独特匠心！北京冬奥会“水冰转换”融入大量高科技元素

“这是我见过最漂亮的场馆，能在里面比赛是一种荣幸。”美国冰壶选手维多利亚·珀辛格表示。“很难相信这曾是一个游泳馆，在这里比赛的感觉非常特别。”捷克选手苏珊娜·保洛娃表示。

北京2022年冬奥会开赛之后，由国家游泳馆“水立方”改造而成的冬奥会冰壶比赛场馆“冰立方”可谓是外国运动员提及最多的场馆。“冰立方”是冬奥会历史上体量最大的冰壶场馆，世界唯一水上项目和冰上项目均可运行的“双奥场馆”，也是世界上首个在泳池上架设冰壶赛道的奥运场馆。“水冰转换”的“双奥场馆”，融入大量高科技元素，也蕴含独特匠心、奇思妙想，凸显“中国智慧”。

“‘水冰转换’的背后，依靠的是可转换结构体系以及可拆装制冰系统等技术的创新应用。”2月14日，北京国资公司党委书记、董事长岳鹏在接受科技日报记者采访时介绍。

2020年10月，作为“科技冬奥”重点专项，“国家游泳中心冬—夏运动场景转换技术研究及应用示范”在科技部正式立项。作为国家游泳中心的业主单位，北京国资公司在冬奥场馆建设改造中，坚持落实可持续发展的申奥理念，创造性地提出“水冰转换”的场馆可持续利用改造方案，并完成国家游泳中心场馆改造工程，实现“水立方”向“冰立方”的华丽转身。

如今，昔日“水立方”中波光粼粼的蓝色泳道“变身”为4条晶莹剔透的冰壶赛道。“在游泳池上架设冰壶赛道，首先要把泳池里的水抽干，然后在泳池内搭设可转换架体。在泳池里‘搭架子’看似简单，但这套冰场可转换钢结构的设计考量和安装精度堪称精密。”国家游泳中心总经理杨奇勇介绍说。

如何保证冰面在稳定牢固的同时还能达到冬奥会比赛要求?杨奇勇答道：“秘密就藏在支撑冰面的可转换钢结构中。它由2600根3米高、2米长的薄壁H型钢搭建而成，每根梁柱装有柱脚，每个连接点装有可拆卸高强度螺丝，确保钢架坚固结实。试验结果显示，每平方米增加1吨荷载，钢结构的最大变形仅有1.6毫米，符合3毫米以内的设计要求。”

杨奇勇指出，“水立方”变身“冰立方”，关键的环节是制冰。为了保证赛时万无一失，场馆采用制冰机组“两用一备”的方案，即赛场旁边有两组管道，一进一回形成回路，就像人体的动脉和静脉一样;制冰基础层上密密麻麻有序铺装的制冰排管相当于毛细血管一样与动脉静脉相连;室外制冷机组就是“心脏”，打开制冰机组使其运行，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。

“水立方”作为游泳和跳水等水上运动项目的比赛场馆，赛时环境是高温高湿，到了“冰立方”，冰壶比赛的赛场环境要求是低温低湿。“在偌大的比赛大厅内实现并保证低温低湿的环境，奥秘就在于本次场馆改造的除湿系统。场馆的除湿系统就像人体的呼吸系统一样，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。”杨奇勇说。

那么，如何保证比赛用冰不融化，观赛群众不寒冷?杨奇勇答道：“这又涉及场馆改造的一大难点——赛场温度分区控制。对此，我们对比赛大厅进行气密性改造。并在其一层及池岸层的出入口增加室内外空气隔离设施，同时对屋顶膜结构及墙面板之间的缝隙进行封堵，防止冰面质量受到室外湿热空气影响。此外，场馆还采取全新的群智能系统，有效监控比赛大厅的热湿环境和光环境的变化，适时调节场馆内相关设备的运行情况以满足赛场需要。”

通过一系列举措，最终确保冰壶场馆比赛大厅在任何热负荷条件下，冰壶赛道冰面温度达到-8.5℃，冰面以上1.5米处温度保持在10℃，相对湿度不超过30%，看台温度16℃至18℃。

2月8日，北京2022年冬奥会冰壶混合双人金牌已经在这座双奥场馆中产生，更多精彩比赛正陆续上演。冬奥会结束后，“冰立方”还将继续举行冬残奥会的冰壶比赛，是本届冬奥会和冬残奥会运行时间最长的场馆之一。(科技日报记者 华凌)