用綠色繪就冬奧最美畫卷丨科技冬奧進行時

　　綠色、可持續是北京冬奧會籌辦工作的主旋律。北京冬奧倒計時已不足20天，一些與北京冬奧會相關的創新技術不斷被媒體披露，其中“水立方”變身“冰立方”、太陽能綠色建築木質模型等綠色低碳技術尤為引人關注。2019年6月，北京冬奧組委正式對外釋出《北京2022年冬奧會和冬殘奧會低碳管理工作方案》，與各方緊密合作，共同推進實施低碳場館、清潔能源等措施，努力實作冬奧碳中和，讓綠色成為北京冬奧最美的底色。

　　專利讓場館華麗變身

　　國家遊泳中心（即“水立方”）在2008年北京奧運會上閃亮登場。如今，“水立方”變身“冰立方”，再一次驚豔世人，成為世界首個實作“水冰轉換”的“雙奧”場館。

　　北京2022年冬奧會期間，“冰立方”将承接冰壺和輪椅冰壺等比賽項目，需要在泳池上架設冰壺賽道，完成擁有4條标準賽道的冰壺場地。這在冬奧會曆史上尚屬首次，難度之大可見一斑。116天、35個施工方案、35次試驗、485張設計圖……談起水冰轉換的過程，中建一局集團建設發展有限公司冰立方項目總工程師孫德遠用一組數字記錄了創新的過程。

　　在建設過程中，孫德遠團隊運用了“可周轉輕質鋼結構及混凝土預制闆結構體系及其施工方法”“一種可兼做靜壓箱的架高地闆及其施工方法”等多件發明專利，采用輕量子產品化的鋼構件，簡化了安裝結構點，支撐結構可進行多次組裝與拆除，滿足了輕量，穩定，變形小，冰面無開裂的搭設要求，減少了固體廢棄物污染。而在回收制冰排管時，發明專利“一種電動可移動冰排管回收工作台及施工方法”的運用則可快速、安全、無損件地将約3.4萬米制冰排管逐個回收，避免了載冷劑損耗。

　　為保障冰面的恒溫恒濕，團隊研發并擁有“一種送風體系及其施工方法”等發明專利，将低速、均勻性良好的幹冷空氣，通過新式送風體系送至冰面區域，保障了冰上項目低溫低濕的環境要求，減少了生産、運輸過程中能源消耗與空氣污染。

　　此外，對于場館内不同區域的溫度問題，團隊應用了冰場環境智慧調控平台，實作室内高大空間溫度的分區調控。目前，冰壺場館比賽大廳、冰壺賽道冰面溫度達到-8.5℃，冰面以上1.5米處溫度保持在10℃，看台溫度16℃至18℃，既滿足了冰壺比賽環境的需要，又為觀衆營造了舒适的觀賽環境。“目前，團隊已順利完成三次‘水冰’轉換，轉換時間已由最初60天縮短至如今的20天，這是巨大的進步。”孫德遠表示，團隊後續将全力保障北京冬奧會和冬殘奧會。

　　冰闆打造可移動冰場

　　為了讓更多的人參與冰雪運動，“科技冬奧”重點專項“冰雪運動推廣普及關鍵技術産品研發及示範”項目日前正如火如荼地開展。北京理工大學承擔了項目中“移動式可拆裝人工制冷冰場的關鍵技術”工作。

　　“我們與華熙冰雪體育管理（北京）有限公司聯合研制科技冬奧主題‘環保、智慧移動冰場’，整個移動冰場拆卸用時少于46小時，使用壽命超過10年，冰場回收再使用率達到98%以上，适用于速度滑冰等5種以上冰上運動。”北京理工大學宇航學院教授朱睿介紹，該冰場采用國際領先的二氧化碳跨臨界制冰技術，是國内首個實作全流程國産化的環保、快速移動冰場。

　　此外，該團隊在冰場環保科技相關的減振降噪方面擁有諸多獨創技術，擁有“一種六自由度地面振動隔離系統”等多件專利，并送出了“減振控制裝置及應用其的減振系統”等專利申請。值得一提的是，該團隊運用相關專利制造了多塊1米×6米的冰闆，可以根據現場的實際需求，進行60米×26米（冬奧冰球标準）、1200平方米（冰壺競賽場地）等多個尺寸場景的随意轉換，滿足了不同冰上運動項目及大衆活動的需要。

　　“冰闆雖小，内有乾坤。通過它們可以對冰場實施全時全方位監控與智慧管理。”朱睿表示，團隊在冰闆内部配置了溫度、濕度等傳感器裝置，研發出國内首個智能全時冰場監控系統。該系統結合了熱傳導仿真方法，可以有效地進行冰面溫度管理，以保證運動員及大衆穩定、安全地使用冰面。

　　光伏闆打造“零能耗建築”

　　2021年6月，中國礦業大學與波蘭克拉科夫AGH科技大學聯合代表隊設計“零能耗建築”——太陽能綠色建築木質模型，正式入選2021中國國際太陽能十項全能競賽的決賽圈。作為張家口國家級可再生能源示範區應用技術産業園的重要組成部分，該建築于2021年9月已建造完成，即将服務北京冬奧。

　　“該建築利用太陽能光伏闆與太陽能集熱器等裝置，産生電能和熱能，實作能源自給自足。”中國礦業大學教授陳甯介紹，團隊應用子產品化建造技術，實作建築的快速建造；利用管式集熱器進行光熱轉換，實作建築内部溫度适宜，還可滿足洗浴等需求，在能源系統創新上取得了實質性的進展。團隊圍繞相關技術送出了“一種自鎖式的子產品化鋼結構連接配接節點”等多件專利申請。

　　張家口張北地區冬季可能出現-40℃的極寒天氣，能源系統冬季的供暖設計是團隊面臨的一大挑戰。為此，團隊提出了集熱器跨季節補熱方案，将太陽能光熱與地埋管跨季節儲能相結合，實作将夏季太陽的熱量儲存到冬季使用。

　　此外，團隊還在建築的中庭空間利用上進行探索，應用了景觀、水處理、加濕一體化等技術，将建築結構、景觀、能源、給排水有機結合在一起，既節省了空間又美化了環境。陳甯表示，未來，團隊将繼續在太陽能利用、存儲、建築與環境等領域進行探索，形成更多的創新成果，為低碳冬奧貢獻力量。（劉弘一）