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科技专家合力 冬奥场馆由“水立方”变“冰立方”(3)

2021-01-04 11:24

来源:互联网

作者:WB11

  冰壶被称为“咆哮的运动”,冰壶运动员比赛不带扩音设备,全靠喊,对于场馆的声音环境要求很高,为此,团队已经进行5次模拟噪声实验,以求达到1.8秒混响效果。

  科技专家合力破“冰”

  2019年,科技部联合北京市、河北省及北京冬奥组委,会同教育部、工信部、国家体育总局等部门成立“科技冬奥”领导小组,统筹设计科技冬奥重点任务,为北京冬奥会和冬残奥会提供科技支撑。

  清华大学、哈尔滨工业大学、同济大学、中建一局、商汤科技等,以及志愿加入的东北农业大学在内的国内顶尖科研力量集结起来,在科技部部署下,致力于在冰的内部性能和外部影响研究上寻求突破。

  他们中,有人本身研究极地冰川,有人研究海洋冰对钻井平台的影响,有人专攻热—力学、研究低温空调,都属运动冰研究的“擦边球”。

  某种程度上,他们在为国内运动冰研究“开山辟路”。

  在杨奇勇看来,这固然是出于场馆建设需要,却延伸出更悠远的价值。

  冰壶运动作为舶来品,最初是在奥运争光战略下,因其较适合亚洲人参与,为了扩大中国冰雪项目的夺金面而引进的。十几年来,高潮有之,平谷更多。由于国内并没有对冰进行过系统研究,也就没有人给运动员提供基础而必要的冰面信息。在世界顶级比赛中,冰面的微妙变化将影响关键时刻战术选择,而中国运动员在“读冰”方面能力薄弱。

  相比而言,老牌强队积累了很多历史经验,能通过读取冰面做出更好判断。国内运动员却因为研究信息的匮乏望尘莫及。

  通过对冰研究的拓荒,一方面解决标准不齐、冰面不完美的问题,一方面也可以积累数据和经验。“如果运动员可以知道一场比赛打到第五局时冰面可能发生了什么变化,他一定可以在脑中庞大的计算体系中选择一个更优的战略战术。”杨奇勇说,“我们下了巨大的功夫做研究,转身把数据给他们,就成了竞赛的‘帮手’。”

  此外,高水平制冰师这个国内鲜见的职业也能在这个过程中成长起来,为中国未来的制冰工作提供“工作范本”。

  用“智慧大脑”指挥转换

  2019年底,水立方第一次圆满完成“水冰转换”,耗时近60天。2020年12月,第二次“水冰转换”的结构搭建顺利完成,仅用十几天,达到“科技冬奥”重点专项的既定目标。

  大大加速的“水变冰”背后,是智能化改造的加持。

  据了解,第二次转换搭建了由2600根薄壁H形钢和1570块轻质混凝土预制板组成的转换结构,每根(块)钢梁和混凝土预制板都有自己的“数字身份”,在转换施工中,可以精准高效地将每个构件复位。在施工过程中,通过运动捕捉技术与施工测量技术相结合,极大提高了安装精度。

  “冰壶赛道对平整度要求极高。去年给混凝土板调平时,工人每调平1块板,就涉及周边8块板,测量非常耗时。现在配备10台高精度传感仪实时反映高差变化,调平一次性到位。”杨奇勇说,这项技术还会更成熟,“水冰转换”还能提效。

  传统场馆变“聪明”

  变化不只发生在泳池内,水立方转成冰立方,传统场馆也转成一座真正意义上的智能场馆。

  杨奇勇说,“水冰转换”要求场馆后台机器设备、控制系统都有能力随场馆功能需求转换,期间还要承办商业活动。这给场馆设备智能化水平,甚至物业管理水平带来巨大挑战。

  为保障“冰立方”的室内环境条件符合冰壶比赛的要求,场馆设置了由4000多个传感器领衔的楼宇设备管理系统,可以监测和控制场馆内的温度、湿度、PM2.5浓度等的变化。在这套系统的精准调控下,冰壶赛道冰面温度达到零下8.5摄氏度的要求,冰面上1.5米高处温度始终保持在10摄氏度,看台观众区温度则恒定在16至18摄氏度,真正做到“同室不同天”。

  在环绕冰场的观众台下方,可以看到直径1米的蓝色长条“布袋”。这种“布风管”是一个除湿送风系统,除湿系统处理完的低温低湿空气经过它,被均匀地吹送到场地上空。

  场馆的地下,藏着一间60平方米的控制室,墙上大屏就是水立方智能建筑运维管理平台,实时显示制冰系统、除湿系统、能源系统、票务系统等的运行情况,对场馆各设备系统实行智能调控。可视化的能源管控还能有效控制场馆能耗和碳排放。

  时玉桥说,等到冬奥会时,观众还可以通过人脸识别出入场馆,通过新设的四块智能导览屏顺畅穿行。

  “我们不是在赌博”

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