中国大力发展冰雪运动,场馆绿色环保可持续问题不可回避。国家速滑馆冰面面积近1.2万平方米,制冰会产生大量能耗,应用何种技术制冰成为各方关切的焦点。
北京国家速滑馆公司临时办公地一间大约50平方米的会议室里,留下了十多位院士、国内行业协会顶尖专家、建设代表反复论证制冰技术方案的身影。在与北京冬奥组委、国际奥委会制冰专家的讨论中,国家速滑馆建设方最早提出采用二氧化碳跨临界直冷制冰技术。
“国际单项体育组织专家曾说,国家速滑馆使用国际惯用的环保制冰技术就能达到冬奥比赛标准。但经过18个月摸索,中方团队把历届冬奥会速滑馆制冷系统资料翻了个遍,对世界所有制冷剂优劣特点逐一分析,最终拿出了更先进的制冰技术。”宋家峰说。
国家速滑馆制冰系统设计负责人马进说:“中国二氧化碳亚临界直冷制冰技术已经处于世界先进水平,为什么不能把二氧化碳跨临界制冰技术运用到国家速滑馆?事实证明,这条新路线不仅走得通,而且走得更远。”
在创新的背后,环保考量是最重要的因素。据宋家峰介绍,使用相同数量的传统制冷剂的碳排放量,是二氧化碳制冷剂的3985倍。二氧化碳制冷剂ODP(破坏臭氧层潜能值)为0,GWP(全球变暖潜能值)仅为1。二氧化碳制冷产生的余热回收后,可以提供70摄氏度热水用于生活热水和除湿再生等用途。将来,在“冰丝带”全冰面运行的情况下,一年可节约大约200万度电。
场馆首次制冰成功后,宋家峰更有底气。“我其实也挺自豪的,我们这个近1.2万平方米的冰板下面有将近130公里的冰盘管。现在我们检测完速度滑冰的冰盘管,没有发现一处堵的。”宋家峰微笑着说。
2008年,北京按照国际标准为全世界奉献了一届无与伦比的奥运会。13年后的今天,中国综合国力和科技实力又有了显著提升。在筹办北京冬奥会的过程中,我们为世界奥林匹克运动贡献了很多“中国方案”。“冰丝带”在设计理念、技术工艺、材料选取、施工技法等方面实现了多项创新突破,也是“中国方案”的集中体现:单层双向正交马鞍形索网屋面实现了国产高钒密闭索在国内国家级大型场馆中的首次大规模应用;由3360块曲面玻璃单元拼装而成的高工艺曲面玻璃幕墙系统打造出象征速滑运动员高速滑动的“丝带”造型;二氧化碳跨临界直冷制冰技术制作出近1.2万平方米的亚洲最大全冰面……
不过,这些“中国方案”的实现并非一帆风顺。
2018年1月,当李久林提出在国家速滑馆索网施工中应用国产高钒密闭索时,外界曾出现不同声音和意见。在一些人士看来,使用国产高钒密闭索风险大且非必要:国产高钒密闭索从未在建筑领域应用过,更何况是要应用到国家速滑馆这一重大工程中。建设“冰丝带”本可选择购买进口索这一捷径,项目团队却选择了一条“自找麻烦”的坎坷路。
然而,李久林所看重的,是坎坷背后的“新天地”。此前,国内工程建设应用的高钒密闭索长期依赖进口。沿用国外技术风险低且压力小,但进口索价格居高不下,还会因加工、通关等导致供货时间不可控,可能受制于人。
在推动高端材料国产化情怀驱使下,李久林和团队拿出当年攻克“鸟巢”国产Q460钢时的气魄和劲头,把国内能够生产高钒密闭索的顶级厂家全部考察了个遍。团队联合厂家进行技术攻关,仅用3个月便突破核心瓶颈。通过聘请独立第三方检验机构对钢索加工每道工序进行平行检验,国产索安全性、可靠性得到验证。
从2018年10月21日第一车高钒密闭索运入施工现场,到2019年3月19日索网张拉完成,国产高钒密闭索在国内国家级大型场馆中首次成功应用。技术前进一小步,行业跨越一大步。三亚亚沙会主体育场等国内各大工程纷纷“效仿”速滑馆应用国产高钒密闭索,打破高钒密闭索国际市场垄断,进口索价格开始下降,国内高端材料行业跨步发展。
大大小小的科技创新,在“冰丝带”里处处可见。比如,馆内每一块预制看台板的尺寸都不相同,所需安装的位置也是唯一的。因此,工厂生产出来时,每一块预制看台板端头都添加了一个二维码。工人只要扫一下二维码,重量、尺寸、吊装位置、生产日期等所有信息一目了然。
“当年‘鸟巢’的预制看台板是以直代曲,弧形部分都是通过一段一段的直线看台板拼出来的,像这样一次成型的弧形预制看台板是首次在国内采用。”李久林说。
“冰丝带”,是当下先进理念、技术、材料、工艺的一个集合展台。它宛如一颗晶莹的水滴,折射出当今中国的科技能量和蓬勃活力。
开放办奥打造“最快的冰”