件最隱，結(jié)構(gòu)耗材最少。在方案比較中，利用數(shù)字三維模型和結(jié)構(gòu)計算模型，嘗試了張拉整體結(jié)構(gòu)、拉索結(jié)構(gòu)、弓形桁架結(jié)構(gòu)、雙層網(wǎng)殼不規(guī)則短柱、波浪形單層網(wǎng)殼，最后集中在雙索條板和單索加連續(xù)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)（選定方案）。最終，我們?yōu)椤氨z帶”打造了連續(xù)長度600m的最長、最輕的單層異面網(wǎng)殼組合的連續(xù)幕墻，為國家速滑館呈現(xiàn)了最颯的“冰絲”，實(shí)現(xiàn)了以“絲帶”展現(xiàn)冰和速度的理念，促進(jìn)了設(shè)計中技術(shù)與藝術(shù)的融合（圖7?11）。

7 國家速滑館幕墻方案比較

8 國家速滑館結(jié)構(gòu)受力體系

9 國家速滑館索網(wǎng)受力分析

10 國家速滑館索網(wǎng)施工

11 國家速滑館幕墻

3.4 通過數(shù)字設(shè)計確立復(fù)雜形態(tài)的參數(shù)化手段，實(shí)現(xiàn)“冰絲帶”復(fù)雜曲面幕墻的生成與優(yōu)化

參數(shù)化設(shè)計采用約束性的數(shù)字方法，在設(shè)計中產(chǎn)生一條邏輯化和量化的因果鏈條，使因果關(guān)系相互聯(lián)系和反饋。通過在Grasshopper等參數(shù)化軟件中設(shè)置可變參數(shù)條件，使得設(shè)計條件與設(shè)計結(jié)果之間產(chǎn)生相互響應(yīng)，而且對響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行非預(yù)期性干擾。這類似一種發(fā)散式思維方式，設(shè)計過程和結(jié)果對條件的改變具有彈性和適應(yīng)性，多條件產(chǎn)生多樣性的結(jié)果，從而讓設(shè)計者更容易尋得理想的目標(biāo)[4]。

國家速滑館立面的設(shè)計概念稱為“冰絲帶”，呈現(xiàn)動感、輕盈、透明的建筑效果。為使立面的絲帶線條內(nèi)外錯落有致，采用自由彎曲的玻璃幕墻。我們利用Rhino和Grasshopper等三維軟件的參數(shù)化設(shè)計功能，對自由彎曲的玻璃幕墻表皮進(jìn)行了正向生成與反向擬合優(yōu)化。

首先，由屋頂外邊緣起伏的空間曲線定義幕墻的上邊緣三維控制線，二層平面的橢圓邊界作為下邊緣二維控制線。然后，在橢圓的長軸和短軸四向的四個端點(diǎn)建立幕墻典型剖面控制線，其與幕墻曲面玻璃規(guī)格、平曲分配、弧度取值等密切相關(guān)。因此，需要由廠家進(jìn)行玻璃規(guī)格的科研攻關(guān)和樣品試制，經(jīng)過工廠生產(chǎn)線試制樣品，評估得出半徑1.5m的中空夾膠玻璃在工藝和視覺質(zhì)量上可以接受。最終，剖面控制線由兩組平行線和與之相切的半徑統(tǒng)一為1.5m的圓弧連接形成，沿上下邊緣的幾何控制線放樣，其中直段放樣為平板單元，弧段放樣為曲面單元。每個直段和弧段的長度最長不超過2.4m，最短不小于0.3m，至此形成剖面控制線的基本參數(shù)控制范圍。再運(yùn)行Rhino的Sweep2命令，利用上述曲線路徑和剖面控制線，形成幕墻的整體定位曲面。在此基礎(chǔ)上，再將橢圓形定位曲面等分160份，形成平曲耦合的幕墻外觀控制面，其中曲面玻璃單元占幕墻表面積約47%，小于50%的研發(fā)目標(biāo)[5]。用同樣的參數(shù)化方法生成了置于立面幕墻外側(cè)的22條“絲帶”，由直徑0.35m的半圓形夾膠玻璃和背后的半圓金屬板組合形成，固定在水平龍骨上，白天起到外遮陽作用，夜晚則是線性LED立面照明系統(tǒng)。

“冰絲帶”曲面幕墻體系的設(shè)計集中體現(xiàn)了我們所遵循的低碳綠色主導(dǎo)化、設(shè)計科研一體化和數(shù)字設(shè)計專業(yè)化原則。利用參數(shù)化這種數(shù)字化的設(shè)計手法，使得動感、輕盈、透明的自由曲面表皮得以生成。同時借助科研和參數(shù)化工具，設(shè)計能夠以標(biāo)準(zhǔn)的建筑構(gòu)件來擬合自由曲面，節(jié)約了成本和工期，實(shí)現(xiàn)了高標(biāo)準(zhǔn)的曲面玻璃幕墻工藝和性能，推動了曲面玻璃幕墻的技術(shù)進(jìn)步，創(chuàng)造了建筑工藝美學(xué)的新高度。

通過現(xiàn)場制作幕墻樣板對工藝進(jìn)行驗證和調(diào)整，使得三維設(shè)計模型能直接交付到玻璃生產(chǎn)線，再到幕墻單元加工廠和施工安裝現(xiàn)場，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計信息向生產(chǎn)、建造、運(yùn)維的全程數(shù)字化傳遞，以及現(xiàn)場安裝和數(shù)字模型的精確對應(yīng)[1]（圖12,13）。

12 國家速滑館幕墻模型

13 國家速滑館夜景

3.5 通過數(shù)字設(shè)計確立空間環(huán)境的仿真模擬，實(shí)現(xiàn)場館環(huán)境的溫、濕、聲、光、環(huán)境的模擬驗證

對于國家速滑館這樣規(guī)模巨大、造型復(fù)雜、有特殊功能需求的公共建筑，建筑空間環(huán)境的設(shè)計是工程技術(shù)設(shè)計的重點(diǎn)，更是難點(diǎn)。

對于競賽類的冰上場館來說，其比賽大廳要實(shí)現(xiàn)“一廳三溫”，即國家速滑館比賽大廳的冰面溫度是-10～-6℃，比賽場地冰上1.0m位置空氣溫度是14～16℃，看臺觀眾席溫度是18℃以上。同一高大空間內(nèi)，三個溫度分區(qū)智能調(diào)控，既滿足了冰面環(huán)境的需要，又為觀眾營造了舒適的觀賽環(huán)境。如果將冰上場館比擬為一臺冰箱，那“冰絲帶”就是一臺容積約4億L的大冰箱，而且還是一臺分區(qū)控溫的智能冰箱。同樣，冰上場館對太陽直射光相當(dāng)敏感，要避免任何時間、任何角度的室外直射光照射到冰面上，同時如果超2萬m2的比賽大廳能夠充分利用自然光來滿足場館運(yùn)行照度需求的話，又可以大大節(jié)省運(yùn)行能耗。

針對這種需求上的不同甚至是對立矛盾，設(shè)計需要充分利用數(shù)字模型，通過Enscape等軟件對各項環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行精確的模擬、反饋、調(diào)整、驗證，最終做到揚(yáng)長避短、各取所需、精確控制（圖14,15）。

14 國家速滑館觀眾休息廳氣流模擬

15 國家速滑館比賽大廳光線模擬

4 數(shù)字設(shè)計助力數(shù)字建造與智慧運(yùn)維

數(shù)字建造是在新一輪科技革命大背景下，數(shù)字技術(shù)與工程建造系統(tǒng)融合形成的工程建造創(chuàng)新發(fā)展模式[6]。國家速滑館數(shù)字設(shè)計始終圍繞一條主線——設(shè)計數(shù)據(jù)全流程交換貫通，使得建筑數(shù)字信息在流程中不斷被完善、校正、強(qiáng)化，并通過現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字鏈驅(qū)動下的工程項目立項策劃、規(guī)劃設(shè)計、施（加）工、運(yùn)維服務(wù)的一體化協(xié)同，實(shí)現(xiàn)數(shù)字建造與智慧運(yùn)維，最終提供以人為本、綠色可持續(xù)的智能化工程產(chǎn)品和服務(wù)。

4.1 數(shù)字建造

國家速滑館采用數(shù)字建造方式，利用設(shè)計階段的數(shù)字成果，建立了包括全過程統(tǒng)一BIM模型及全參與方一體化協(xié)同施工體系；借助全過程的高精度仿真、高質(zhì)量高精度構(gòu)件加工和安裝、實(shí)時高精度測控等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智慧化的平行施工技術(shù)體系——工程全生命周期健康監(jiān)測系統(tǒng)，將施工信息、工程進(jìn)度、質(zhì)量預(yù)警等各種數(shù)據(jù)實(shí)時同步傳輸?shù)綌?shù)字場館上，實(shí)現(xiàn)建筑的“數(shù)字孿生”[7]。

工程施工中將部分混凝土構(gòu)件、看臺、鋼結(jié)構(gòu)、索網(wǎng)、屋面、幕墻、門窗等建筑構(gòu)件，按照設(shè)計數(shù)據(jù)全部預(yù)先在工廠加工完成，并逐件進(jìn)行二維碼編號，納入數(shù)字管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字制造，再運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行組裝，最大可能地進(jìn)行裝配化施工作業(yè)。同時，為保證建設(shè)周期，基于數(shù)字化施工模擬，工程各專業(yè)各分部推行平行施工建造方式。例如，主體鋼結(jié)構(gòu)環(huán)桁架，這樣一個長度逾200m、投影面積超2萬m2、重達(dá)數(shù)千噸的龐然大物，實(shí)際上就是在場館施工現(xiàn)場外側(cè)幾十米外遠(yuǎn)的地方，在建設(shè)場館的同時被分成幾段進(jìn)行現(xiàn)場加工制作。等到它加工完成，安裝它的混凝土結(jié)構(gòu)施工也達(dá)到了安全承載要求，再通過計算機(jī)控制爬行機(jī)器人推動分段桁架滑移到場館上方進(jìn)行拼接、安裝到位，大大節(jié)約了工期。從質(zhì)量上來講，最終安裝精度偏差僅幾毫米，實(shí)現(xiàn)了高效、高精建造。

4.2 智慧運(yùn)維

奧運(yùn)會等大型賽事活動歷來被視為展示舉辦國科技水平的舞臺，2022年北京冬奧會數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展到了一個新的高度。隨著互聯(lián)網(wǎng)、智慧科技的不斷發(fā)展，相關(guān)競賽場館也正式進(jìn)入了智慧場館階段。

在冬奧會期間，國家速滑館借助建筑數(shù)字模型和相關(guān)數(shù)據(jù)，通過覆蓋全場館的高速Wi–Fi網(wǎng)絡(luò)、5G移動通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)等監(jiān)控設(shè)備的遠(yuǎn)程化控制，特別是AI技術(shù)在交通、管理、餐飲方面得到了成功的嘗試。場館應(yīng)用數(shù)字模型衍生的智慧建筑運(yùn)維管理平臺，基于集成智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)融匯共享的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)場館能源智能管理和智慧化建筑管理。同時，場館通過個人終端可視化運(yùn)維平臺、精準(zhǔn)定位導(dǎo)航和VR/AR（虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）等技術(shù)，在冬奧會期間為主要參賽人群提供了智慧化管理服務(wù)，實(shí)現(xiàn)全方位運(yùn)動數(shù)據(jù)服務(wù)和支撐智慧觀賽服務(wù)[8]（圖16）。

16 國家速滑館智慧管理平臺

5 結(jié)語

在當(dāng)前信息化時代的宏觀背景下，數(shù)字建筑正成為建筑行業(yè)的基本戰(zhàn)略，借助數(shù)字技術(shù)驅(qū)動行業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)建筑的全過程、全要素、全參與方的數(shù)字化、在線化、智能化，已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)鏈條上各相關(guān)方高度一致的共識。國家速滑館基于數(shù)字設(shè)計專業(yè)化，通過數(shù)字建構(gòu)幾何控制系統(tǒng)，在動感輕盈的建筑效果之下，建立集約緊湊的建筑空間，實(shí)現(xiàn)高效的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)、立面工程和綠色節(jié)能技術(shù)的統(tǒng)一，形成了面向可持續(xù)的完整技術(shù)體系，并將數(shù)理邏輯與建筑設(shè)計融為一體，深化了數(shù)字設(shè)計的內(nèi)涵。

圖片來源

1,3,13 孫衛(wèi)華拍攝

2,4?9 北京市建筑設(shè)計研究院有限公司提供

12,14?16 北京市建筑設(shè)計研究院有限公司提供

10 蔡昭昀拍攝

11 林志云拍攝