罕見！「水立方」變身「冰立方」

科技日報記者 華凌

7月30日，記者走進正在緊鑼密鼓改造中的國家游泳中心（「水立方」），只見場館正中巨大混凝土方塊猶如「骨架」將泳池覆蓋，隨著最後一塊預製混凝土板安裝完成，「水立方」圓滿實現泳池向冰場轉換結構的施工。

作為2008年北京奧運會標誌性場館之一，「水立方」將在北京2022年冬奧會和冬殘奧會期間再次擔綱重要角色——變身「冰立方」，成為承接冰壺和輪椅冰壺比賽項目的場館。據說，其中研發的可拆卸支撐體系在冬奧會史上堪稱世界首例。那麼，究竟運用了哪些科技大招，生動踐行「綠色、共享、開放、廉潔」的奧運理念？

大膽創新

將在奧運游泳館賽冰壺

「要直接把它從一個夏奧場館改造成冬奧場館，這在建築歷史上鮮有先例，其難度可想而知。」國家游泳中心「冰水轉換」設計總負責人孫衛華表示。

在奧運游泳館內進行冰壺比賽是「水立方」團隊大膽創新的結果。國家游泳中心總經理楊奇勇介紹說，「冰立方」將在保有「水立方」水上功能的基礎上新增冰上功能，即在比賽大廳中部通過搭建可轉換結構及安裝可拆裝製冰系統，形成具有4條標準賽道的冰壺場地。憑藉這套可拆卸的製冰體系，將來「水立方」同時擁有水上功能和冰上功能，製冰設備和冰層拆除後，冰場即可還原為泳池。按照計劃，未來春夏秋三個季節「水立方」將用於水上活動，冬天則用於冰上活動。

據介紹，在改造過程中可拆卸的鋼結構是泳池向冰場轉換的基礎。鋼結構必須輕便，能夠快拆快裝，同時還要保證強度。在鋼結構上方是一層預置混凝土板塊，再上面是防水層和製冰管道層，管道層上面再鋪冰，形成冬奧會冰壺比賽所嚴格要求的冰面。

而支撐冰面可轉換的鋼結構，由2600根3米高、2米長的薄壁H型特製鋼材搭建而成，每根樑柱都有柱腳，之間的連接點裝有可拆卸高強度螺絲，確保鋼架緊固結實。

「鋼架上方鋪設的是1500塊1米見方、厚度達100毫米的預製混凝土板。在預製混凝土板安裝過程中，每名工人需使用卡尺進行精密微調，把『水立方』冰水轉換結構的總誤差控制在毫米級。」「水立方」總經理助理賈宇告訴記者。

「接下來我們將進行保溫層、防水層、冰排等的鋪設。」賈宇說，按照施工計劃，預計今年10月完成冰壺比賽場地FOP區體育照明、場地及製冰系統、空調系統改造，今年12月，預計「冰立方」將正式與公眾見面，開展首場冰壺比賽。

多管齊下

營造冬奧比賽完美環境

除了將「水」變「冰」，營造冬奧比賽完美環境更是非常重要。

據介紹，「水立方」聯合設計單位、清華大學、哈爾濱工程大學等各方先期開展了科研論證，重點研究了改造工程涉及的冰場可轉換結構體系、冰壺場地熱濕環境、冰壺場地體育照明、場館綜合節能和場館建築聲學等5項具體課題。

據「水立方」南廣場項目副總工程師谷雲寬介紹，本次「冰立方」改造運用了BIM技術，即開發了一套基於BIM系統的信息化管理平台，按場館既有的建築結構機電設施和此次改造施工圖任務進行建模，通過BIM可以實時掌握工程形象進度，改造完成後可實現對全場館的「網格化」和信息化管理。後續，場館將進一步推進實施基於5G的物聯網技術，更好地為運動員、觀眾、場館管理者提供智慧化服務。

此外，按照綠色建築二星的標準設計實施，「冰立方」改造後的場館將更加節能環保。「此次『水立方』增加了膜結構空腔自然通風，通過開啟頂部的空腔，夏季自然通風降溫，冬季蓄能降低場館熱耗。『水立方』將利用空腔降溫技術，讓空腔夾層內的熱空氣向上流動並與室外空氣循環，以此可有效降低空腔溫度10℃。」楊奇勇告訴記者。

改造完成後的「冰立方」不僅功能增加，更將實現智能升級，全新的智能建築管理系統將有效控制和監測場館室內的溫度、濕度、照明、聲學等變化，為冬奧冰壺比賽提供完美環境。

位於「水立方」南廣場地下的「冰立方」冰上運動中心，與冬奧會冰壺比賽場地改造工程同步開工建設，新建冰場包括1個標準的冰球場和兩條冰壺道。這個工程總建築面積8221.3平方米，截至7月底，地下冰場基坑筏板混凝土澆築基本完成，預計今年年底完成主體結構施工，2020年5月開始試運行。不僅可以為2022年冬奧會及冬殘奧會比賽相關運行提供保障服務，還能每年接待10萬多名冰上運動愛好者，感受到「奧運品質的冰」。

來源：科技日報 文中圖片由作者提供

編輯：左常睿

審核：王小龍

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