“水立方”变身“冰立方” 冰城高校助力建设复合“双奥”馆

　　【解说】2022北京冬奥会开幕在即，“水立方”泳池内搭架铺冰，在悄然间成功变身成为“冰立方”。此次改造，由哈尔滨工业大学土木工程学院、建筑学院多名教授带领科研团队，在冬奥会筹办期间，创造性地提出了可以快速转换的 冰壶赛场结构方案，助力水立方成为“水-冰转换，双轮驱动”的复合型双奥场馆，全面保障冬奥会冰壶赛事的顺利举行。

　　【解说】哈工大土木工程学院张文元教授告诉记者，将“水立方”在短时间内转换成“冰立方”并非简单地将水凝固，而是像在具有一定坡度的泳池底部“建房子”，通过安装可调节的钢结构支架、混凝土面板和高性能隔热层，最后在上面铺设一层8cm左右厚度的薄冰，极大降低耗能并保持冰面平整稳固，为运动员们提供一个舒适的赛场环境。

　　【同期】哈尔滨工业大学土木工程学院教授 张文元

　　首先我们要求这个场地，我们的支撑架体它的刚度要大，它的承载力要高，要保证场地基本没有竖向振动，不会影响我们冰壶的运行。再有就是我们要求这个结构，支撑架体在这个搭建和使用的过程中，不能破坏我们泳池的原有的底面，还有泳池的池壁。再有就是我们结构要具有快速的安装装配这个功能，那么能够实行快速转换，而且，要求我们这个结构要能够调整我们结构的标高，这样的话可以适用场地泳池底部不平这种特点。

　　【解说】与此同时，张文元教授与丁勇副教授还在场馆内搭建了可以智能感知冰面结构安全健康监测系统，开发了转换冰场冰面的加固与快速修复技术，通过数据为冰面进行“实时体检”，保证了赛事安全进行。

　　【同期】哈尔滨工业大学土木工程学院副教授 丁勇

　　我们需要用健康监测系统，这一整套物联网系统来验证我们前期设计分析和建造的这些成果，这是它的第一个功能。第二个功能，我们需要实时的显示、评估我们当前冰壶赛场的，它的安全性和比赛舒适度，这是它第二个功能。第三个功能，就是我们需要拿出来这些数据、积累的这些数据，为我们的奥运遗产，它的推广和应用，在我们国内和国际范围内的推广应用树立一个标准。

　　【解说】冰面搭造基本完成，但如何在水立方原有的高温高湿环境内，保证冰不会升华成为了“冰立方”建设的一大难题，哈工大建筑学院陆诗亮教授团队以此开展了“冰上场馆低发射率顶棚节能研究”。对水立方ETFE膜结构顶棚的遮蔽改造，降低热辐射对制冰系统运转的负荷。陆教授告诉记者，这项技术就相当于给水立方打上了一把“遮阳伞”，防止冰面损坏。

　　【同期】哈尔滨工业大学建筑学院教授 陆诗亮

　　大家可以看到手里，这是一个ETFE这样一个膜材，阳光可以透过这个膜材进到室内，但是阳光平时的时候是好的，但是在有冰的情况下，阳光里的那个红外线可以促进冰的升华，为了防止升华，我们本次课题的研究，如何在这个原有膜的基础上，采用什么的遮蔽方式，使阳光中的红外线被遮挡。经过实验，最后选择一种叫PVC的一种材料。就是使室内的原有的这个高温高湿的水环境下变成低温低湿，就是改善它物理环境，同时节能，经过测算就能节约30%的制冰能耗。

　　【解说】据了解，本届冬奥会提出了“可持续 向未来”的愿景，可持续运营也是冬奥会场馆保障与赛后利用的关键一环。哈工大建筑学院陆诗亮教授与余洋副教授带领科研团队收集涵盖我国东北、华北、华东等地典型场馆的相关指标、设计模式及技术手段，构建首例大数据支撑下的游泳及冰上场馆运营数据库，为双奥场馆可持续运营关键技术研发提供方向，也为日后场馆建设提供数据标准。

　　【同期】哈尔滨工业大学建筑学院副教授 余洋

　　那可持续不仅指赛时，还指赛后的很多运营方面的这个具体工作，但是运营就涉及到了它的能耗，场景转换，那功能需求，收入支出，那这个数据做什么用？这个数据用来进行横向的比较。所以这些数据库能清晰的显示出在运营方面的一种状态，课题就是从运营角度，从可持续角度建设这个数据库。

　　【解说】水立方已然成为可“水冰转换”的复合型双奥场馆。哈尔滨工业大学以创新性、智能化技术帮助水立方实现快速“变身”，帮助冬奥场馆实现可持续运营，为2022北京冬奥添砖加瓦。

责任编辑：【卢岩】