国家速滑馆是2022年北京冬季奥林匹克运动会(简称北京冬奥会)标志性场馆和唯一新建冰上竞赛场馆，也是冬奥历史上最大的冰上竞赛场馆，肩负着建成世界最快速滑场馆和绿色冬奥场馆的使命。本书详细介绍建设国家速滑馆形成的具有自主知识产权的大型冰上运动体育场馆工程建造关键技术和积累的宝贵经验，包括超大跨度索网结构、复杂曲面幕墙及金属单元柔性屋面、智能建造、超大冰面二氧化碳跨临界制冷系统以及智慧场馆运行服务等关键技术，全方位展示科技冬奥绿色低碳可持续成果。

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1987.9-1991.8 中国地质大学（武汉）地球科学实验班 学士 1991.9-1992.12 中国地质大学（武汉）水文工程地质系 硕士 2018.9-2023.1 清华大学土木工程系 博士1992.12-1994.9 建设部综合勘察研究院应用地质所//工程师 1994.9-至今 北京城建集团//工程师/总工程师/正高级工程师土木工程、结构工程1.2012年，“国家体育场（鸟巢）工程建造技术创新与应用”，国家科技进步奖二等奖，排1。 2. 2024年，“国家速滑馆（冰丝带）绿色建造关键技术研究与应用” 北京市科学技术奖一等奖，排1。 3.2008年，“国家体育场钢结构工程关键施工技术研究与应用”，北京市科学技术奖一等奖，排1。 4.2006年，“国家体育场钢结构工程Q460E-Z35厚板焊接技术及应用研究”，北京市科学技术奖二等奖，排1。 5.2007年，“国家体育场混凝土结构工程关键技术研究”，北京市科学技术奖三等奖，排1。兼任住建部科技委绿色建造专业委员会委员、中国土木工程学会常务理事、中国建筑学会建筑施工分会副理事长、中国建筑学会智能建造学术委员会副主任委员等；中国地质大学（武汉）客座教授、北京工业大学兼职教授、北京科技大学兼职教授、北方工业大学客座教授

目录
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 国家速滑馆概述 4
1.2.1 组织模式 4
1.2.2 工程特点 5
1.3 研究背景 8
1.3.1 索网结构 8
1.3.2 围护结构 8
1.3.3 制冰技术 8
1.3.4 智慧场馆 9
1.4 绿色低碳建造技术 10
1.4.1 超大跨度(198m×124m)索网体系高效高精度建造关键技术 10
1.4.2 金属单元柔性屋面及复杂曲面幕墙建造关键技术 11
1.4.3 超大面积(180m×70m)全冰面速滑冰场建造技术 12
1.4.4 智慧场馆建造关键技术 13
1.5 主要建设节点 14
参考文献 20
第2章 超大跨度索网结构关键技术 21
2.1 高效结构体系 21
2.1.1 屋面结构体系 21
2.1.2 环桁架支承方案 24
2.1.3 幕墙体系 25
2.1.4 整体体系 27
2.2 预加载方法 28
2.3 索网形态分析和优化方法 29
2.3.1 索网形态分析 29
2.3.2 索网形态优化 31
2.4 误差控制方法 33
2.4.1 误差控制因素分析 34
2.4.2 构件和结构预张力偏差的定义 36
2.4.3 不同张拉方案对误差的敏感性分析 37
2.5 疲劳耐久性试验 50
2.5.1 索网参数 51
2.5.2 试验方案 55
2.5.3 试验结果及有限元分析 57
2.6 腐蚀耐久性 67
2.6.1 试件制作 67
2.6.2 大气暴露试验 70
2.6.3 腐蚀膏试验 72
2.6.4 盐雾试验 77
2.7 风振敏感性分析 79
2.8 小结 81
参考文献 82
第3章 复杂曲面幕墙及金属单元柔性屋面关键技术 83
3.1 幕墙用曲面玻璃工艺 86
3.1.1 国产玻璃原片规格性能 86
3.1.2 玻璃夹胶工艺 86
3.1.3 低辐射玻璃镀层与中空合片的视觉影响 88
3.1.4 玻璃钢化与半钢化工艺比较 88
3.1.5 弯钢玻璃加工 89
3.2 曲面玻璃样品视觉测试 90
3.2.1 超白镀膜弯钢夹层中空玻璃 90
3.2.2 超白彩釉热弯钢化夹层玻璃 93
3.3 平曲玻璃耦合几何控制体系 96
3.3.1 冰丝带曲面幕墙几何控制体系的建立 96
3.3.2 曲面幕墙几何控制体系的建立 99
3.3.3 实验验证 102
3.4 适应索网变形的单元式柔性屋面构造体系 103
3.4.1 国家速滑馆屋顶形态选型分析 103
3.4.2 单层双向马鞍形索网屋面柔性变形特征 106
3.4.3 索网结构屋面构造体系方案比较 109
3.4.4 屋面单元板块与索网变形协调 114
3.4.5 屋面单元板块构造与制作、安装 116
3.4.6 屋面防水卷材选型比较 120
3.5 金属单元柔性屋面雨水系统 125
3.5.1 屋面汇水面积划分及模拟验证 125
3.5.2 屋面雨水径流模拟 128
3.5.3 虹吸形成模拟 130
3.5.4 柔性索网屋面下悬吊管道的变形补偿 132
3.6 曲面幕墙下不规则公共空间环境营造 133
3.7 小结 142
参考文献 143
第4章 智能建造关键技术 144
4.1 基于BIM 的数字仿真应用 144
4.1.1 设计优化协同 144
4.1.2 性能分析 151
4.1.3 索网施工模拟分析 154
4.1.4 实体模型试验分析 166
4.2 高精度构件加工技术 168
4.2.1 看台板高精度制作技术 168
4.2.2 高钒密封索制作技术 171
4.2.3 单元式围护结构构件制作技术 176
4.3 高效高精度装配式安装技术 184
4.3.1 平行施工建造模式 184
4.3.2 大落差马鞍形环桁架高低位变轨滑移技术 188
4.3.3 超大跨度索网智能安装技术 197
4.3.4 围护结构智能安装技术 204
4.4 小结 209
参考文献 209
第5章 超大冰面二氧化碳跨临界制冷系统关键技术 210
5.1 冰面形成理论 210
5.1.1 冰面稳态换热过程 210
5.1.2 冰面动态换热过程 211
5.2 冰池构造技术 219
5.2.1 冰池构造关键技术参数 219
5.2.2 不同工况分析 220
5.3 CO2跨临界制冰系统 228
5.3.1 系统构建 228
5.3.2 系统性能分析 229
5.3.3 多级热回收优化分析 238
5.4 场馆环境控制技术 242
5.4.1 速滑馆环境控制系统 242
5.4.2 控制系统性能分析 242
5.5 冰面与室内环境监控技术 247
5.5.1 冰面与环境自动化监控技术 248
5.5.2 冰面与环境换热 248
5.5.3 实验测试结果分析 250
5.5.4 换热分析 252
5.6 小结 253
参考文献 254
第6章 智慧场馆运行服务关键技术 256
6.1 “云-网-雾-端”网络架构设计及应用技术 256
6.1.1 “云-网-雾-端”关键技术 257
6.1.2 “云-网-雾-端”网络架构设计 267
6.1.3 智慧场馆5G 应用示范 270
6.2 数字孪生平台构建方法 273
6.2.1 数字孪生平台构建技术 274
6.2.2 国家速滑馆数据智能分析技术 277
6.3 能源管理系统平台 293
6.3.1 能源管理系统编程语言 293
6.3.2 能源管理系统平台建设 295
6.4 智慧管理一体化平台 307
6.4.1 建设背景 308
6.4.2 建设内容 308
6.4.3 技术路线 308
6.4.4 应用与推广 311
6.5 国家速滑馆智慧服务应用 311
6.5.1 应用背景 311
6.5.2 开发内容 312
6.5.3 技术路线 312
6.5.4 轻量化AR 服务 312
6.5.5 室内外一体化精准定位导航 315
6.5.6 应用与推广 316
参考文献 317