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北京冬奥会的那些让人惊叹的“第一次”

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2022年2月4日至2022年2月20日,第24届冬季奥林匹克运动会将在中国举行。这是中国历史上第一次举办冬季奥运会,也是北京继2008年夏季奥运会后再次举办奥运赛事。

举办现代奥运会是举办城市乃至举办国家至高的荣誉,北京成为世界上第一个既举办夏季奥运会又举办冬季奥运会的城市。

北京冬奥,一场凝结了诸多科技结晶的魅力盛会即将拉开帷幕。此次冬奥会,除了意义深远“一起向未来!”(Together for a Shared Future!)主题口号外,在赛会准备阶段,各项目工程师们也提出了“科技创新点亮冰雪盛事”的新目标和新挑战,此次冬奥会,可以称作一场最新前沿科技的发布会。

世界第一“冰丝带”

2020年12月25日,国家速滑馆顺利通过五方联合验收,建设任务圆满完成。这是北京冬奥会的标志性场馆,也是2022年冬奥会北京赛区唯一一个新建的冰上竞技场馆。它就像一条冰雪织就的丝带,闪烁着灿烂如银河般的光芒。

“冰丝带”的主要屋顶结构,的目前世界体育场馆中规模最大的单层双向正交马鞍形索网屋面,核心部件是一种叫“高钒密闭索”的零件。起初计划建造时,国内还没有这种部件,建设团队没有选择国外进口,而是励志自主创新,希望“冰丝带”能像“鸟巢”“水立方”一样,完完全全的中国制造。

国家速滑馆“冰丝带”总工程师也是曾经执掌“鸟巢”项目的“双奥总工”李久林,借鉴“鸟巢”全钢结构的经验,带领团队一起,联合厂家进行技术攻关,创新性地采用了索网结构体系,仅用三个月就突破了瓶颈,掌握了技术核心,实现了高钒密闭索国产化的巨大科技创新突破,同时也成功填补了中国大吨位、大面积的超大跨度单层正交索网同步张拉技术的空白。

第一次大规模使用二氧化碳制冰技术

“冰丝带”有接近1.2万平方米的冰上面积,是亚洲目前最大的室内冰场。维持这么大面积的冰面,需要的能源可不是一个小数目,最终国家速滑馆的制冰系统选择了二氧化碳法。

一是我国的二氧化碳技术已经处于世界先进水平,二是使用二氧化碳做制冷剂更加绿色环保。使用相同数量的传统制冷剂会比使用二氧化碳增加3985倍的碳排放量,“冰丝带”投入使用后,全面运行一年可以节约大概200万度电。

除了第一次使用当今世界最环保的二氧化碳制冰技术外,我们的制冰速度与冰层温差也走在世界前列。

第一次全奥运会

除了我们的冬奥场馆技术、制冰技术等实现了许多“第一次”的突破,本次冬奥会也首次全部使用绿色清洁电力。目前,北京冬奥会11个场馆全部取得了绿色建筑认证。首都体育馆旧貌换新颜,内部由“一代氟+乙二醇”的间接制冷方式,转变为二氧化碳跨临界直接制冷,在制冷过程中减少了一次热交换,节能效率可达50%。

此外,北京冬奥会建设项目的玻璃大量采用化镉发电玻璃,这种发电玻璃不但能发电,还是一种新型绿色环保建筑材料,既符合绿色奥运的理念,同时还兼具了美观与艺术性。打造出了“冰丝带”、“水晶鞋”等一系列美轮美奂的冬奥场馆。其中赤城奥运走廊使用的碲化镉发电玻璃总体容量为12MW,成功成为目前亚洲第一大碲化镉发电玻璃电站。

碲化镉发电玻璃的应用,标志着半导体技术的一次跨界合作,解决了材料的研发和装备国产化,以实际行动为双碳目标做出了巨大贡献。

此外,北京冬奥会上还有非常多的突破,例如第一次比赛区域5G全覆盖,实现数字冬奥;第一次8K升级AR场馆游,观众们足不出户就可以身临其境体验精彩刺激的比赛;“十三五”期间,我国研制出了首台自主设计制造的国产双人雪车,实现了从0到1的突破,满足了我国冰雪运动员对装备的高可靠、个性化需求等等。