“冰絲帶”設(shè)計總負責人鄭方：造“最快的冰” 排“最少的碳”

□ 《民生周刊》記者 崔靖芳 劉燁燁 朱浩銓

破紀錄了！

又破紀錄了！

北京冬奧會自拉開序幕，奧運紀錄不斷在國家速滑館“冰絲帶”被打破。2月11日，“冰絲帶”迎來首個世界紀錄—速度滑冰男子10000米比賽，12分30秒74，來自瑞典選手范德波爾。隨后，2月12日，中國選手高亭宇獲得速滑男子500米金牌，并打破奧運會紀錄。

作為北京冬奧會唯一新建的冰上競賽場館，“冰絲帶”就像一位隱士，默默助力運動員刷新個人最好賽績。“非常絲滑”“最快的冰”，不少世界速滑名將這樣公開稱贊“冰絲帶”，速度與激情每天都在這里上演。

“冬奧會開賽以來，‘冰絲帶’產(chǎn)生的幾乎每一枚金牌成績都打破了奧運紀錄！”國家速滑館設(shè)計總負責人、北京市建筑設(shè)計研究院副總建筑師鄭方激動地對《民生周刊》記者說。

鄭方

“最快的冰”二氧化碳的奇妙之旅

時間回到2月5日，女子3000米速度滑冰在“冰絲帶”率先開賽。荷蘭選手伊雷妮·斯豪滕奪得速滑首金，打破塵封20年的冬奧會紀錄。鄭方在場館內(nèi)見證了這歷史性的一刻。

平原冰場鮮有新紀錄誕生。“冰絲帶”場館冰面面積達1.2萬平方米，是目前亞洲最大的冰面，經(jīng)此一戰(zhàn)，它名副其實成為“最快的冰”。

“我們在設(shè)計中一直堅持融入反復(fù)利用、綜合利用、持久利用的綠色理念，采用目前世界上最先進、最環(huán)保、最節(jié)能的制冰技術(shù)。”鄭方說。

二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)，就是鄭方說的最先進的制冰技術(shù)。“溫差越小，冰面越均勻。冰就是一座滑冰場的生命，這項技術(shù)可以將冰面溫差控制在0.5℃以內(nèi)，冰場基礎(chǔ)表面平整誤差不超過5毫米。冰面硬度均勻，運動員可以自由‘翱翔’。”

“冰絲帶”是全球首個使用該制冷技術(shù)的速度滑冰比賽場館，這也是冬奧會歷史上，首次實現(xiàn)替代氟利昂制冰，碳排放接近于零，中國寫下了奧運史上又一項第一。

二氧化碳不是溫室氣體嗎？它在“冰絲帶”經(jīng)歷了一場怎樣的綠色環(huán)保之旅？

首先，冷卻場館的二氧化碳收集自工業(yè)廢氣。相比于用傳統(tǒng)制冰技術(shù)，它每年可節(jié)省200多萬度電。其次，制冰過程中產(chǎn)生的余熱，80%都能回收循環(huán)，用于場館的除濕和供熱等。“因為是直冷，沒有換熱過程，所以制冰效率比普通方式提升20%～30%。此外，賽后熱交換效率也更高，可以給場館提供生活熱水，進一步節(jié)能。”

“除了制冰系統(tǒng)，‘最快的冰’還需要場館室內(nèi)環(huán)境保障。‘冰絲帶’有上萬個傳感器，對于冰面上的空氣、溫度、濕度、風速、空氣質(zhì)量、設(shè)備運行等指標可以做到精確控制。比賽大廳屋頂?shù)牡洼椛淠げ模档土宋蓓敽捅娴妮椛鋼Q熱，保證冰面質(zhì)量更均勻。綠色低碳，是我們設(shè)計和建造場館過程的核心目標。”鄭方說。

綠色低碳的種子早早種下，正悄然生根發(fā)芽。

“大道至簡”低碳的影子隨處可見

國家速滑館外墻，曲面靈動飄逸的22條“冰絲帶”代表著北京2022年冬奧會的年份。“冰絲帶”的靈感，源于運動員在冰上劃過的一道道美麗痕跡，冰與速度在這里結(jié)合。“大道至簡，簡潔、好看”，這是鄭方對建筑美的一種設(shè)計標準。

“冰絲帶”屋頂外圈安裝了太陽能發(fā)電系統(tǒng)，由1.2萬塊寶石藍色的光伏發(fā)電玻璃拼接而成，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機容量為300kWp，相當于近200個家庭的年用電量。

“新技術(shù)也可以是美的，這就是我們建筑師的工作。”鄭方說，“冰絲帶”外圍的光伏板，就像融化的雪花一樣，“這是我們?yōu)椤z帶’量身定制的光伏系統(tǒng)，它不僅展現(xiàn)了冰的魅力，還兼具高效的發(fā)電性能。”

秀外慧中，綠色、低碳的影子在這個場館里隨處可見。

“‘冰絲帶’的比賽大廳就像一個冰箱，要把容積做得小些，才能省電。”鄭方說，為了減少比賽大廳的容積，降低空調(diào)、除濕等負荷，“冰絲帶”的屋頂是向下彎曲的拋物面，冰上的空間就可以更小。屋頂呈現(xiàn)兩邊高、中間向下彎的形狀，像一片薯片。

就這樣，全球體育館中跨度最大的單層雙向正交馬鞍形索網(wǎng)結(jié)構(gòu)誕生了。巨大跨度屋面，長198米，寬124米，沒有一個支撐支柱，用鋼量僅為傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)屋面的四分之一。

輕盈的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)、先進的制冷工藝、緊湊的空間、自然通風采光、節(jié)能運行的機電系統(tǒng)設(shè)計，一個極具科技含量的“可持續(xù)”體系應(yīng)運而生，服務(wù)冬奧。

“‘冰絲帶’冰面采用分模塊控制單元，可以將冰面劃分為若干區(qū)域，根據(jù)不同項目分區(qū)域、分標準進行制冰。平時可接待超過2000 位市民同時開展冰球、速度滑冰、花樣滑冰、冰壺等所有冰上運動。”鄭方說，冬奧會閉幕后，這座場館的“冰絲帶”將繼續(xù)飛舞，用于滿足廣大群眾健身需求。

“綠色辦奧”北京冬奧將實現(xiàn)碳中和

從冰場的二氧化碳制冷到100%使用綠色電力的場館，北京正在辦一屆“綠色”冬奧會。

北京冬奧會測算溫室氣體排放主要涵蓋賽事籌辦過程、場館和交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及觀眾三類活動。據(jù)2022年1月北京冬奧組委發(fā)布的報告《可持續(xù)·向未來—北京冬奧會可持續(xù)發(fā)展報告（賽前）》估算，溫室氣體基準線排放量為130.6萬噸二氧化碳當量。“這其中我們場館的新建和改造部分，碳排放占比就超過了三分之一。”鄭方說，“所以我們在設(shè)計過程中，低碳是一個核心目標。”

在鄭方看來，低碳場館是我們的主動選擇，北京冬奧是我們未來低碳社會的樣板，“從現(xiàn)在開始，低碳的理念會滲透到我的設(shè)計里、我們的工作里，它將成為我們的生活方式。”

北京冬奧組委在申辦時就曾承諾：北京冬奧會所產(chǎn)生的碳排放將全部實現(xiàn)中和。籌辦6年多來，北京冬奧組委通過低碳場館、低碳能源、低碳交通、低碳辦公等措施，最大程度減少碳排放，同時采取林業(yè)碳匯、企業(yè)捐贈等方式實現(xiàn)碳補償，保障了北京冬奧會碳中和目標的順利實現(xiàn)。

“冬奧場館的設(shè)計體現(xiàn)新時代我們面對環(huán)境問題的態(tài)度。要用最小的代價，支持我們文化里最精華的活動。”鄭方認為，“冰絲帶”正為我們的低碳未來，描繪了一個示范樣本。