水立方为什么又叫冰立方(苒情岁月水立方是怎么)

水立方为什么又叫冰立方(苒情岁月水立方是怎么)(1)

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上海时刻出品

昨晚,北京冬奥会首战——冰壶比赛在国家游泳中心“冰立方”开赛。昔日“水立方”中波光粼粼的蓝色泳道“变身”为四条晶莹剔透的冰壶道,迎来中国队的开门红。

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图说:蓝色泳道“变身”为晶莹剔透的冰壶道 新民晚报记者 李铭珅 摄(下同)

“水立方”是世界上首座完成“水冰转换”的奥运场馆。无论是“水立方”还是“冰立方”,“绿色”都是它们不褪色的标签。凝水成冰,国家游泳中心完成双奥任务的背后,又有什么样的秘密?

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图说:夜幕下的冰立方

凝水成冰


把水立方冻成冰立方需要几步?冻上就行?不不不……看上去只是字面上多了两点,事实并没有那么简单。

为了实现“冰”“水”自由切换、让场馆一年四季都得到充分利用是最大挑战。国家游泳中心联合哈尔滨工业大学等组建科研团队,提出了前所未有的构想——在泳池上方架设可拆卸冰场。

冰壶比赛对冰面要求极高,每平方米赛道在承受150公斤重量的情况下,冰面变形不能超过1毫米。想要保证冰面不变形,支撑冰面的“骨架”分为8层。可转换的钢结构,是冰壶赛道最基础的一层,必须要做到稳健又牢固。它是由2600根3米高、2米长的钢搭建而成,每根梁柱装有柱脚,每个连接点装有可拆卸高强度螺栓,确保钢架坚固结实。另外,钢架上还装有传感器,稍有一点震动或不稳都能监测到。

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图说:冰壶比赛对冰面的要求极高

有了钢筋铁骨,还得有冰肌雪肤——铺设的最上层,就是600根制冰排管, 制冰排管相当于毛细血管一样与动脉静脉相连。而室外制冷机组就是“心脏”,将载冷剂通过管道循环输送至制冰场,保证赛场制冰顺利进行。

通过层层浇水,形成大约5-6厘米的底冰,然后在底冰上面封一层白色底漆。在底漆上,铺设赛事景观和logo,之后再浇水,形成大约2cm左右的面冰,最终,形成一个完整的冰面。整个过程至少需要浇50-60次的水。而为了维护冰面,场馆的湿度控制也很重要,布袋风管将源源不断地将干冷空气送入比赛大厅,并将大厅内的湿热空气带出去。

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图说:场馆内的通风系统

这样一套“冰水转换”系统建成后,只用二十天时间,“水立方”就能通过快速组装搭建变成“冰立方”。

升级换代


夜色中,充满一个个泡泡外表的冰立方格外梦幻。随着音乐变化出七彩的光芒,犹如一出光影童话剧正在这里上演。但又有谁知道,水立方这标志性的泡泡膜屋顶,曾经差点使“变身”失败夭折?

2008年的北京夏奥会,“水立方”设计出半透明式屋顶,整栋建筑透光性好,可以充分利用自然光线变化满足场馆内泳池温度需求。但阳光却是冰面的天敌!为了顺利变身,工程设计团队决定给“冰立方”穿上一层“防晒服”。

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图说:“水立方”的每个泡泡上,都覆盖了膜材材料

为了找到合适材料,团队反复模拟试验,最终选择一种厚约0.26毫米的膜材材料,覆盖在“水立方”的每个泡泡上,有效将游泳馆的高温高湿环境变成冰壶场地所需的低温低湿环境,并降低热辐射对制冰系统运转的负荷。

除此之外,工程师还为冰壶赛场建立了一套“健康监测”系统,包含加速传感器、应变传感器、环境温度传感器等,不仅能监测结构的变形、震动,还能监测环境温度和整体结构倾角,对结构的安全性和比赛舒适度进行实时评估。

冰面要始终保持低温,那观众也要跟着瑟瑟发抖吗?当然不是。大厅内的不同点位设置了 传感设备,感知着比赛大厅温湿度、声光等环境的变化,场馆的群智能系统会根据数据反馈的实际情况自动调节。最终可实现室内高大空间温度的分区调控。冰壶赛场内会确保三种不同温度并存——赛道需要始终保持-8.5℃;冰面上方1.5米控制在10℃左右;看台区温度则在16℃-18℃之间,由座椅下的出风口吹出热风,确保观众舒适观赛。

智能化不仅体现在场馆设计上,还体现在比赛细节上,当运动员手握冰壶的一瞬间,智能手柄就开始记录数据,协助裁判记录冰壶出手和进入终点时的时间和位置等。

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图说:运动员手握冰壶的一瞬间,智能手柄就开始记录数据

“北京正在用一个充满智慧的方式举办奥运会。”2018年9月,国际奥委会副主席、北京冬奥会协调委员会主席小萨马兰奇来到国家游泳中心“水立方”,对场馆的变身,惊叹不已。

2019年底,“水立方”第一次圆满完成“水冰转换”,耗时近60天。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。

昨天下午,在国际奥委会吹风会上,国际奥委会奥运会部运行主任皮埃尔·杜克雷在会上表示,北京是第一座双奥之城,这是优势,现在用的很多场馆都是2008年奥运会的场馆,比如以前的水立方变成冰立方,这是非常骄傲的事情,现有的遗产重复利用,可以充分体现奥运会的目标。

冬奥会赛后,国家游泳中心比赛大厅将可实现“冰水”自由切换,让北京奥运场馆遗产再次焕发活力。而这“反复利用、持久利用、综合利用”的“中国经验”也是北京奥运带给世界的礼物。(新民晚报特派记者 厉苒苒 北京今日电)

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