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上海時刻出品
昨晚,北京冬奧會首戰——冰壺比賽在國家遊泳中心“冰立方”開賽。昔日“水立方”中波光粼粼的藍色泳道“變身”為四條晶瑩剔透的冰壺道,迎來中國隊的開門紅。
圖說:藍色泳道“變身”為晶瑩剔透的冰壺道 新民晚報記者 李銘珅 攝(下同)
“水立方”是世界上首座完成“水冰轉換”的奧運場館。無論是“水立方”還是“冰立方”,“綠色”都是它們不褪色的标簽。凝水成冰,國家遊泳中心完成雙奧任務的背後,又有什麼樣的秘密?
圖說:夜幕下的冰立方
凝水成冰
把水立方凍成冰立方需要幾步?凍上就行?不不不……看上去隻是字面上多了兩點,事實并沒有那麼簡單。
為了實現“冰”“水”自由切換、讓場館一年四季都得到充分利用是最大挑戰。國家遊泳中心聯合哈爾濱工業大學等組建科研團隊,提出了前所未有的構想——在泳池上方架設可拆卸冰場。
冰壺比賽對冰面要求極高,每平方米賽道在承受150公斤重量的情況下,冰面變形不能超過1毫米。想要保證冰面不變形,支撐冰面的“骨架”分為8層。可轉換的鋼結構,是冰壺賽道最基礎的一層,必須要做到穩健又牢固。它是由2600根3米高、2米長的鋼搭建而成,每根梁柱裝有柱腳,每個連接點裝有可拆卸高強度螺栓,确保鋼架堅固結實。另外,鋼架上還裝有傳感器,稍有一點震動或不穩都能監測到。
圖說:冰壺比賽對冰面的要求極高
有了鋼筋鐵骨,還得有冰肌雪膚——鋪設的最上層,就是600根制冰排管, 制冰排管相當于毛細血管一樣與動脈靜脈相連。而室外制冷機組就是“心髒”,将載冷劑通過管道循環輸送至制冰場,保證賽場制冰順利進行。
通過層層澆水,形成大約5-6厘米的底冰,然後在底冰上面封一層白色底漆。在底漆上,鋪設賽事景觀和logo,之後再澆水,形成大約2cm左右的面冰,最終,形成一個完整的冰面。整個過程至少需要澆50-60次的水。而為了維護冰面,場館的濕度控制也很重要,布袋風管将源源不斷地将幹冷空氣送入比賽大廳,并将大廳内的濕熱空氣帶出去。
圖說:場館内的通風系統
這樣一套“冰水轉換”系統建成後,隻用二十天時間,“水立方”就能通過快速組裝搭建變成“冰立方”。
升級換代
夜色中,充滿一個個泡泡外表的冰立方格外夢幻。随着音樂變化出七彩的光芒,猶如一出光影童話劇正在這裡上演。但又有誰知道,水立方這标志性的泡泡膜屋頂,曾經差點使“變身”失敗夭折?
2008年的北京夏奧會,“水立方”設計出半透明式屋頂,整棟建築透光性好,可以充分利用自然光線變化滿足場館内泳池溫度需求。但陽光卻是冰面的天敵!為了順利變身,工程設計團隊決定給“冰立方”穿上一層“防曬服”。
圖說:“水立方”的每個泡泡上,都覆蓋了膜材材料
為了找到合适材料,團隊反複模拟試驗,最終選擇一種厚約0.26毫米的膜材材料,覆蓋在“水立方”的每個泡泡上,有效将遊泳館的高溫高濕環境變成冰壺場地所需的低溫低濕環境,并降低熱輻射對制冰系統運轉的負荷。
除此之外,工程師還為冰壺賽場建立了一套“健康監測”系統,包含加速傳感器、應變傳感器、環境溫度傳感器等,不僅能監測結構的變形、震動,還能監測環境溫度和整體結構傾角,對結構的安全性和比賽舒适度進行實時評估。
冰面要始終保持低溫,那觀衆也要跟着瑟瑟發抖嗎?當然不是。大廳内的不同點位設置了 傳感設備,感知着比賽大廳溫濕度、聲光等環境的變化,場館的群智能系統會根據數據反饋的實際情況自動調節。最終可實現室内高大空間溫度的分區調控。冰壺賽場内會确保三種不同溫度并存——賽道需要始終保持-8.5℃;冰面上方1.5米控制在10℃左右;看台區溫度則在16℃-18℃之間,由座椅下的出風口吹出熱風,确保觀衆舒适觀賽。
智能化不僅體現在場館設計上,還體現在比賽細節上,當運動員手握冰壺的一瞬間,智能手柄就開始記錄數據,協助裁判記錄冰壺出手和進入終點時的時間和位置等。
圖說:運動員手握冰壺的一瞬間,智能手柄就開始記錄數據
“北京正在用一個充滿智慧的方式舉辦奧運會。”2018年9月,國際奧委會副主席、北京冬奧會協調委員會主席小薩馬蘭奇來到國家遊泳中心“水立方”,對場館的變身,驚歎不已。
2019年底,“水立方”第一次圓滿完成“水冰轉換”,耗時近60天。2020年12月,第二次“水冰轉換”的結構搭建順利完成,僅用十幾天,達到“科技冬奧”重點專項的既定目标。
昨天下午,在國際奧委會吹風會上,國際奧委會奧運會部運行主任皮埃爾·杜克雷在會上表示,北京是第一座雙奧之城,這是優勢,現在用的很多場館都是2008年奧運會的場館,比如以前的水立方變成冰立方,這是非常驕傲的事情,現有的遺産重複利用,可以充分體現奧運會的目标。
冬奧會賽後,國家遊泳中心比賽大廳将可實現“冰水”自由切換,讓北京奧運場館遺産再次煥發活力。而這“反複利用、持久利用、綜合利用”的“中國經驗”也是北京奧運帶給世界的禮物。(新民晚報特派記者 厲苒苒 北京今日電)
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