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“最快的冰”出自重慶人之手!8個紀錄在這裡被打破,背後有位“制冷大師”

作者:上遊新聞

劉楷是一個土生土長的重慶人,打開他的最近一段時間的微信朋友圈,乍一看好像和其他人并無太大差別,大多是在為北京2022年冬奧會上的中國健兒加油。但隻要稍微往前翻一點,就會發現,裡面大有乾坤。

劉楷朋友圈截圖

1月26日,他在首都體育館分享了一條朋友圈,内容是“這才叫CO₂(二氧化碳)跨臨界直冷冰場”,配的是一張看似環形跑道的圖,上面在9個不同地方标注了對應溫度。仔細看,9個地方其實隻有兩個溫度值-8.8度和-8.7度,也就是說溫差隻有0.1度。

一個多月後的今天,首都體育館作為北京冬奧會的主要比賽場館之一,已經有7個奧運紀錄和1個世界紀錄在此被打破,首都體育館也和已經打破10項奧運紀錄的國家速滑館一同被譽為“最快的冰”。讓劉楷倍感自豪的是,首都體育場這塊“最快的冰”,正是他和自己的團隊一手打造!

四年前因冬奧受邀赴京參與場館建設改造

劉楷是北京2022年冬奧會的設施保障人員。受訪者供圖

劉楷1979年出生在重慶,聯考考入了當時的黑龍江商學院(現已合并更名為哈爾濱商業大學)。光說學校名字,可能不少人會覺得陌生,但在專業方面它一點也不含糊。“我學的專業當時還叫冷凍冷藏。”17日,接受上遊新聞記者采訪時,劉楷一開始就自豪地說,“制冷工程界,有一半人才是我們學校出來的(笑)。”

2002年畢業後,劉楷自然而然地進入了專業對口的工業制冷領域。“日常生活中的冷庫、冷鍊設計、建設都是我們的專業範圍。”劉楷說,直到2017年,自己都在行業内的一家央企重慶公司任總工程師。

“我是2017年10月到的北京。”劉楷這次去到的新公司名叫艾斯特制冷與太陽能技術(北京)有限公司。同樣是出任總工程師,但這次和他此前十多年的工作經曆相比,卻有了很大的不同:受邀進京為的就是北京2022年冬奧會場館建設、改造。

北京冬奧首塊CO₂跨臨界直冷制冰冰面出自他手

今年1月北京冬奧會開幕前,首都體育館内的制冰工作。新華社圖

當采訪話題進入北京冬奧後,劉楷的語速明顯快了起來,言語間有抑制不住的自豪和激動。這裡面首先引起記者注意的就是一連串數字。第一個數字是1800平方米。

據劉楷介紹,包括冬奧訓練場地在内,目前北京一共有49塊面積在1800平方米以上的冰面。為何要強調面積在1800平方米以上,是因為冰面面積越大制冰難度越大。這一點劉楷後面有單獨解釋。

“這49塊冰面中我們公司做了五成。其中就包括了首鋼園區的4塊,以及短道速滑、花樣滑冰、冰球、冰壺國家隊的訓練場地等等。”劉楷如數家珍。

更值得一提的是,北京2022年冬奧會早在開幕前就已經宣布是曆史上首次大規模使用二氧化碳制冷劑的奧運會。這最直接的展現就是,在北京賽區有7塊冰面都采用了清潔、低碳的二氧化碳跨臨界直冷制冰技術,這是該技術首次在冬奧會上應用。而劉楷告訴上遊新聞記者,“這7塊中有4塊,都是我帶領團隊設計、建造的。”

這裡面就包括了于2020年11月首次完成制冰的首都體育館。它既是北京2022年冬奧會第一塊二氧化碳跨臨界直冷制冰冰面,同時也是劉楷和團隊傾注心血最多的一塊冰面。

二氧化碳大面積制冰設計、施工難度都很大

二氧化碳制冰除了綠色環保,還有一個重要優勢是制冰快且冰面溫度均勻。在速度滑冰場上,溫度均勻、溫差越小的冰面硬度就越均勻、冰面越平整。通俗來說就是,冰面越“絲滑”,越有利于選手滑行,更有利于創造好成績。

據劉楷介紹,在北京冬奧會之前,全球采用二氧化碳制冰的體育場地約有20塊左右。“集中在歐洲、加拿大,我都去看過。這些場地普遍面積都不太大,多是用在商業項目和訓練中。”

既然二氧化碳作為制冷劑更綠色、環保,那為何會直到北京冬奧會才大規模應用?劉楷解釋,這和設計、建造過程中的施工難度大息息相關。

采用二氧化碳直接蒸發制冷,需要把裝有制冷劑二氧化碳的盤管預埋在場地地下;同時,二氧化碳氣體的壓力是非常大的。“這就對設計、施工提出了更高的要求。”劉楷說,比如在最終打破7個奧運紀錄和1個世界紀錄的首都體育館,自己設計的盤管間距為75毫米,并且采用了兩層混凝土澆築将換熱盤管“夾”在中間的方案。

設計建造、技術攻堅全由中國人自己完成

3毫米是劉楷提到的第二個重要數字。

“我們的混凝土澆築是61x31米、整塊1800平米的平面沒有分隔縫,同時要達到平整度在正負3毫米以内。”劉楷說,這就是為什麼自己會強調1800平方米以上的冰面的原因,“這樣大面積沒有分隔縫,怎麼解決混凝土的熱脹冷縮就是一大難題。”與此同時,他還提到,換熱盤管的精确度也是達到了正負3毫米。

值得注意的是,劉楷還提到,以首都體育館的冰面制作為例,最難的其實是實作二氧化碳跨臨界制冰的制冷機組。“這是我們之前沒有做過的。”但劉楷說,即便如此,為首都體育館冰面制冰的機器也是自己帶領團隊設計出來的。

盡管機器随後是由代工廠生産,但“整個機器的二維圖、三維圖,所有技術細節都是我們提供,工廠隻負責照單生産。”這也意味着,首都體育館這塊“最快的冰”從設計到建造完全是由中國人自己完成。

2月11日,荷蘭選手蘇珊娜·舒爾廷(左)在首都體育館進行的短道速滑項目女子1000米四分之一決賽中打破世界紀錄。新華社圖

在整個采訪中,對于能作為進階技術保障人員參與到北京冬奧會中,劉楷的榮幸和激動之情一直溢于言表。上遊新聞記者也留意到,自從北京冬奧會開幕以來,劉楷分享朋友圈内容的地點幾乎都是在首都體育館。不光是為中國健兒的表現呐喊助威,他不止一次表示,不論是哪個國家的運動員拿到金牌、打破世界紀錄,都是“對我們首都體育館制冰機房保障團隊辛苦的安慰!”

上遊新聞記者 裘晉奕