国度速滑馆正式对外开放，总工程师详解——“冰丝带”的科技范
游客进入国度速滑馆旅行。
新华社记者 鞠焕宗摄
游客在国度速滑馆体验溜冰。
新华社记者 鞠焕宗摄
克日，北京冬奥会标志性场馆、唯一新建冰上活动场馆国度速滑馆“冰丝带”正式对外开放。北京冬奥会上，各国运倡导在此创造天下纪录并多次改造奥运纪录，高亭宇完成了中国冬奥男人速率溜冰金牌“零的打破”。
除了近距离交往“最快的冰”，群众还可以在开放后的“冰丝带”中明白科技的神奇。对外开放时期，“冰丝带”以模子等办法平面展现国际抢先的二氧化碳跨临界直冷环保制冰武艺以及索网幕墙等具有创新意义的硬件建立后果，彰显绿色、科技冬奥和北京“双奥之城”提高风范。
北都城建团体总工程师、国度速滑馆总工程师李久林在承受采访时说，“冰丝带”在场馆操持和计划之时，便思索到满意一切冰上活动必要。科研团队从计划理念、武艺工艺、质料拔取、施工技法等多个方面都完成了创新和打破。“冰丝带”将成为团队育赛事、群众健身、文明休闲、展览展现和社会公益五位一体的多功效体育场馆。
创新制冰武艺
走进“冰丝带”，曾见证多项新纪录的冰面最受游客喜爱。据统计，“冰丝带”开放首日，仅上午入场的游客中就有近1000人上冰体验。
李久林说，建立团队在整个研讨和建立历程中，一直把“最快的冰”作为最紧张目标。
“影响‘最快的冰’的要素很多，此中一个最紧张要素就是冰面的质量和温差。”李久林说，在“冰丝带”制冰历程中，建立团队接纳了多项武艺，包含初次研发和使用二氧化碳跨临界直冷制冰体系。
“最早计划接纳的是使用R507制冷剂、乙二醇载冷剂的制冰体系，这个武艺跟国际上常用制冰武艺一样。厥后，围绕‘最快的冰’和绿色低碳目标，创新了二氧化碳跨临界直冷制冰体系，这套制冰体系不仅将节能环保GWP（举世变暖潜能值）由最初将近4000降为1，同时还能控制冰温。”
李久林说，为了让“冰丝带”的冰更快、更好，团队还接纳了很多办法，好比经过激光扫描与修建信息模子举行比对，查验、确保冰场下12万米不锈钢制冰管道处于精准地点，让冰温更匀称。为确保冰板混凝土平整度，接纳激光丈量武艺，使1.2万平方米冰场平整度偏差从原本5毫米验收标准终极到达最大不凌驾3毫米。
“整个冰场温差原本实际极限值是0.26摄氏度，经过多次制冰查验到达0.5摄氏度冰面温差以下。固然另有风速、湿度等一系列要素的管控，包含基于数字孪生场馆室内情况的精密调控，一切这些都为打造‘最快的冰’作出了奉献。”李久林说。
“天幕”索网国产化
除了上冰体验外，游客还可以在“冰丝带”开放时期，依照场馆方计划的路途，在场馆表里以为“冰丝带”的修建之美，照相“打卡”。
“冰丝带”之美，起首美在外表。李久林说，“冰丝带”的建立注意绿色环保低碳理念，接纳了高功能布局体系，经过索网布局完成大跨度屋面制作目标，只用几百吨索就编织出大型场馆屋顶。经过拉索富裕发扬质料功能，使索网像网球拍一样扣到速滑馆的屋顶上。
“冰丝带”屋顶的“天幕”接纳了全天下体育场馆里最大、最扁的椭圆形单层双向正交马鞍形索网。李久林说，单层双向正交索网，加上环桁架和幕墙斜拉索体系，是第一次创新接纳的武艺。
“高矾密闭索已往长时依托入口。依托国度速滑馆严重工程，我们和国内厂家及干系单位协同研讨攻关，初次完成索网国产化。现在，国内多量工程都接纳了国产高矾密闭索，使得质料从价格到供货期都以前大大紧缩。”李久林说。
云云繁复而宏伟的索网是怎样搭建的？李久林先容，团队做了多量的数字仿真，在盘算机里模仿整个历程，并在实行室里举行了1∶12模子实验，把索网制作历程模仿出来。整个索网体系张拉成形，十分奇妙，而盘算机则控制这些装备完成同步张拉。
“在国度速滑馆建立历程中和建成后，我们经过1100个传感器对数据举行监测，好比在屏幕上可以看到北京暴风大雪天气时整个屋面的反响。”李久林说。
玻璃质料节能环保
“冰丝带”如此一个大玻璃屋子，会不会像玻璃大棚一样炎天很热、冬天很冷？时值盛夏，北京户外最低温度凌驾35摄氏度。艳阳高照的中午，“冰丝带”场馆内仍十分凉快。
“冰丝带”的冬暖夏凉，离不开如水波活动般玻璃幕墙的“保护”。李久林说，“冰丝带”选用四层夹胶中空的玻璃作为质料，完成节能环保的修建后果，再组合场馆中的遮阳帘、天然透风体系，完成节能环保。
每到夜幕降暂且，“冰丝带”外玻璃幕墙流光溢彩。李久林说，怎样完成俊逸灵动的修建后果，实践上是曲面玻璃怎样统筹多个方面的成绩。
“在计划方面，我们经过平曲玻璃的耦合分析，使一切玻璃的弧度都一样。经过曲面玻璃安静面玻璃的组合，变小工程制作难度，从而完成俊逸灵动的制作后果。”李久林先容，针对保温、光沾染等成绩，团队也做了十分具体的研讨，完成了既统筹修建后果，又节能环保。
“在场馆制作安装玻璃时，我们也做了包含数字模子在内的多量武艺事情，经过激光扫描把一切实践布局和外形都扫描进入，再跟玻璃单位板块拟合，终极完成了俊逸灵动的修建后果，既完成了三星级节能环保的建立目标，又完成了修建工艺美学新高度的制作后果。”
打造伶俐场馆
“冰丝带”是一座伶俐场馆。李久林说，“冰丝带”制作历程中接纳了智能办法。“像混凝土构建、看台、钢布局、索网、屋面等，全部是在工场建立完成，在现场就像组装汽车一样，把它们组装在一同，这个历程中多量使用了主动化和智能化武艺。”
“好比钢布局环桁架，一个8000多吨的钢布局实践上是在场馆外侧87米远的场合‘拼’起来，经过盘算机控制匍匐机器人推进桁架滑移到场馆外表。场馆内里混凝土布局在施工，外侧的钢布局也在施工，两个同时完成混凝土封顶。那边钢布局拼完了，经过机器人滑过去安装到位，大大浪费了工期。”李久林说。
除了制作实体场馆，科研团队还在盘算机里同步制作数字场馆。李久林先容，基于修建信息模子武艺，从计划施工到最初的交付，“冰丝带”从图纸变为实际的同时，另有一个跟它如出一辙的数字速滑馆也“完工”了。
在运转历程中，“冰丝带”外表有多量传感器。经过办理平台，种种数据及时传输到数字场馆上，完成数字孪生，对实体场馆举行精密调控。
本文局部素材来自傲型科普融媒体节目《人民冰雪·冰雪科技谈》
（人民日报）
