綠色、可持續(xù)是北京冬奧會(huì)籌辦工作的主旋律。北京冬奧倒計(jì)時(shí)已不足20天，一些與北京冬奧會(huì)相關(guān)的創(chuàng)新技術(shù)不斷被媒體披露，其中“水立方”變身“冰立方”、太陽(yáng)能綠色建筑木質(zhì)模型等綠色低碳技術(shù)尤為引人關(guān)注。2019年6月，北京冬奧組委正式對(duì)外發(fā)布《北京2022年冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)低碳管理工作方案》，與各方緊密合作，共同推進(jìn)實(shí)施低碳場(chǎng)館、清潔能源等措施，努力實(shí)現(xiàn)冬奧碳中和，讓綠色成為北京冬奧最美的底色。

　　專(zhuān)利讓場(chǎng)館華麗變身

　　國(guó)家游泳中心（即“水立方”）在2008年北京奧運(yùn)會(huì)上閃亮登場(chǎng)。如今，“水立方”變身“冰立方”，再一次驚艷世人，成為世界首個(gè)實(shí)現(xiàn)“水冰轉(zhuǎn)換”的“雙奧”場(chǎng)館。

　　北京2022年冬奧會(huì)期間，“冰立方”將承接冰壺和輪椅冰壺等比賽項(xiàng)目，需要在泳池上架設(shè)冰壺賽道，完成擁有4條標(biāo)準(zhǔn)賽道的冰壺場(chǎng)地。這在冬奧會(huì)歷史上尚屬首次，難度之大可見(jiàn)一斑。116天、35個(gè)施工方案、35次試驗(yàn)、485張?jiān)O(shè)計(jì)圖……談起水冰轉(zhuǎn)換的過(guò)程，中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司冰立方項(xiàng)目總工程師孫德遠(yuǎn)用一組數(shù)字記錄了創(chuàng)新的過(guò)程。

　　在建設(shè)過(guò)程中，孫德遠(yuǎn)團(tuán)隊(duì)運(yùn)用了“可周轉(zhuǎn)輕質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)及混凝土預(yù)制板結(jié)構(gòu)體系及其施工方法”“一種可兼做靜壓箱的架高地板及其施工方法”等多件發(fā)明專(zhuān)利，采用輕量模塊化的鋼構(gòu)件，簡(jiǎn)化了安裝結(jié)構(gòu)點(diǎn)，支撐結(jié)構(gòu)可進(jìn)行多次組裝與拆除，滿(mǎn)足了輕量，穩(wěn)定，變形小，冰面無(wú)開(kāi)裂的搭設(shè)要求，減少了固體廢棄物污染。而在回收制冰排管時(shí)，發(fā)明專(zhuān)利“一種電動(dòng)可移動(dòng)冰排管回收工作臺(tái)及施工方法”的運(yùn)用則可快速、安全、無(wú)損件地將約3.4萬(wàn)米制冰排管逐個(gè)回收，避免了載冷劑損耗。

　　為保障冰面的恒溫恒濕，團(tuán)隊(duì)研發(fā)并擁有“一種送風(fēng)體系及其施工方法”等發(fā)明專(zhuān)利，將低速、均勻性良好的干冷空氣，通過(guò)新式送風(fēng)體系送至冰面區(qū)域，保障了冰上項(xiàng)目低溫低濕的環(huán)境要求，減少了生產(chǎn)、運(yùn)輸過(guò)程中能源消耗與空氣污染。

　　此外，對(duì)于場(chǎng)館內(nèi)不同區(qū)域的溫度問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用了冰場(chǎng)環(huán)境智慧調(diào)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)高大空間溫度的分區(qū)調(diào)控。目前，冰壺場(chǎng)館比賽大廳、冰壺賽道冰面溫度達(dá)到-8.5℃，冰面以上1.5米處溫度保持在10℃，看臺(tái)溫度16℃至18℃，既滿(mǎn)足了冰壺比賽環(huán)境的需要，又為觀眾營(yíng)造了舒適的觀賽環(huán)境。“目前，團(tuán)隊(duì)已順利完成三次‘水冰’轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間已由最初60天縮短至如今的20天，這是巨大的進(jìn)步。”孫德遠(yuǎn)表示，團(tuán)隊(duì)后續(xù)將全力保障北京冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)。

　　冰板打造可移動(dòng)冰場(chǎng)

　　為了讓更多的人參與冰雪運(yùn)動(dòng)，“科技冬奧”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)“冰雪運(yùn)動(dòng)推廣普及關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)及示范”項(xiàng)目日前正如火如荼地開(kāi)展。北京理工大學(xué)承擔(dān)了項(xiàng)目中“移動(dòng)式可拆裝人工制冷冰場(chǎng)的關(guān)鍵技術(shù)”工作。

　　“我們與華熙冰雪體育管理（北京）有限公司聯(lián)合研制科技冬奧主題‘環(huán)保、智慧移動(dòng)冰場(chǎng)’，整個(gè)移動(dòng)冰場(chǎng)拆卸用時(shí)少于46小時(shí)，使用壽命超過(guò)10年，冰場(chǎng)回收再利用率達(dá)到98%以上，適用于速度滑冰等5種以上冰上運(yùn)動(dòng)。”北京理工大學(xué)宇航學(xué)院教授朱睿介紹，該冰場(chǎng)采用國(guó)際領(lǐng)先的二氧化碳跨臨界制冰技術(shù)，是國(guó)內(nèi)首個(gè)實(shí)現(xiàn)全流程國(guó)產(chǎn)化的環(huán)保、快速移動(dòng)冰場(chǎng)。

　　此外，該團(tuán)隊(duì)在冰場(chǎng)環(huán)保科技相關(guān)的減振降噪方面擁有諸多獨(dú)創(chuàng)技術(shù)，擁有“一種六自由度地面振動(dòng)隔離系統(tǒng)”等多件專(zhuān)利，并提交了“減振控制裝置及應(yīng)用其的減振系統(tǒng)”等專(zhuān)利申請(qǐng)。值得一提的是，該團(tuán)隊(duì)運(yùn)用相關(guān)專(zhuān)利制造了多塊1米×6米的冰板，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求，進(jìn)行60米×26米（冬奧冰球標(biāo)準(zhǔn)）、1200平方米（冰壺競(jìng)賽場(chǎng)地）等多個(gè)尺寸場(chǎng)景的隨意轉(zhuǎn)換，滿(mǎn)足了不同冰上運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目及大眾活動(dòng)的需要。

　　“冰板雖小，內(nèi)有乾坤。通過(guò)它們可以對(duì)冰場(chǎng)實(shí)施全時(shí)全方位監(jiān)控與智慧管理。”朱睿表示，團(tuán)隊(duì)在冰板內(nèi)部配置了溫度、濕度等傳感器裝置，研發(fā)出國(guó)內(nèi)首個(gè)智能全時(shí)冰場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合了熱傳導(dǎo)仿真方法，可以有效地進(jìn)行冰面溫度管理，以保證運(yùn)動(dòng)員及大眾穩(wěn)定、安全地使用冰面。

　　光伏板打造“零能耗建筑”

　　2021年6月，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)與波蘭克拉科夫AGH科技大學(xué)聯(lián)合代表隊(duì)設(shè)計(jì)“零能耗建筑”——太陽(yáng)能綠色建筑木質(zhì)模型，正式入選2021中國(guó)國(guó)際太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽的決賽圈。作為張家口國(guó)家級(jí)可再生能源示范區(qū)應(yīng)用技術(shù)產(chǎn)業(yè)園的重要組成部分，該建筑于2021年9月已建造完成，即將服務(wù)北京冬奧。

　　“該建筑利用太陽(yáng)能光伏板與太陽(yáng)能集熱器等設(shè)備，產(chǎn)生電能和熱能，實(shí)現(xiàn)能源自給自足。”中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教授陳寧介紹，團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用模塊化建造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑的快速建造；利用管式集熱器進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部溫度適宜，還可滿(mǎn)足洗浴等需求，在能源系統(tǒng)創(chuàng)新上取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)圍繞相關(guān)技術(shù)提交了“一種自鎖式的模塊化鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)”等多件專(zhuān)利申請(qǐng)。

　　張家口張北地區(qū)冬季可能出現(xiàn)-40℃的極寒天氣，能源系統(tǒng)冬季的供暖設(shè)計(jì)是團(tuán)隊(duì)面臨的一大挑戰(zhàn)。為此，團(tuán)隊(duì)提出了集熱器跨季節(jié)補(bǔ)熱方案，將太陽(yáng)能光熱與地埋管跨季節(jié)儲(chǔ)能相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)將夏季太陽(yáng)的熱量?jī)?chǔ)存到冬季使用。

　　此外，團(tuán)隊(duì)還在建筑的中庭空間利用上進(jìn)行探索，應(yīng)用了景觀、水處理、加濕一體化等技術(shù)，將建筑結(jié)構(gòu)、景觀、能源、給排水有機(jī)結(jié)合在一起，既節(jié)省了空間又美化了環(huán)境。陳寧表示，未來(lái)，團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)在太陽(yáng)能利用、存儲(chǔ)、建筑與環(huán)境等領(lǐng)域進(jìn)行探索，形成更多的創(chuàng)新成果，為低碳冬奧貢獻(xiàn)力量。