◎ 科技日报实习记者 都芃
金秋九月，头顶是炽热的太阳，脚下是洁白的“雪花”。冰壶、旱地滑冰、仿真雪地，冬奥项目体验区里，小朋友们玩得不亦乐乎。2022年北京冬奥会倒计时100天逐渐临近，作为2021年全国科普日北京主场活动的一部分，科技冬奥主题活动9月11日在北京科学中心拉开帷幕。
本次活动共设立“了解冬奥”“冬奥竞技项目”“科技冬奥”“冰上项目体验区”“雪地项目体验区”“祝愿冬奥”六个主题活动区，全景展示冬奥历史和北京冬奥申办历程，重点突出北京冬奥筹备过程中的科技创新亮点以及实际应用情况。
3360块曲面玻璃组合成22条晶莹剔透的丝带状幕墙，被称为“冰丝带”的国家速滑馆设计灵感来自冰雪运动与速度的结合。盘旋的“冰丝带”象征着速度滑冰运动员高速滑进时冰刀留下的轨迹，而22条“冰丝带”又象征着在2022年举办的北京冬奥会。
优雅造型的背后是科技的支撑。国家速滑馆的结构设计创下世界体育场馆之最。其采用的双曲面马鞍形单层索网结构屋面设计，是目前世界上规模最大的单层双向正交马鞍形索网屋面体育馆。速滑馆建设团队将这张索网称为“天幕”，他们将“天幕”比喻为羽毛球拍的球网，而编制“天幕”的过程可以简单理解为给“球拍”穿线，一根根线就是一条条特制钢索。最终将一张巨大的网“绷”在了场馆的上方。
北京冬奥实现碳中和，是北京最重要的申办承诺之一。国家速滑馆冰面面积达1.2万平方米，是目前全亚洲最大的冰面，也是全球首个采用二氧化碳跨临界直冷制冰系统的冬奥场馆。该技术所采用二氧化碳制冷剂，其ODP（破坏臭氧层潜能值）为0，GWP（全球变暖潜能值）为1，无异味、不可燃、不助燃，是可持续性最好的冷媒之一，与常规制冷系统比，能效可提升20%以上。该项技术在“冰丝带”的成功应用得到了国际奥委会和国际滑冰联盟的高度评价。
为了利用好2008北京奥运遗产，国家游泳中心“水立方”将在北京2022年冬奥会和冬残奥会期间华丽变身，转换为“冰立方”，作为冰壶项目、轮椅冰壶项目的比赛场馆。
2019年底，水立方第一次完成“水冰转换”，耗时近60天。为了提高转场效率，施工团队搭建了由2600根薄壁H形钢和1570块轻质混凝土预制板组成的转换结构。每根（块）钢梁和混凝土预制板都有自己的“数字身份”，通过运动捕捉技术与施工测量技术相结合，转换施工中可以将每个构件精准快速复位，极大提高安装精度。2020年12月，“水立方”进行第二次“水冰转换”，用时仅十余天。
在转换后的场馆内，可以看到在环绕冰场的观众台下方，有直径一米的蓝色长条“布袋”。这是“冰立方”内的除湿送风系统，经过该系统处理后的空气会被均匀吹送到场地上空。而场馆内设置的由4000多个传感器组成的楼宇设备管理系统，能够精准监测、控制场馆内的温度、湿度、PM2.5浓度等，最终实现冰壶赛道冰面温度达到零下8.5摄氏度要求，冰面上方1.5米高处温度始终保持为10摄氏度，而看台观众区温度则恒定在16至18摄氏度，真正做到“同室不同天”。“水立方”转换为“冰立方”，不仅是场馆使用形态的转换，更是传统场馆转换为智能场馆的一次科技升级。
文中图片均由都芃 摄
来源： 科技日报
