卡塔尔不仅是史上最壕世界杯比赛场馆也是科技含量满满世界杯赛馆建筑技术大盘点第二十二届世界杯足球赛于北京时间 2022 年 11 月 21 日零点在卡塔尔开赛(开幕式稍提前几个小时)。本次赛事也是历史上第二次在亚洲举行的世界杯足球赛,共有 32 支球队参赛,64 场比赛都在卡塔尔境内 8 座球场举行。
1 海湾体育场 2 哈里发体育场 3 阿图玛玛体育场 4 教育城体育场 5 卢塞尔体育场 6 974 体育场 7 瑞扬体育场 8 贾努布体育场
为了筹办世界杯,卡塔尔投入约 2200 亿美元预算(约合人民币 15747.38 亿元),力争呈现一场精彩绝伦的视听盛宴。
2200 亿美元的大部分用于基础设施建设,包括城市、道路、酒店、公共交通、体育设施、体育场馆等。
其中,约 100 亿美元用于比赛所需的 8 座体育场建设和改造升级上,场均花费 12.5 亿美元,是鸟巢建设费的近 3 倍。
一开始,开幕式、揭幕赛、半决赛之一、总决赛和闭幕式都计划在卢赛尔体育馆举行,因此它的设计一开始就朝着「大」和「强」去的。后来随着计划调整,开幕式改为在阿尔拜特体育场举行。
它是世界上同类型索网体系中跨度最大、悬挑距离最大的索网屋面单体建筑,由基建狂魔中国铁建国际集团承建,是迄今为止中国在海外建造的规模最大、容纳人数最多的专业场馆。
值得一提的是,虽然有很多创纪录的「最」,但这个建筑造价 7.6 亿美元,远远低于 12.5 亿美元的均值。
体育场的外形酷似一个巨大的金碗,碗壁由上百个金色的三角形幕墙单元组成,幕墙由下及上,一直延伸到体育场上部,与屋顶结构相连。体育场的顶点标高和屋顶悬挑尺寸都达到了 76 米,场内容纳的观众人数多达 92400 人。跨度达 274 米的体育场大跨度马鞍形屋顶采用了由主索桁架、次索系和膜结构等组成的高效索膜结构体系。
卢赛尔体育场,是目前世界上规模最大、系统最复杂、设计标准最高、技术最先进、国际化水平最高的专业足球场,也是当今世界跨度最大的双层索膜屋面单体建筑。中国企业首次承建世界杯主场馆,就是以设计施工总承包的身份中标,技术难度和施工挑战不言而喻。
中国铁建在项目全生命周期采用BIM技术与智慧建造技术,大幅提高施工效率和施工质量的同时,结合一系列新技术、新方法的运用,不仅实现了日照仿真、智能温控、草坪自动通风、坐椅通风等智能调控效果,还获得国际足联绿建评价五星级认定,成为目前全球绿色施工水平最高、最为节能环保的体育场项目之一。
卢塞尔体育场的设计灵感源于阿拉伯传统珐琅灯格纹饰,整体造型如同盛满椰枣的金碗,幕墙的外立面自上而下呈弧形变化。外幕墙总面积约6万平方米,由近4万个小三角单元组成4200多个吊装单元,且每个小三角单元的尺寸都有所差异,将这样的艺术设计变成宏伟建筑,对建造技术是极高的考验。
“我们接手项目时非常兴奋,但很快便觉得困难较多,压力也较大。”前期策划和设计阶段,中方总工程师李白经常要与卢塞尔体育场的建筑设计师沟通,进行大量的BIM数字化仿真模拟。钢结构的形态在不同温度和不同施工阶段都有变化,在动态变化中精准定位、安装4672个连接件,是幕墙工程的最大难点。建设者为此进行了仿真模拟分析,让连接件在各方向都有一定的调节余量,减少施工偏差,保证了幕墙结构和主体钢结构良好结合。
抬头仰望高大的主体建筑,全程参与项目建设的希腊BIM工程师里奥·尼达斯充满骄傲:“依托中国企业采用的先进数字化技术,我和中外同事们在70米高空中一次又一次将施工误差控制在了毫米级。”
BIM技术是一种数据化管理工具,主要是用于工程设计、工程建造以及工程管理。该技术通过将数据建设过程当中所产生的数据、信息、项目策划等进行共享和传递,使得参与工程建设的人员能够准确了解建筑信息,并及时作出应对,从而提高生产效率、节约生产成本。BIM技术的应用在国际上已经比较常见,但是在体育场的全生命周期应用还是首次。中国铁建中标后,组建了国际化的BIM管理团队,由中国、希腊和印度3国的20余位一流BIM工程师组成。项目设计总监康清明介绍,卢赛尔体育场利用BIM技术中心数字孪生模型统筹工程管理,中心模型数据量高达10TB,抽图数量达33000多张。
通过BIM技术的应用,在图纸设计阶段就检查各项设计是否存在错漏,把建设过程中可能遇到的问题提前解决,降低返工率;对钢结构与屋面索网进行优化设计,大幅降低钢材消耗。施工阶段,还通过BIM技术对施工组织、报检报验等进行了全方位数字化辅助管理,优化和调整设计方案,大幅提高施工效率和施工质量,降低了安全事故的发生率,最大化地实现了智能建造。
参与馆内设备安装的约旦工程师艾哈迈德·奥泰比介绍,技术团队利用BIM技术模拟了场内温度、湿度和气流速度等,满足观众舒适度的要求。同时,综合考虑了大型摄影机、媒体转播平台等障碍物因素,合理设置座位,确保观众视线符合国际足联要求。
李白介绍,在卢塞尔体育场设计阶段,中国铁建项目团队就把绿色施工技术的创新与应用作为重点,进行了客流人流、温度环境、观众视线、室内灯光、草坪光照等模拟仿真,按国际足联最新要求制定了绿色科技创新应用方案。实际建造过程中,项目团队引进了多项国际领先的绿色施工新技术、新方法,努力打造舒适自然的观看环境和行动空间,让卢塞尔体育场成为世界上最节能环保的体育场之一。
为了在炎热干燥的气候下给观众带来舒适的观赛体验,项目团队开展体育场内部和外立面的日照温度仿真模拟分析,将体育场设计成双幕墙结构。外幕墙由4200多个三角形单元铝板分段拟合出碗形弧面,内幕墙则设置了完全封闭的隔热玻璃,提升整个建筑的隔热性能。屋面采用了高性能PTFE膜结构声学屋面,在保证体育场外形美观的基础上,还具备一定的温度控制效果,以最大限度降低制冷能源消耗。
看台座椅通风系统也是卢塞尔体育场通风技术的一大创新。体育场外设有单独制冷站,看台座椅下设置水冷空调通风口,用座椅下送风代替大功率空调机组,大大降低了能耗。同时,通过软件模拟体育场内部气流微环境,调整空调出风口位置三亿体育官方App下载、数量、形状、间距等,实现了观众席空调与自然通风的完美结合,保证观众观赛舒适度。
草坪通风技术在卢塞尔体育场的应用,是世界首创,为草坪的生长、养护提供更好的条件。安装在足球场草坪土壤中的管道系统连接场外空气处理机组,实现土壤空气交换和排水。安装在草坪土壤中的检测设备按需求自动运行不同模式,提高草的成活率,降低草坪维护成本。
草坪的健康生长,同样离不开模拟真实光照的灯光照明系统,中国铁建通过灯光选型和优化灯光布局,在达到国际足联对赛场夜晚照明要求的同时,有效降低了体育场的电力消耗。
去年9月,卢赛尔体育场成功移植面积达8870平方米的绿色草坪。中国铁建项目团队采用雨水收集回收再利用与海水淡化技术,同时结合全球领先的智能节水喷灌系统,对灌溉水泵、喷头开关、喷灌区域和喷灌时间进行自动化控制,最终实现比传统体育场节省约40%的淡水。
卡塔尔挺疯狂的,一开始想打造一座完全模块式的多哈港体育场,直接建在一座人工岛上,等世界杯足球赛结束后再完全拆卸。
974 体育场采用了模块式设计,之所以命名为 974,是因为它主要由 974 个海运集装箱和模块化的钢框架组成,同时 +974 也是卡塔尔的国际电话区号,呼应了多哈悠久的航海传统,并与体育场所在的多哈港相协调。
模块式设计有助于节省资金、节省原料、缩短工期以及减少垃圾废料。体育场平面为圆角矩形,世界杯期间可容纳 4 万名观众。
体育场的光照和温度控制可直接影响现场观赛球迷的心情,这是阿尔拜特体育场和阿尔贾努布体育场的强项。
它们均配有先进的可伸缩顶棚,可在 20 分钟内打开或关闭,场内还装有空调系统,能够配合遮阳屋顶降低场馆内部温度至 18 度,使得卡塔尔在炎热的夏天也能开展体育比赛。
阿尔拜特体育场的设计灵感源自古代海湾地区游牧民族使用的贝都因帐篷,外立面的黑色条纹和体育场内部的图案也模仿了帐篷的纹饰,远远看去别有风情。
阿图玛玛体育场位于多哈西南部,其设计灵感来源于中东地区男性常戴的白色针织帽名为“Gahfiya”。外墙由近25,000平方米的穿孔板覆盖,呈雪白色,带有丰富的花边状装饰。场馆的屋顶是一个覆盖着白色薄膜的电缆结构。
2021卡塔尔酋长杯是这座球场承办的首场比赛。本届世界杯,这里将承办5场小组赛,1场1/8决赛和1场1/4决赛。
卡塔尔世界杯结束后,阿图玛玛体育场顶棚的部分结构将被拆除,继而容量将减少至2万人。之后这里将建造一家体育诊所和一家含60间客房的精品酒店。
阿尔贾努布体育场的设计灵感来自卡塔尔单桅三角木质帆船的船帆,这是一种传统的卡塔尔渔船。球场流线状的白色外部轮廓类似于被风吹动的帆,屋顶的内侧采用了大量工程木材,与单桅帆船的船身非常相似。
在这些为卡塔尔世界杯新建的球场中,阿尔贾努布体育场属于其中“年龄”最大的。2019年5月,阿尔萨德对阵杜海勒的卡塔尔酋长杯为这座球场拉开帷幕。阿尔贾努布体育场还承办了2020年亚冠决赛,以及2021阿拉伯杯的多场赛事。
本届世界杯,这里将承办5场小组赛和1场1/8决赛。卫冕冠军法国队将在这片球场开启冲击卫冕的篇章。
这座球场建于老艾哈迈德·本·阿里体育场的原址上。老球场在2015年被拆除,于5年后正式竣工。2020年12月18日,全新的艾哈迈德·本·阿里体育场正式投入使用,而当天恰好是卡塔尔国庆日。
这座体育场最具特色的元素是面积为39,000平方米的照明外墙,由半透明金属屏覆盖的多媒体屏幕组成。外墙的外观绘制着卡塔尔建筑中的典型元素。
本届世界杯,这里将承办5场小组赛和1场1/8决赛。在世界杯结束后,这里将成为阿尔赖扬的新主场。而体育场周围的区域计划将改造成供当地居民使用的六个足球场、板球场和骑马场。
这座球场在正式施工前清理了超过65万立方米的沙漠土壤。体育场的屋顶由金属板覆盖,整个结构呈菱形排列,立面饰有5200个三角形,它们相互连接成类似钻石的形状,会随着太阳照射而变换颜色,因此被称之为 沙漠中的钻石。
当球场不使用时,来自光伏板的电力将供应给附近的体育、教育和医疗设施。在这座球场的附近,还建有一个游泳池、一个冲浪馆、一个高尔夫球场和一个医疗中心。
2019年5月,教育城体育场成为卡塔尔首座荣获“全球可持续发展评估系统”五星评级的球场。这座球场已经举办过卡塔尔国内联赛、世俱杯、亚冠以及阿拉伯杯赛事。2020年拜仁慕尼黑在这里捧起了队史第二座世俱杯冠军。
这是本届世界杯八座球场中最为古老的一座,也是卡塔尔国家队惯用的主场。哈里发国际体育场于1976年建成,以曾经的卡塔尔酋长哈马德·本·哈立法·阿勒萨尼的名字命名。
本届世界杯,这里将承办6场小组赛,1场1/8决赛和1场三四名决赛,其中日本队小组赛对阵德国和西班牙的这两场比赛就将在这里举行。日本曾在这片球场上留下过美好回忆——2011年亚洲杯,日本队正是在哈里发国际体育场1-0击败澳大利亚夺得冠军。