“水立方”如何變身“冰立方”？

2022年冬奧會期間，國家游泳中心“水立方”將變身“冰立方”，在泳池上搭建可拆裝的冰壺賽道，承接冰壺比賽專案。

冰壺運動對冰面質量、場地環境及賽場保障有嚴苛的要求。國家游泳中心聯合哈爾濱工業大學等組建科研團隊，按照“水冰轉換，雙輪驅動”的策略，開展了結構、溫度、溼度、照明、聲學等方面的攻關和改造，實現了“冰場-泳池”複合型“雙奧場館”。

“最快可以10至20天完成裝配式冰場結構的安裝。”2015年以來，經過6年多的科研攻關與現場測試，哈爾濱工業大學土木工程學院教授張文元團隊創造性地提出了冰水轉換賽場的結構方案、設計詳圖、效能指標和評價體系。

2021年4月6日運動員在冰壺專案測試活動中 新華社記者 彭子洋 攝

張文元介紹，“水立方”變身“冰立方”分為“三步走”：首先是設計結構方案，實現在游泳池裡“蓋房子”；其次，將設計好的鋼架構快速搭建起來，避免對泳池的損傷；最後，再將冰面快速精細調平。

“冰壺是比較‘嬌氣’的運動，任何微小的振動都會影響冰壺的執行軌跡。”為了保障新結構在比賽中的可靠性，哈爾濱工業大學土木工程學院副教授丁勇帶領團隊設計了結構安全健康監測系統，採用全面感知、智慧控制等手段，實現對冰面影響因素的全過程監控。

這個系統可以實時觀測冰面結構的加速度、位移、應變、傾角等詳細情況，並將資料實時傳導到計算機監測系統中，方便第一時間掌握變化情況。

目前，“冰立方”結構自振頻率不低於20赫茲，經過試驗不會影響冰壺的運動，已在2019年全國青少年冰壺公開賽等多項賽事中成功應用。

張文元說，依託國家重點研發計劃“科技冬奧”專項課題，團隊已獲得國家發明和實用新型專利14項，發表相關論文10餘篇。

冰在陽光照射下容易融化，因此“水立方”半透明式的房頂，需要拉上一層可移動的窗簾。哈爾濱工業大學建築學院教授陸詩亮說，為了找到合適的材料，團隊反覆模擬、實地試驗，最終選擇一種厚約0。26毫米的膜材材料，能夠有效將游泳館的高溫高溼環境變成冰壺場的低溫低溼環境，並降低熱輻射對製冰系統運轉的負荷。

值得一提的是，這層膜並非一張平整的大網，而是由幾百塊“小窗戶”組成的。“‘水立方’的外觀是水泡形結構的，設計時就臨摹出每個水泡，給每塊水泡的膜裝上小邊框，再完好地覆蓋在上面，既美觀，又精準。”陸詩亮說。

未來，國家游泳中心既可以舉辦國際級別的游泳賽事，也能夠舉辦大型冰上賽事，還可以舉辦多種大眾冰水娛樂活動，真正實現了“水立方”“冰立方”雙輪驅動。

（新華社

記者楊思琪

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