1月22日，科技日報(bào)記者從北京市重大項(xiàng)目辦獲悉，有“冰絲帶”之稱的北京2022年冬奧會國家速滑館已完成速滑滑冰賽道的首次制冰工作，正式具備了迎接測試賽的條件。

國家速滑館擁有亞洲最大的全冰面設(shè)計(jì)，面積達(dá)1.2萬平方米。值得注意的是，國家速滑館采用二氧化碳跨臨界直冷制冰系統(tǒng)，是全球首個(gè)采用二氧化碳跨臨界直接蒸發(fā)制冷的冬奧速滑場館。

1月19日，習(xí)近平總書記在考察國家跳臺滑雪中心時(shí)表示，中國冰雪運(yùn)動必須走科技創(chuàng)新之路。

科技日報(bào)記者了解到，二氧化碳制冰技術(shù)是國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)2019年批復(fù)啟動的“國家速滑館智慧場館建設(shè)和應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究與示范應(yīng)用”項(xiàng)目重點(diǎn)研發(fā)成果之一。場館的多功能超大冰面亞臨界、跨臨界多工況并行二氧化碳直接蒸發(fā)制冰集中式制冷系統(tǒng)，亞臨界、跨臨界多工況并行二氧化碳集中式制冷中壓回油系統(tǒng)等應(yīng)用均屬國際首次。

二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)的“中國方案”

國家速滑館是最早提出使用二氧化碳跨臨界直冷制冰系統(tǒng)的冬奧場館，也是技術(shù)最復(fù)雜、功能最多、制冰面積最大的二氧化碳跨臨界直冷制冰系統(tǒng)的冬奧場館。

二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)是當(dāng)前冬季運(yùn)動場館最先進(jìn)、最環(huán)保、最高效的制冰技術(shù)之一。據(jù)國家速滑館制冰系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人馬進(jìn)介紹，“冰絲帶”采用了環(huán)保性和安全性最佳的自然冷媒——二氧化碳制冷劑，其ODP（破壞臭氧層潛能值）為0，GWP（全球變暖潛能值）為1，并且無異味、不可燃、不助燃，是可持續(xù)性最好的冷媒之一。與傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)比，能效提升20%以上。

通過場館的智能能源管理系統(tǒng)，還能夠把制冰過程產(chǎn)生的廢熱用于除濕、冰面維護(hù)、場館生活熱水等。全冰面模式下每年僅制冷部分就能節(jié)省200多萬度電，相當(dāng)于約120萬棵樹實(shí)現(xiàn)的碳減排量，整個(gè)制冷系統(tǒng)的碳排放趨近于零。

經(jīng)理論分析，采用二氧化碳制冷，有把握實(shí)現(xiàn)冰表面溫差不超過0.5℃。由此，“冰絲帶”是一座真正的智慧場館、綠色場館。

為“最快的冰”筑牢基礎(chǔ)

冰面以下，同樣是技術(shù)的堅(jiān)實(shí)支撐。

國家速滑館的1.2萬平方米冰面，通過分模塊控制單元，可以根據(jù)不同項(xiàng)目分區(qū)域、分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制冰，既能滿足冬奧會速度滑冰比賽使用要求，還可以根據(jù)不同冰上項(xiàng)目對冰面的使用需求分區(qū)域制冰。

目前，工程設(shè)計(jì)和建設(shè)單位已經(jīng)在制冰系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì)、冰板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩個(gè)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)方案上取得實(shí)用新型專利。

據(jù)施工單位北京城建亞泰制冰聯(lián)合體負(fù)責(zé)人李燕敏介紹，制冰工藝管道設(shè)計(jì)壓力高，均采用無縫不銹鋼管，尤其是冰板內(nèi)的制冷排管采用了單根40—50米長的無縫不銹長鋼盤。

馬進(jìn)表示，這種人工冰場超長不銹鋼冷排管的應(yīng)用，是國際首次。

為了確保冰板制冰效果均勻，施工中要求嚴(yán)格控制管道的位置、標(biāo)高以及混凝土的表面平整度。他們引入第三方檢測團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行管道三維激光掃描及混凝土平整度慣導(dǎo)檢測，為項(xiàng)目施工提供了極大的校準(zhǔn)考核和保證。最終，17厘米的完整混凝土地面，水平高差控制在4毫米左右。

這些扎實(shí)的工作，為制作“最快的冰”打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

做可持續(xù)的冬奧場館

據(jù)悉，國家速滑館比賽區(qū)包括3條400米速度滑冰比賽道、一條速滑比賽練習(xí)道、一塊60×30米多功能冰場（短道速滑模式）、一塊61×31米多功能冰場（冰球與花樣滑冰模式）及一塊活動冰場，能同時(shí)滿足舉辦滑冰、冰壺、冰球等多項(xiàng)賽事以及大眾進(jìn)行冰上活動的多功能需求。

“冰絲帶”是北京2022冬奧會新建標(biāo)志性場館。冬奧會后，這里也有望成為以冰雪運(yùn)動為突出特色的新體育綜合體，可接待超過2000名市民開展各項(xiàng)冰上運(yùn)動。

北京國資公司黨委書記、董事長岳鵬表示，在習(xí)近平總書記關(guān)于冬奧籌辦的重要指示指引下，公司有序推進(jìn)鳥巢、水立方、冰絲帶三大冬奧場館的建設(shè)改造工作，踐行了“反復(fù)利用、綜合利用、持久利用”的中國經(jīng)驗(yàn)，為舉辦一屆精彩、非凡、卓越的冬奧盛會貢獻(xiàn)力量。