凝水成冰,“水立方”与“冰立方”自由切换的奥秘是什么?

[摘要]“水立方”是世界上首座完结“水冰转化”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,国家游水中心完结双奥使命的背后,又有什么样的秘密? 下文将具体介绍!

凝水成冰,“水立方”与“冰立方”自由切换的奥秘是什么?


凝水成冰

把“水立方”冻成“冰立方”需求几步? 冻上就行? 不不不……看上去只是字面上多了“两点”,现实并没有那么简单。

为了完成“冰”“水”自在切换、让场馆一年四季都得到充分利用是最大的挑战。国家游水中心联合哈尔滨工业大学等组成科研团队,提出了史无前例的设想——在泳池上方架设可拆卸冰场。

冰壶竞赛对冰面要求极高,每平方米赛道在接受 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,可转化的钢结构,是冰壶赛道最根底的一层,想要保证冰面不变形,必须要做到稳健又结实。它是由 2600 根 3 米高、2 米长的钢建立而成,每根梁柱装有柱脚,每个连接点装有可拆卸高强度螺栓,保证钢架坚固结实。另外,钢架上还装有传感器,稍有一点轰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,便是 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。而室外制冷机组便是“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,构成大约 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,构成大约 2 厘米左右的冰面,终究,构成一个完整的冰面。整个过程至少需求浇 50-60 次的水。而为了保护冰面,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竞赛大厅,并将大厅内的湿热空气带出去。

这样一套“冰水转化”体系建成后,只用二十天时刻,“水立方”就能通过快速拼装建立变成“冰立方”。

升级换代

夜色中,充满一个个泡泡外表的“冰立方”分外梦境。跟着音乐改变出七彩的光芒,犹如一出光影童话剧正在这儿上演。但又有谁知道,“水立方”标志性的泡泡膜房顶,曾经差点使“变身”失利。

2008 年的北京夏奥会,“水立方”规划出半透明式房顶,整栋建筑透光性好,能够充分利用天然光线改变满意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,工程规划团队决定给“冰立方”穿上一层“防晒服”。

为了找到适宜资料,团队反复模仿试验,终究选择一种厚约 0.26 毫米的膜材,覆盖在“水立方”的每个泡泡上,有效将游水馆的高温高湿环境变成冰壶场所所需的低温低湿环境,并降低热辐射对制冰体系工作的负荷。

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

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,感知着竞赛大厅温湿度、声光等环境的改变,场馆的群智能体系会根据数据反馈的实际情况主动调理。终究可完成室内高大空间温度的分区调控。冰壶赛场内会保证三种不同温度并存——赛道需求始终保持 -8.5℃; 冰面上方 1.5 米控制在 10℃左右; 看台区温度则在 16℃到 18℃之间,由座椅下的出风口吹出热风,保证观众舒适观赛。

“北京正在用一个充满智慧的方法举行奥运会。”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水中心“水立方”,对场馆的变身,惊叹不已。

2019 年底,“水立方”第一次圆满完结“水冰转化”,耗时近 60 天。2020 年 12 月,第二次“水冰转化”的结构建立顺利完结,仅用十几天,达到“科技冬奥”要点专项的既定目标。

昨天下午,在国际奥委会吹风会上,国际奥委会奥运会部运转主任皮埃尔·杜克雷在会上表明,北京是第一座双奥之城,这是优势,现在用的许多场馆都是 2008 年奥运会的场馆,比方以前的“水立方”变成“冰立方”,这是十分自豪的工作,现有的遗产重复利用,能够充分体现奥运会的目标。

冬奥会赛后,国家游水中心竞赛大厅将可完成“冰水”自在切换,让北京奥运场馆遗产再次勃发生机。

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