可轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體系和可拆裝制冰系統(tǒng)讓水冰轉(zhuǎn)換

“這是我見過最漂亮的場館，能在里面比賽是一種榮幸。”美國冰壺選手維多利亞·珀辛格表示。“很難相信這曾是一個(gè)游泳館，在這里比賽的感覺非常特別。”捷克選手蘇珊娜·保洛娃表示。

北京2022年冬奧會(huì)開賽之后，由國家游泳館“水立方”改造而成的冬奧會(huì)冰壺比賽場館“冰立方”可謂是外國運(yùn)動(dòng)員提及最多的場館。“冰立方”是冬奧會(huì)歷史上體量最大的冰壺場館，世界唯一水上項(xiàng)目和冰上項(xiàng)目均可運(yùn)行的“雙奧場館”，也是世界上首個(gè)在泳池上架設(shè)冰壺賽道的奧運(yùn)場館。“水冰轉(zhuǎn)換”的“雙奧場館”，融入大量高科技元素，也蘊(yùn)含獨(dú)特匠心、奇思妙想，凸顯“中國智慧”。

“‘水冰轉(zhuǎn)換’的背后，依靠的是可轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體系以及可拆裝制冰系統(tǒng)等技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用。”2月14日，北京國資公司黨委書記、董事長岳鵬在接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)介紹。

2020年10月，作為“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)，“國家游泳中心冬—夏運(yùn)動(dòng)場景轉(zhuǎn)換技術(shù)研究及應(yīng)用示范”在科技部正式立項(xiàng)。作為國家游泳中心的業(yè)主單位，北京國資公司在冬奧場館建設(shè)改造中，堅(jiān)持落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的申奧理念，創(chuàng)造性地提出“水冰轉(zhuǎn)換”的場館可持續(xù)利用改造方案，并完成國家游泳中心場館改造工程，實(shí)現(xiàn)“水立方”向“冰立方”的華麗轉(zhuǎn)身。

如今，昔日“水立方”中波光粼粼的藍(lán)色泳道“變身”為4條晶瑩剔透的冰壺賽道。“在游泳池上架設(shè)冰壺賽道，首先要把泳池里的水抽干，然后在泳池內(nèi)搭設(shè)可轉(zhuǎn)換架體。在泳池里‘搭架子’看似簡單，但這套冰場可轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)考量和安裝精度堪稱精密。”國家游泳中心總經(jīng)理?xiàng)钇嬗陆榻B說。

如何保證冰面在穩(wěn)定牢固的同時(shí)還能達(dá)到冬奧會(huì)比賽要求?楊奇勇答道：“秘密就藏在支撐冰面的可轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)中。它由2600根3米高、2米長的薄壁H型鋼搭建而成，每根梁柱裝有柱腳，每個(gè)連接點(diǎn)裝有可拆卸高強(qiáng)度螺絲，確保鋼架堅(jiān)固結(jié)實(shí)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，每平方米增加1噸荷載，鋼結(jié)構(gòu)的最大變形僅有1.6毫米，符合3毫米以內(nèi)的設(shè)計(jì)要求。”

楊奇勇指出，“水立方”變身“冰立方”，關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是制冰。為了保證賽時(shí)萬無一失，場館采用制冰機(jī)組“兩用一備”的方案，即賽場旁邊有兩組管道，一進(jìn)一回形成回路，就像人體的動(dòng)脈和靜脈一樣;制冰基礎(chǔ)層上密密麻麻有序鋪裝的制冰排管相當(dāng)于毛細(xì)血管一樣與動(dòng)脈靜脈相連;室外制冷機(jī)組就是“心臟”，打開制冰機(jī)組使其運(yùn)行，將載冷劑通過管道循環(huán)輸送至制冰場，保證賽場制冰順利進(jìn)行。

“水立方”作為游泳和跳水等水上運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的比賽場館，賽時(shí)環(huán)境是高溫高濕，到了“冰立方”，冰壺比賽的賽場環(huán)境要求是低溫低濕。“在偌大的比賽大廳內(nèi)實(shí)現(xiàn)并保證低溫低濕的環(huán)境，奧秘就在于本次場館改造的除濕系統(tǒng)。場館的除濕系統(tǒng)就像人體的呼吸系統(tǒng)一樣，源源不斷地將干冷空氣送入比賽大廳，并將大廳內(nèi)的濕熱空氣帶出去。”楊奇勇說。

那么，如何保證比賽用冰不融化，觀賽群眾不寒冷?楊奇勇答道：“這又涉及場館改造的一大難點(diǎn)——賽場溫度分區(qū)控制。對(duì)此，我們對(duì)比賽大廳進(jìn)行氣密性改造。并在其一層及池岸層的出入口增加室內(nèi)外空氣隔離設(shè)施，同時(shí)對(duì)屋頂膜結(jié)構(gòu)及墻面板之間的縫隙進(jìn)行封堵，防止冰面質(zhì)量受到室外濕熱空氣影響。此外，場館還采取全新的群智能系統(tǒng)，有效監(jiān)控比賽大廳的熱濕環(huán)境和光環(huán)境的變化，適時(shí)調(diào)節(jié)場館內(nèi)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行情況以滿足賽場需要。”

通過一系列舉措，最終確保冰壺場館比賽大廳在任何熱負(fù)荷條件下，冰壺賽道冰面溫度達(dá)到-8.5℃，冰面以上1.5米處溫度保持在10℃，相對(duì)濕度不超過30%，看臺(tái)溫度16℃至18℃。

2月8日，北京2022年冬奧會(huì)冰壺混合雙人金牌已經(jīng)在這座雙奧場館中產(chǎn)生，更多精彩比賽正陸續(xù)上演。冬奧會(huì)結(jié)束后，“冰立方”還將繼續(xù)舉行冬殘奧會(huì)的冰壺比賽，是本屆冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)運(yùn)行時(shí)間最長的場館之一。

(記者 華 凌)

標(biāo)簽： 水冰轉(zhuǎn)換 創(chuàng)新應(yīng)用 應(yīng)用示范 持續(xù)發(fā)展