探秘 | 同室不同天“冰立方”

探秘 | 同室不同天“冰立方”

探秘 | 同室不同天“冰立方”

(原载《知识窗》202103期)
多年前,当第24届冬季奥林匹克运动会主办权花落北京时,民众欢呼雀跃。按照原本规划,“水立方(国家游泳中心)”将变身“冰立方”,承接冰壶比赛。设想一下,在全中国最有名的场馆、晶莹剔透的蓝色膜结构里,招待全球来客,一切似乎完美。然而,这个先入为主的方案却让“水立方”的命运陷入两难之境:冬奥会冰壶比赛历来都是在混凝土结构上冻冰,但浇筑混凝土后,水立方将不再有“水”。
水还是冰,夏还是冬?没有了水,就没了魂,这样的“水立方”是谁都无法接受的。加入冬奥申办行列时,负责“水立方”场馆改造团队在网上看了录像,感觉和冰球、速滑比,冰壶没有太大的运动幅度,改造任务应该比较轻松。然而,场馆改造团队承接后才意识到,原来冰壶比赛是块极为难啃的“硬骨头”,其对场地的技术要求极高,需要稳固的混凝土基层,这是国际冰壶组织的明确要求。

探秘 | 同室不同天“冰立方”

能不能夏天游泳,冬天滑冰,把“水立方”变成两栖场馆呢?这似乎是天马行空的想法,但场馆改造团队凭借多年建筑工程经验,对在泳池里铺设可拆卸的稳定支撑结构有把握,不过,对于冰面的改造就没什么底气了。因为冰壶比赛的“冰”大有讲究,那并不是一片平整光滑的冰面,而是散布着无数细小的颗粒,冰壶是在密布冰点的“鹅卵石路”上快速滑行。制冰师从底层冰到制冷管线,再到比赛冰面,用细水管把经处理的纯水几十上百次地浇上去,精细平整,喷洒水雾,最后形成冰点。还有,场馆内的温度、湿度、通风、节能等都面临全面改造。
“水立方”不能没有“水”,团队下决心要留住“水”立方。但从高温高湿的泳池环境,到低温、干燥的冰场环境,可谓“冰水两重天”,改造技术难度和工程复杂度远超设想。搭建转换结构是改造的首要难题,讲究的是快、稳和高精度。其次,冰壶比赛对冰面平整度要求极高,每平方米在承受150公斤重量的情况下,冰面变形不能超过1毫米。另外,冰壶被称为“咆哮的运动”,冰壶运动员比赛不带扩音设备,全靠喊,对于场馆的声音环境要求很高。在科技部部署下,联合多个部门成立“科技冬奥”领导小组,统筹设计科技冬奥重点任务,为北京冬季奥林匹克运动会和冬季残疾人奥林匹克运动会提供科技支撑。有人研究极地冰川,有人研究海洋冰对钻井平台的影响,有人专攻热—力学、研究低温空调……科技工作者为国内运动冰研究“开山辟路”。

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随着难题一个个被破解,2019年底,“水立方”第一次圆满完成“水冰转换”。2020年12月,第二次“水冰转换”的结构搭建顺利完成,仅用十几天,达到“科技冬奥”重点专项的既定目标。“水立方”转成“冰立方”,传统场馆转成一座真正意义上的智能场馆。为了保证“冰立方”的室内环境条件符合冰壶比赛的要求,场馆设置了由4000多个传感器领衔的楼宇设备管理系统,可以监测和控制场馆内的温度、湿度、PM2.5浓度等的变化。在这套系统的精准调控下,冰壶赛道冰面温度达到零下8.5摄氏度的要求,冰面上1.5米高处温度始终保持在10摄氏度,看台观众区温度则恒定在16至18摄氏度,真正做到“同室不同天”。

探秘 | 同室不同天“冰立方”

2022年2月,有4600名观众坐在“冰立方”,在冰壶划过的优美曲线里,延续2008年盛夏“水立方”的荣光。
2021-05-05 原文

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