冬奥会冰场补冰是用的温水,而不是冰水,下面就来了解一下冰场补冰的一些常识。
冰场上,“冰”是极其重要的元素,人工冰场的制冷原理,其实和家用冰箱差不多。众所周知,水在0摄氏度以下可以凝结成固态的冰,因此人工冰场的实现离不开两个要素——水以及0摄氏度以下的冷源。冰场就像一个大水池,水池的水泥层中有密集的排管,当需要造冰的时候,把一定量的水注入水池,再用沸点为-334摄氏度的氨(NH3)作为制冷剂,将受压的液态氨输送到密集排管中汽化,吸收掉水泥层及水的热量,使池中的水凝结成冰层。然后压缩机将低温低压的气态氨,变成高温高压送进散热器,释放出热量重新变成常温的液态氨再次进入密集排管。如此一来,冰场便能维持低温使得冰层不融化。
从历届冬奥会的经验看,冰场制冰机主要采用氟利昂等人工合成制冷剂技术或者氨制冷技术,前者具有严重的温室效应问题,后者则具有安全隐患。北京冬奥会首次使用了以二氧化碳为制冷剂、冰面下直接蒸发的制冰机技术,不仅绿色低碳而且高效节能,为运动员们打造一个更为绿色环保且软硬度均匀稳定的优质冰面。
补冰用的是温水
花样滑冰的运动员做出许多高难度动作时,脚上的冰刀会在冰面划出各种图形,留下痕迹和裂缝。冰场需要维持冰面光滑,就需要保养和补冰。和很多朋友想象中不同,补冰的时候一般会采用40摄氏度至50摄氏度的温水,浇入冰场并冻结。这样做,是让冰的表面有所融化,然后慢慢降温,从而保证冰层完整平滑。如果用冰水容易影响冰的脆度,不利于比赛进行。工作人员在补冰花样滑冰虽然在室内,对气温的要求却很高,冰面需要保持低温坚硬。因此制冰的温度要达到-4摄氏度到-3摄氏度,如果制冰过冷,冰面容易碾崩,如果温度达不到要求会影响运动员做动作。
奥运会的历史上,从来没有用过“可拆卸装置”,而2022北京冬奥会将实现“水冰转换”,并且要将50米范围内的误差控制在2毫米以内。这是一项十分艰巨的任务,无论是在世界还是在国内都面临着巨大的挑战。那么充满智慧的中国人如何实现这一难题,下面来具体介绍:
一、首先要认真选取场地。这个项目能否成功在于场地的选取有的至关重要的联系。场地选定后,“水冰转换”工程便可以开展了,这个工程不是把水池直接冻成冰,而是涉及整个场馆的复杂的系统工程。首先需要放空池水,在泳池里建造可拆卸的钢结构,然后在钢结构上覆盖,混凝土板、保温层、防水层、制冰设备,来合力保障赛道符合比赛要求。而完成一次“水冰转换”大概需要整整三周时间。单有场地还不够,相比于原来的游泳场馆高温高湿的环境,冰壶比赛队环境的要求完全相反,需要低温低湿的环境。水立方变身冰立方需要从场地结构、温度、湿度、照明等多方向改变,这也是设计工程团队科研攻关的重点。冰立方还需要打造出符合冬奥冰壶赛事标准的转换基础、制冰系统、除湿系统、空调系统、体育照明系统和控制系统,这些都是这个项目非常重要的部分,必须十分重视。
二、水立方改造空腔通风系统,让空腔夹层的热空气向上流动并与室外空气循环,可降低空腔温度,“免费”为场馆降温,每年可降低综合能耗;本着奥运场馆“反复利用、综合利用、持久利用”的思路,水立方创新提出了“冰水转换”方案,通过建设可移动、可转换的冰场,让水上项目场馆实现冰上项目场馆的功能。应用“水蓄冷”方案,使用夜间较低电价制冷,存储在地下水箱白天释放到场馆,每年可减少夏季尖峰供电约十万千瓦时。这样做法,不仅节约了能源,而且十分创新新颖,值得提倡和学习。
三、冰水转换必须经得住考验。水立方首次完成“水冰转换”转换后的冰立方,成功举办了国际青少年冰壶赛。未来这座场馆可以自由在水冰之间切换,既可以承办冰壶比赛,也可以承办游泳和跳水等比赛。同时场馆还会围绕,冰雪体验、旅游和服务等主题进行升级。对于奥运场馆如何再利用的世界难题,水立方给出了一个不错的答案,它将会再次亮相2022年北京冬奥会,这也将给奥林匹克提供宝贵的“中国经验”。相信在众多科学家和工程师的努力,创新和艰苦攻关下,冰水转换将会在不久的将来成功完成。
是用二氧化碳制冰的。
冬奥会冰场的制冰过程是怎样的?为了迎接冬奥会的比赛,对其进行了大规模的改造和扩建,传承了绿色科技的理念,在原有设施的基础上增加了制冰功能。在博物馆里,将举行短道速滑和花样滑冰两大比赛。馆内的溜冰场可转换成多功能,以满足比赛需求。溜冰场的冰是利用世界上最先进的二氧化碳制冰技术制成的。
二氧化碳制冰技术是目前最先进的制冰方式这一次,二氧化碳技术是世界上最先进、最环保的技术。这样做出来的冰可以保持冰面温差在05度以内,同时热能的环保利用率也很高。据统计,它每年可以节省超过一百万千瓦时的电力,这充分体现了环保和绿色。与传统制冰方式相比,这种制冰方式制冷更均匀,还能提高节能30%,避免了传统制冰中不同部位的不同温度,能更快更有效地进行场地转换。
制冰有黑科技的加持与传统的内置式溜冰场相比,本届冬奥会还首次采用清洁低碳的二氧化碳跨临界直接冷却制冰技术,能效提高20%以上。冰壶对场地要求最高的项目,也需要专业的制冰机来完成。冰壶比赛的场地需要由制冰机在混凝土地面上人工制作。先均匀倒出硬度较高的第一层冰层,然后刷上颜料使冰场呈现纯白。冰壶赛道对分的准确性要求很高,踏板、底线、前场投掷线、中线等所有线路都不能有偏差,否则运动员和裁判在比赛过程中都会出现误判,这是一项非常精细的工作。一切结束后,赛道会补水。每层补一次需要三到四个小时,完全补好需要两到三天。最后会形成一个绝对平整的没有气泡和杂质的上层冰面。
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像短道速滑、冰球、花样滑冰等项目,选手比赛过程中会在冰面上留下不少划痕。为避免冰面磨损给运动员带来的影响,在比赛的间隙,会有工作人员提着“小桶小铲”进入赛场,他们的任务就是修复冰面。
工作人员会将冰水混合物置于冰面受损的地方,随后用小铲子一类的道具将其抹平。在冰面维护的过程中,也会使用专业的浇冰车。浇冰车会通过车尾部的洒水管向冰面均匀浇水,由于冰面下的冷却循环系统,水会与冰面相融合,填补缺损,使冰面恢复平整。
比如日前在“冰丝带”国家速滑馆进行速度滑冰男子1500米比赛中,在大约一半选手出场后,比赛便进入暂停时段。三辆浇冰车驶上冰面,在清扫冰面碎渣的同时,细致地对冰面进行修复,使被损耗的冰面恢复如初。而比赛恢复进行后不久,两位选手便接连打破奥运纪录。
不仅如此,制冰师还需要不停地检测冰的厚度,对应地去修复冰场的平整度,受损严重的,可能需要化了重新冻。
冰上项目的发展
大约在公元1250年,荷兰人发明了铁制冰刀。因为这种冰刀比兽骨绑在鞋上滑行快很多,所以很快盛行于荷兰和欧洲的其他国家。
随着社会的发展和人们文化生活水平的不断提高,冰上运动从娱乐到竞技不断发展而形成了项目繁多的现代冰上运动,而且各项目的规则日趋完善,技术也愈加完美。目前,速度滑冰、短道速度滑冰、花样滑冰、冰球和冰壶已被列为冬奥会项目。
以上内容参考 中新网-比赛间隙,拿着“小桶”的人在做什么?
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