工程概况
国家游泳中心（“水立方”）是2008年北京奥运会的标志性场馆，承担了游泳、跳水、花样游泳等水上比赛项目。为迎接2022年北京冬奥会，国家游泳中心开启了第三次改造，“水立方”将化身“冰立方”，实现由水到冰的华丽转身。改造后的国家游泳中心将在比赛大厅新增冰壶场地功能，满足北京2022年冬奥会和冬残奥会赛事需要，它将成为冬奥会历史上 最大体量的冰壶场馆、世界上唯一一个水上运动项目和冰上运动项目可自由转换的大型比赛场馆。
该项目改造面积约50000㎡，为满足冬奥会冰壶比赛需求，在原有泳池上搭设4条标准冰壶赛道，冰壶赛道包括钢结构支撑体系、混凝土面板、制冰系统及配套管线、赛场除湿系统等。
图1 冰立方冰壶赛道效果图
工程重点与难点
改造后的“冰立方”可容纳观众约4600人，游泳池上搭建冰壶基地，在奥运会历史上尚属首例。水立方为膜结构工程，场馆内部环境湿热，空气质量、节能、照明、声控等均为“冰水”转换带来难题。
3.不停业改扩建施工情况复杂
与传统施工不同，此次“水立方”改扩建过程采用“不停业”模式展开，赛时临时设施尽量采用装配式部品部件，避免施工场地与公众使用空间相互干扰。采用“智慧”手段，减少劳动力、资金、物料的损耗，解决交叉领域的技术障碍，也是本工程一大难题。
4.全过程考虑可持续运维要求
本次改造要全过程兼顾“双奥”场馆可持续运维要求，为拓展场馆的赛后使用功能，形成“双奥会”示范性可持续运营遗产，场馆需打造持续优化的业务流程协同运营管理体系，形成创新平台，在满足冬奥会场地要求的同时，实现赛后冬夏“冰水”双轮驱动 。
施工关键技术
针对重难点1：为满足2022冬奥会冰壶比赛需求，在原有泳池上搭设4条标准冰壶赛道，包括钢结构支撑体系、混凝土面板和制冰系统及配套管线、赛场除湿系统。通过建立模块化搭拆工艺、检测标准、制冰工艺标准，实现国家游泳中心“冰水”功能快速转换的成套技术，填补国内场馆“冰水”转化的技术空白。
图2 可转换场地结构调平动态监测系统
针对重难点2：为确保冰面质量与室内环境满足冰壶比赛要求，对温湿度探测器布置点与布置方式的多种组合进行模拟实验，优化冰面与冰壶场地环境智能控制程序。在测试比赛及实际应用阶段，测试室内物理环境控制效果，实测验证理论分析的合理性，有效提高检测精度与反馈频率，实现对冰面及室内环境的精准控制。
图3 冰壶场地室内物理环境优化策略
针对重难点3：施工建造以建筑信息模型（BIM）技术为基础，结合云计算、物联网、移动通讯等信息化技术和设备，引进智慧工地管理平台，将项目进度、安全管理、质量管理、劳务管理、商务管理、党建管理、BIM技术、可视化交底等列入平台管控中，实现项目“人、机、料、法、环”全方位监控，将”被动监督”变为”主动监控”。创新“智慧”管理理念，完成特定生命周期的管理，让传统的建筑工地长出“智慧大脑”，最终实现施工数据信息化、监测自动化、管理智能化、远程可视化和决策大数据。
图4 冰立方智慧工地管理平台
针对重难点4：将国家游泳中心能源管理中心、设备监控系统、智能照明控制系统、消防系统、综合安防系统（含视频监控、门禁、电子巡更、周界防范）、场馆票务系统及设备管理系统整合集成，建立全生命周期的管理模式，运用大数据分析，实现环境监测、能源管控、设备运维管理可持续, 实现建筑物内设备设施数据共享、多系统联动、功能协同，实现场馆运行能耗和碳排放的智能化管控，打造智慧场馆可持续运维管理平台。
图5 冰立方智慧运维集成管理平台
创新成果
“冰立方”改造过程中通过开展全面调研，有针对性地分析问题、解决问题，优化施工流程，将智慧建造与绿色建造技术充分融合。目前，已发表论文13篇，其中包括SCI论文5篇，受理发明专利3项，获得省部级工法3项，有效填补国内场馆水冰转换的技术空白，为2022北京冬奥会冰壶比赛成功举办及场馆绿色可持续运行提供全力保障。
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