“帶動三億人參與冰雪運動”的北京冬奧會正進行得如火如荼。2月5日，由武大靖、任子威、范可新、曲春雨組成的中國短道速滑團隊奪得北京冬奧會短道速滑混合團體2000米接力賽冠軍，拿下中國隊本屆冬奧會的首金。

首金的產(chǎn)生被譽為“最快的冰遇見最亮的星”。

快而滑的冰面一直是冬奧會比賽最重要的運動舞臺之一。除了短道速滑，還有不少冬奧比賽項目都需要在冰面上展開激烈競技，如速度滑冰、花樣滑冰、冰壺、冰球等。

這一片“冰天雪地”與大自然的冰雪十分不同。它不僅是影響比賽成績的關鍵因素，也關系到運動員的競技安全。制作冬奧會比賽用冰，過程復雜、標準嚴苛，而且這片冰下，還“隱藏”著許多的科技成果。

不同賽事要用不同的冰

自然界中，水在低于0℃的環(huán)境下就會結冰。然而，“冬奧冰”的制成卻并非如此簡單。它不僅要做到形成時間快、表面光滑，還需滿足不同比賽項目對冰面溫度、厚度等的不同需求。

那么，冬奧會不同冰上項目所需的冰有何不同?

中國隊本屆冬奧會首金項目短道速滑需要“最快的冰”，這就要求冰面厚度為3厘米到5厘米、冰面溫度為-7℃至-6℃。

短道速滑被稱為“短道”，其冰道每圈為111.12米。與其相比，被稱為“大道”的速度滑冰，冰道周長要長得多，為400米。所以，“大道”要求冰面厚度在2.5厘米到3厘米，理想冰面溫度為-9℃至-5℃。

被譽為“冰上舞蹈”的花樣滑冰對冰面厚度要求為6厘米到7厘米、冰面溫度要求為-4℃至-3℃。為了美觀，運動員還會穿著比較輕便、閃亮的服裝，所以室溫還要營造出溫暖如春的感覺。

除了滑冰，冬奧會賽場上還有冰球、冰壺等冰上項目，它們對“冬奧冰”也提出了不同的要求。

冰球與冰壺比賽要求冰面溫度在-6℃，而且要求冰面極為平整。在冰壺比賽中，冰面1毫米的平坦度偏差，都會對冰壺的走向產(chǎn)生很大影響，進而影響選手的發(fā)揮。在國家體育館冰球項目比賽場地上，1800平方米的冰面要求為一個水平面，誤差不得超過0.5毫米，此次冬奧會的中國制冰團隊，更是力爭將誤差控制在0.1毫米—0.2毫米。

冬奧不同比賽用冰要求不同溫度、厚度，歸根結底是因為各項比賽需要不同硬度的冰。冰面溫度、厚度將影響冰面的硬度，從而影響運動員的發(fā)揮。

以花樣滑冰為例，如果冰面溫度太低，運動員起跳、下落時，冰面就容易崩裂;如果溫度高了，冰面就會變軟，運動員就會感覺冰刀“拔不出來”，影響起跳。速度型的短道速滑等項目，對于冰溫要求更低，這樣冰面會更硬，能給運動員提供更好的力度支撐，也便于提速。

打造“冬奧冰”有這些門道

為了滿足冬奧會各個比賽項目的用冰需求，中國的制冰團隊鉚足勁兒，早早開始了準備。

通常來說，制冰過程由制作基礎冰、噴白漆、粘貼標識并畫線、制作表面冰等步驟構成。在開始制冰前，還要進行深度的地板清潔，在地板預冷12小時—18小時之后，即可開始制作基礎冰。

制作基礎冰可視為“打地基”環(huán)節(jié)，其中保證基礎冰的平整極其重要。如果沒有讓基礎冰和混凝土地面完全貼合，運動員踩上去后可能會導致冰開裂。因而，基礎冰需要制冰師用噴棒均勻地把水灑在賽場的每一個點上，制成約2厘米厚的冰層。

鋪完基礎冰后的賽場，還不是觀眾所熟悉的“奶白色”冰場。這是因為制冰師還未完成噴白漆的工作。通過向基礎冰層噴白漆，原本透出混凝土地面顏色的冰就會變成更好看的奶白色。

等白漆固定后，制冰師粘貼標識并按照比例將稱好的油漆與軟水進行混合，開始畫線工作，畫線的位置和寬度都需要符合國際冰聯(lián)標準要求。

完成粘貼標識和畫線后，便可開始制作厚度約為3厘米的表面冰。最后用掃冰車打磨、找平，制冰工作才算真正完成。與此同時，還要滿足任意3平方米內(nèi)的冰面最大高度差不能超過2毫米的平整度要求。

如果是制作冰壺賽道，還需制冰師進行“打點”工作，即在冰面上噴灑純凈水，形成均勻的冰粒，并用掃冰機將賽道刮出需要的高度和形狀。

在制冰環(huán)節(jié)中，保證精準度是一大難點。例如，制冰師需要在制冰管上澆水，使水凍成冰，形成一整塊冰面。在這個過程中，如果制冰師澆水時步伐速度不一致，就容易造成冰面凍結后厚度不一致。因此，制冰師在制作冰面時，既有時限要求，又需精準控制。

這意味著制冰是個“體力活”。“臟活累活比較多，工具很重，冰場很冷。有時候，要在-6℃的冰面上連續(xù)工作16到18個小時。”北京冬奧會冰壺場地制冰師張芷源說。

科技加持保障比賽用冰

除了“體力活”，制冰工作還有不少科技成果加持的“技術活”。

北京冬奧會首次采用了清潔低碳的二氧化碳跨臨界直冷制冰技術。這是目前世界上最環(huán)保的制冰技術，碳排放趨近于零，有助于打造出最快、最環(huán)保的冰面。相較于傳統(tǒng)的制冰技術，它不僅將能效提升了20%以上，冰面溫差可控制在0.5℃以內(nèi)，制成的冰也更加均勻，不會出現(xiàn)各個部位溫度不一樣、冰面硬度不均勻的情況。

北京大學教授、國際天然工質研究領域知名專家張信榮認為，二氧化碳跨臨界直冷制冰技術具有安全性高、能耗和運行成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點，且全部熱量可回收利用，是冰上場館能源系統(tǒng)中最有前景的工質之一，可使場館能源系統(tǒng)冷熱一體化高效運行，在全球范圍內(nèi)都具有廣闊的應用前景。

國際單項體育組織專家曾建議采用國際慣用的環(huán)保制冰技術，但中國團隊經(jīng)過1年半的摸索，決定選擇二氧化碳跨臨界直冷制冰技術。

二氧化碳跨臨界直冷制冰，就是將氣態(tài)二氧化碳通過加溫加壓形成超臨界二氧化碳流體，再對超臨界二氧化碳流體進行降溫降壓達到-20℃至-15℃，再相變蒸發(fā)吸熱完成制冷和制冰的過程。

國家速滑館“冰絲帶”是全球首個采用二氧化碳跨臨界直冷制冰技術的冬奧會賽場。在“冰絲帶”里，1.2萬平方米晶瑩剔透的冰面為世界觀眾展現(xiàn)了精彩絕倫的競技場景。

此外，監(jiān)測系統(tǒng)也是冰上項目的得力“助手”。昔日的“水立方”、如今的“冰立方”場館的工作人員，就特意為冰壺賽場建立了一套“健康監(jiān)測”系統(tǒng)，包含加速傳感器、應變傳感器、環(huán)境溫度傳感器等，不僅能監(jiān)測結構的變形、震動，還能監(jiān)測環(huán)境溫度和整體結構傾角，對結構的安全性和比賽舒適度進行實時評估。

智能建筑管理系統(tǒng)也為冬奧賽場貢獻了科技力量。

冰立方場館運營部責任工程師、國際制冰師助理張金泉表示，冰壺比賽對賽場環(huán)境要求嚴苛，現(xiàn)場的溫度必須按照冰面溫度、冰面以上1.5米高度溫度、看臺溫度3層控制，每層的溫度控制都要達到高精度。“冰立方”升級了智能建筑管理系統(tǒng)，增加了除濕功能，以確保賽場的冰面質量。

(實習記者 孫 瑜 資料來源：科技日報、上海發(fā)布、北京發(fā)布、文匯報、國際在線等)