“水立方”变“冰立方”，也就“亿点点”改动吧

北京即将成为历史上第一个举办了夏、冬两季奥运会的“双奥之城”。你知道吗？北京还将拥有一座“双奥场馆”，它就是在本届冬奥会中作为冰壶比赛场地的“冰立方”。“冰立方”是由2008年奥运会作为跳水和游泳比赛场地的“水立方”改造而成。听起来虽然只有“一点点”的改动，实则行之不易。

“冰立方”作为冬奥会冰壶比赛场地 图片来源：北京建院

冰壶场地的严苛

在许多人的想象里，从水到冰的转化，就是把水冻成大冰块就行了。加上冰壶比赛看上去远不如速滑或冰球等比赛激烈，很容易让我们产生冰壶场地很容易搭建的错觉。

现实却恰恰相反，在所有冬季运动的冰面制作中，冰壶场地是公认的对冰面质量要求极高的运动项目。除了对冰面光滑度和平整度的要求，对整体环境中的各个因素，例如温湿度、照明、声音传播、空气流动等都具有很高的要求。在高水平角逐的奥运赛场上，冰壶冰面1摄氏度的温差或者是1毫米的平整度偏差，都会对冰壶的走向和运动员的发挥造成影响，让比赛产生争议。

冰壶在冰面滑行 图片来源：bjcac

为了保证比赛顺利进行，在最初的改造方案中，只得在水立方的游泳池内搭设钢架，再通过浇铸混凝土加制冷管道，形成“永久”的冰面系统。简单地说，就是把泳池填平。但若以这样的方式进行改造，水立方在2008年的那些“水的记忆”也就一起被填埋了。而在冬奥会结束后，冬去春来，冰面也不可能一直保持竞赛的状态，付出高昂改造成本的冰壶场地很可能成为一次性用品。

中国方案实现“水冰转换”

那么能否既留住水池又增加冰面呢？让“水立方”到“冰立方”成为可逆的转换？这个想法是奥运历史上前所未有的，因为历届冬奥会的冰壶赛场都是在永久砼冰板上制冰，“其难度可想而知。

为了符合比赛场地的严格要求，我国的工程师和科学家们在在通过多次的实验之后，最终发现了一种可行性最高的方案。以钢框架结构+预制砼板作为场地基层，加之由上到下7层不同结构组成的支撑体系，取代水泥灌入池中，这样水池则得以保留下来。

钢框架结构+预制砼板作为场地基层 图片来源：北京建院

7层结构就是支撑冰壶赛道并实现“水冰转换”的关键所在，7层结构中，钢结构位于最下方，然后依次是混凝土层，砂层，防水层，保温层，PDE滑动层，灌注150mm抗冻钢筋混凝土层后，在5厘米的可移动制冰排管及蜂窝支架之上，才是冰壶场地上的我们能看到的冰层。

由上到下7层不同结构组成的支撑体系及最上层的冰面 图片来源：北京建院

这层层叠加的结构，每一步都不容闪失。最底层的2600根钢架，每一根都进行了毫米级的微调，才使得最上面的冰层可以满足冰壶场地每平方米赛道在承受150公斤重量的情况下，冰面变形不能超过1毫米的苛刻要求。

工作人员在层层铺设支撑体系 图片来源：news.bjd

在我们看不到的的赛道基层，工程师们选取设置了24个监测点，可供实时监测采集数据，以确保赛场的冰面质量。这样的设计还贯彻了“可持续发展”的理念，在钢架上铺设预置的混凝土板层，用时搭制，不用拆除，这就实现了场馆冰与水间的自由转换。2019年12月，“水立方”首次实现“水冰转换”，中国方案获得成功。

科技力量支撑“水冰转换”

冰面的问题解决了，整个场馆的环境还有许多需要改进的地方。游泳池本应是高温高湿的环境，而冰场则正相反，为低温干燥环境。为了让“冰立方”符合冰壶比赛的要求，工作人员要做的可不仅仅是制冰，整个环境都必须做出相应的调整。

“冰立方”作为冰壶场地时，现场需要有三种不同的温度：冰面温度（零下8.5度）、冰面以上1.5米高度温度（10度）、看台温度（16-18度）。每层的温度控制要求精度较高，为此“冰立方”升级了智能建筑管理系统，对冰场温度与空气湿度实时监测，以确保赛场的冰面质量。

“水立方”原本最著名的“水泡泡”和“水分子”外墙，形体轻盈标致，且透光性强，但对于冰面来说，北京热情的阳光并不友好。因此，工程师们在“水泡泡”外墙膜结构下加覆了一层PVC膜，辅以避光的作用，等夏天一到需要改回水池的时候，这层膜还可以移除，恢复原来的效果。

对“水立方”外墙进行改 图片来源：北京建院

改造后的智能建筑管理系统，一共设置了4000多个传感器，可以监测场馆内的温度、湿度、PM2.5浓度等环境因素，以保障“冰立方”的室内环境符合冰壶比赛的要求。

冰立方渗透绿色理念

2008年时，我们的奥运会着力在打造地标性建筑，而如今考虑更多的是面向未来的可持续策略，重心放在对环境和未来的关注上。

此次“水立方”改造过程中，应用了一种名为建筑信息模型（BIM）技术，它可以结合云计算、物联网、移动通讯等信息化技术和设备，实现可视化交底、提高施工的质量、效率、成本等项目管理的全要素智慧建造，打造绿色、智慧、科学、节约的精品工程。

北京冬奥会冰立方项目BIM智慧生产应用汇报 图片来源：christmasfamily

场馆的改造均按照绿色建筑二星标准执行，新升级的智能建筑管理系统，包括实时监测、控制冰场温度及空气温湿度、增加膜结构空腔自然通风、夏季开启自然通风降温、冬季蓄能降低场馆热耗等等。

不久的将来，全球的目光将聚焦于“冰立方”等场馆，在这里，运动员们将用速度与激情去挑战极限，期待北京冬奥会取得圆满成功。