游泳|国家游泳中心变身的秘密:水立方如何冻成冰立方

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冬奥制冰师赛前工作中
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出风口吹出热风确保观众舒适观赛
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“冰立方”泡泡外表上的吉祥物
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夜色中“冰立方”随音乐变幻色彩本版图片 特派采访人员李铭珅 摄
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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 。
“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?
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的挑战 。 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 。 而支撑冰面的“骨架”分为8层 , 可转换的钢结构 , 是冰壶赛道最基础的一层 , 想要保证冰面不变形 , 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 。
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2厘米左右的冰面 , 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 。
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”标志性的泡泡膜屋顶 , 曾经差点使“变身”失败 。
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” 。
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 , 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 。


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