哈尔滨人攻克技术极限,造出世界上最大的冰壳建筑

复合冰材料让冰雪建筑突破不耐拉力的技术极限,实现超大冰屋举杯同饮的盛况;

LED点光源用灯光打出世上最美的冰花,把任何一个角落变成舞台中央;

非线性冰建造型不仅突破了传统冰雪景观造型的固定审美局限,更挑战了冰雪建筑的施工难度极限……

在今年的哈尔滨冰雪建筑景观中,技术创新、施工创新、灯光创新无处不在,它们在默默地告诉人们,哈尔滨冰雪是如何屹立在世界冰雪艺术之巅的。

复合冰浇出世界首个冰壳餐厅

四年探索研发出新式复合冰,冰屋面积可以无限大,不再只局限在8平方米以内

面积超过四百平米的超大冰壳火锅餐厅,冰壳采用复合冰+气模打造而成。

看过很多冰建筑,但走进一个宽敞的冰房子,在冰桌子、冰椅子上吃着热气腾腾的火锅,即使是哈尔滨人也在今年才能体会到。

“今年我们第一次尝试做了400平方米的超大型冰壳火锅屋。这个复合冰屋在全世界独一无二的。”哈尔滨诺朴设计有限公司的设计师崔师尧说,我们突破的技术难点主要是增加冰的结构强度,以克服冰屋面积小的局限。

在冰壳火锅餐厅吃上热气腾腾的火锅

爱斯基摩人的冰屋既能保暖又能居住,但问题是冰的重力大,受承重限制,冰屋最大只能制作6-8平方米。欧洲一些国家制作的冰屋或雪屋用的材料也是原始的冰和雪,因此面积都不大。为了增加冰的结构强度,这几年,崔师尧的设计团队和哈尔滨工业大学建筑学院国际冰雪建筑创新研究中心等机构和协会合作,经过四年的探索,今年终于研发出一种新式的复合冰材料。“简单说就是在水中增加某种物质,使冰的结构性增加,强度更大。”崔师尧说,这种复合冰强度大,韧性强,可以制作出超大跨度的冰建筑。

冰壳火锅内部结构,图中冰面与红色气球为冰壳与气模结构模型

在建造方式上,复合冰屋与传统冰屋也不一样。“传统冰屋是一层一层冰砌上去的,而这种冰屋是先做出方案,再测量结构,预判它的跨度、结构和承载力,利用气模来实施冰建筑。”崔师尧说,气模充气后,施工人员每天在气模上浇一层复合材料,经过两周的施工,厚度达到25厘米厚,再把气模撤掉,冰屋就基本建成了。考虑到冰屋内人多,热气会形成一定的雾气,因此在屋顶还设计了若干个排气孔。

冰壳火锅餐厅内部温度大约在0℃左右

“原则上,这种复合冰屋的面积可以无限大。”崔师尧说,但是由于复合冰造价高,因此今年只小试身手,试验性的做了400平方米的冰屋。冰屋面积增大,使餐饮、娱乐等活动大型活动成为可能,以后还可以增加酒吧、淘气堡、迪吧等项目。

LED点光源照亮冰雪科技之光

从灯管到LED灯再到今年的点光源,冰灯里终于实现了“光舞秀”

冰雪景观建筑的炫彩灯光秀

冰灯,冰灯,灯在冰建筑中的地位至关重要。冰柱上熊熊燃烧的火焰是怎么“变”出来的?在今年的哈尔滨冰雪景观中,灯光技术取得突破,首次应用了点光源技术,还独家定制了“冰灯色”。

每敲击一下钟,四周的冰雪建筑的颜色就会随之变化

“在冰雪柱子上不断变幻出熊熊燃烧的火焰,让冰与火完美结合。这里面运用的就是LED点光源技术,”崔师尧说,今年第一次尝试点光源设计。简单来说,点光源就是指的是从一个点向周围空间均匀发光的光源。每一个细小的点,可以组成像LED显示屏一样的大屏幕,通过电脑控制,就可以变幻出各种图案。景区里的冰峰景观点的四组柱子和小舞台都尝试利用点光源技术。点光源的好处就是它可以像显示屏一样呈现不一样图案和文字,比如火焰、花朵等造型。

“我们会把目前最具有科技含量的技术加入到冰雪景观建筑中,这在只来过一次的普通游客的角度可能体会不出来,但经历过每一届哈尔滨冰雪节的人会知道,冰灯的效果越来越好了。”崔师尧说,“2013年之前,哈尔滨冰建筑里的灯还是传统的灯管。灯管是一节一节的,游客看到的冰雪建筑打出来的光也是一节一节的,光线连续性差。而且这种灯管施工起来比较麻烦,因为造价高,往往还需要回收。灯管作为灯源最主要的问题是它虽然很亮,但游客看上去有点刺眼,而且它没有穿透力,打不透冰。直到2015年,LED光源将传统灯源全部取代。LED点光源可以让冰均匀的发光,整个建筑的光看上去效果更佳,还更加节能环保。”

“众所周知,灯光的光源会发出一定热量,时间一长会使冰融化,冰与冰之间产生一定的间隙,灯带之间会由原来的直线变形成曲线,影响观赏效果。”崔师尧说,几年来设计团队一直在想办法攻克灯带散热的难题。经过与多个厂家接触,逐渐研发定制出一种既耐得了低温,又能有效控制散热的LED光带。

从空中俯瞰哈尔滨冰雪大世界,不同颜色像海水一样有节奏地律动。“冰雪之冠”塔柱颜色从深海蓝渐渐过渡到天空蓝,直到与白色无缝衔接在一起。“现在的哈尔滨冰雪景观,远远不止赤橙黄绿青蓝紫这7个颜色,我们通过对颜色参数进行调整,会调试出不同的相近色、混合色。”崔师尧说,比如一般来说传统的LED黄色灯看上去很闷,不透亮。而我们与生产厂家合作定制出的“冰灯黄”看上去就特别通透。

首现“非线性圆弧冰塔”

非线性冰建造型不仅突破了传统冰雪景观造型的固定审美局限,更挑战了冰雪建筑的极限

厚重沉闷的冰灯景观做出像丝带一样的轻盈感?通过设计师的巧妙设计,这在今年的哈尔滨做到了。“我们应用的是时下建筑业内比较流行的设计手法,即参数化设计语言,也就是说,将各个信息输入电脑,并将信息进行编程,进而实现景观多变造型的可控与甄选。”参与本届冰雪大世界设计的设计师王晓雨说,我们每年都在尝试突破不同的建筑形式,以往冰雪景观多以西式城堡、中式城楼等古典建筑设计形式,而近几年设计团队将非线性设计语言引入冰雪景观,赋予景观更多的曲线感和流动性。

走在冰雪大世界主轴线上,远远就能看见高耸入云的双子冰塔——“冰雪之冠“,整个造型简洁、流畅,无限延伸的曲线跟哈尔滨大剧院有异曲同工的效果。“冰雪之冠”高40米,相当于15层楼那么高,用冰量超过2万立方米,这是目前全世界最高、单体最大,用冰量最多的冰建景观。它采用的是非线性设计双子塔结构,这是今年冰雪大世界景观设计的一大突破。”王晓雨说,这组三维立体曲线,每一立面体现旋转的不同角度,不同尺寸,创造了冰雪景观的新里程。

看上去简洁流畅的造型,施工起来难度却是历年最大的。“因为这个建筑外表没有一处是直线的,需要冰雕师站在几十米高的脚手架上,现场一刀一铲手工打磨出来。”王晓雨说,施工的精确程度关系着是否能将设计师设计的方案如实还原出来,因此,在施工期间设计团队往往是与施工工人一同战斗在现场。“首先把施工图提供给他们,然后把每一层冰建筑横刨面的技术参数提供出来,”崔师尧说,以往做一个20米的塔,设计公司只需要把变化一段的尺寸提供给施工队,但对于这种高难度的冰建筑,每300毫米做一个横刨面图纸,几乎是每铺一层冰就需要一个施工图纸,现场与工人一起放线,找准位置和距离。

冰建筑的另一个施工难度是它存在变量。正常建筑,砖的厚度是一定的。而冰块,每一天采回来的厚度都有可能不一样。一般情况下,随着气温的下降,采回来的冰一天比一天厚。冰的厚度不一样,每300毫米做一个刨面的图纸就不适用了。“这个时候,设计人员要在现场将已建成冰建的高度测量出来,然后根据实际尺寸,再现场制作马上要铺的冰面数据,并迅速提供给施工人员。”崔师尧说。

每年设计难度增加,即使是有常年冰雪景观施工经验的施工队也会一筹莫展。为了降低施工难度,每年施工之前,崔师尧都要对施工团队进行一次专业培训。针对每年设计中的新建筑风格,建筑难点和可能会出现问题的地方,一一向施工人员讲解。

哈尔滨冰雪设计上了CNN头条

哈尔滨冰雪景观不仅上得了头条,还扛得了国内行业标准的技术担当

哈尔滨诺朴设计有限公司总经理,哈尔滨冰雪景观设计师崔师尧多次接受美国CNN纪录频道访问

已经连续多年,美国CNN记录频道来哈尔滨录制冰雪特辑。最近这两年,美国记者都要找崔师尧的设计团队谈谈冰雪景观的设计思路和创新之处,他们认为这是冰雪景观的精髓所在。同时作为世界四大冰雪节之一,哈尔滨当之无愧地成为规模最大、参观人数最多、创新能力最强的冰雪圣地。

也正是因为创新能力强,哈尔滨冰雪景观各项技术指标也成为国家冰雪景观建筑技术标准起草、制定的基础。多年来,哈尔滨冰雪景观建筑各项技术一直在不断摸索中前进。2016年,崔师尧和团队参与编制了《黑龙江冰雪景观建筑施工安全技术标规程》。这是当年国内首个冰雪景观方面的省级行业标准,比国家标准《冰雪景观建筑技术标准》发布还要早近2个月。“今年,预计马上要启动新的省级标准编制。”崔师尧说,因为每一年技术都在进步,几年前的标准在现在看来,有许多需要改进、细化的地方。新的标准在指导施工,流程及控制方面将更加细化和更具有可操作性,比如冰灯景观在怎样的形态下交接,调试、砌筑,灯带在冰中的安装方法等都将一一说明。

设计人员在两周的施工期间,一直与施工人员一起奋战在冰雪景观施工现场

盛名之下,慕名来取经的络绎不绝。新疆、内蒙、吉林等省市,都曾邀请崔师尧的团队帮忙设计冰雪景观。今年长春冰雪大世界在设计招投标的时候,也向哈尔滨好几家有实力的设计公司抛来了橄榄枝。但与哈尔滨其他设计团队一样,崔师尧没有接招。谈及原因,崔师尧说:“冰雪设计师出好作品取决于一个城市对冰雪的重视程度和支持力度。只有在哈尔滨,我们的能力才能得到最大程度的发挥。”

崔师尧的设计团队共有二十几人,平均年龄32、3岁,一年中有几乎一半的时间都在干与冰雪景观相关的设计工作。“因为热爱,所以期待,我们心中更在乎的是自身价值感的体现。当看到设计的冰雪景观一个个从图纸变成真实震撼的冰雪建筑,所有的辛苦付出都值得。”崔师尧说。

哈尔滨冰雪创新,一直在路上

哈尔滨冰雪设计复盘,从建成那天就已经开始

冰建开工建设的那两周,是哈尔滨进入冬季以来最冷的那几天。很多时候,天还没有亮,跟在现场的设计人员已经到达施工现场,与施工团队一起协同作战。而挑灯夜战更是常态,大型冰建甚至需要24小时不停施工。往往是人站在外边半个小时就冻透了,就到临时搭建的工程房里缓一缓,渴了喝口冰水,饿了吃的饭菜还没吃完就都凉透了。

单车城堡,游客可以在景区内外自由穿梭

哈尔滨冰雪景观的复盘改进,从冰雪景观建成的那天就已经开始了。每天,崔师尧和团队成员,只要空出一点时间,就会去冰雪建筑现场走一走,看一看。与游客不同,他更关注的是冰雪景观的运行状态以及游客反映的需求。“现在,对于我来说就是复盘状态,看哪些空间、效果还有改进的,哪里的设备还存在问题。”崔师尧说,冰建的好处是回馈性强,周期很快,每年都建成一次,每年我们都在不断校正修改完善,吸取上一届的教训或游客反馈的想法,复盘总结不断提升下一年的设计水平。

每年的复盘,崔师尧及团队会利用冰雪园区提供的参观人数、瞬时最大峰值,单日最大峰值,热点景区人均面积等数据,也会查看与冰雪景观相关的微博、新闻、游客点评等作为参考。“这些都对下一年度的冰雪景观设计有指导意义,让我们能够合理设置单位面积内景区人员数量,降低安全隐患,增加游客满意度。”崔师尧说。

滑梯城堡有12条滑道,其中包括6条穿梭滑道

“哈尔滨冰雪是哈尔滨的城市名片,哈尔滨的冰雪景观无论是规模还是水平都一直走在全国甚至全世界的最前面。”崔师尧说,我觉得主要原因有两点,一是坚持,二是创新。我们之所以能有今天的成就,是因为哈尔滨多少代冰雪人的努力,我们是站在巨人的肩膀上,没有他们的积淀,我们不会积累这么多的经验和教训,也很难做到这么高的艺术水平。同时,也正是因为在坚持的基础上创新,每一年的冰雪景观都给世人呈现了不一样的冰雪体验。这也是哈尔滨冰雪的核心竞争力所在。这也使外地想要模仿、复制哈尔滨的冰雪景观、冰雪文化,很难一朝一夕能做到的根本原因。“我们现在要做的就是用源源不断的创新能力保持住哈尔滨冰雪景观的胜利成果。”

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