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解码冰雪大世界的创新“代码”

科普小知识2021-10-31 08:42:21
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每年冬天,“冰城”哈尔滨都会诞生一个“冰雪王国”,以满足来自世界各地游客的期望和想象。

复合冰材料使冰和雪的结构不断扩大。发光二极管点光源发出耀眼的“冰花”。非线性冰结构更新了冰雪建筑的现代美学。作为中国最大的冰雪主题公园,第21届哈尔滨冰雪世界使用了22万立方米的冰。通过一系列的材料创新、技术创新和建筑创新,将美与“智慧”融为一体。

在这座“梦幻城堡”中,占据“位置c”的主塔是“冰雪之冠”。与过去的西式城堡和中式塔楼等古典建筑不同,主塔楼看起来像两座连续的山峰和汹涌的波浪,有一种线条感和流动性。它有40米高,相当于15层楼高,使用20000立方米的冰。这是最大的单一冰景观,冰量最大。

冰雪世界的设计者王晓宇表示,主塔采用非线性双塔结构,并使用参数化设计语言,这是建筑行业的一种流行设计技术。该团队在以往二维曲线制冰的基础上,创新性地运用了三维曲线,展现了刚柔、力与美的完美融合。

创意不仅体现在设计上,也体现在雕刻师身上。这些非线性弧线是由制冰师在零下20摄氏度的温度下在几十米的高度手工打磨而成的。由于外观是弯曲的,必须每隔300毫米绘制一张横截面图,这意味着每层冰都需要一张施工图。设计师和冰建筑师应该一起测量,找出位置和距离。

这是哈尔滨冰雪世界拍摄的冰雪建筑的“光之旋律”(摄于1月12日)。新华社记者杨思琦摄

除了“高大商”的冰雪建筑,一些“小而美”的冰雪图案也让人眼前一亮。“光的旋律”就像是一个随机排列的音叉。只要音乐响起,光柱就会随之移动,展示声音和光的和谐。在“冰雪钥匙”上,游客踩上去会做清晰的笔记,展示人与风景的互动...

"阳光晶莹如玉,月光五彩缤纷."晚上,冰上舞池的灯光像火球一样闪耀。汪小玉说,这是今年第一次尝试发光二极管点光源技术,即每个光源点都能均匀地向周围空间发射光线,而且整个冰面都可以通过电脑控制来改变各种图案。

过去,冰灯分段使用传统的灯管,光线刺眼,连续性差,印象差。2015年,发光二极管带“上线”,使冰灯逐渐均匀发光。如今的“点光源”使光线更柔和、更精致、更明亮、更透明,也更节能、更环保。

两位南方游客在哈尔滨冰雪世界体验“冰火锅”(摄于1月12日)。新华社记者杨思琦摄

在冰雪世界的一个角落,在一个贝壳形的建筑里,许多游客坐在冰椅上,围着冰桌,吃着热气腾腾的火锅,享受着“冰与火”的乐趣。这是一座占地600平方米的超大型冰壳建筑。

哈尔滨工业大学国际冰雪建筑创新研究中心执行主任、冰壳设计和技术提供商罗鹏表示,大跨度冰雪建筑背后是材料、结构、设计和施工方面的协同创新。简而言之,就是在水中加入一些物质,增加冰的强度和韧性,克服冰屋内部空间狭小的限制,实现冰雪建筑施工技术与冰雪复合材料的创新结合

传统的冰屋是一层一层的冰建造的,这个冰屋是“倾倒的”。”罗鹏说,从结构性能和空间要求出发,充气膜结构被用来定型。施工人员每天在膜外倾倒复合冰材料。两周后,厚度达到了15到25厘米,冰室基本上是通过移除薄膜完成的。考虑到冰屋内人数众多,以及热空气有雾气的趋势,屋顶上还设计了几个通风孔。

“我们将通过持续的技术创新,为冰雪建筑和冰雪产业的发展注入更多活力。”罗鹏表示,建造冰屋不仅可以为餐饮和娱乐提供硬件设施,还可以增加酒吧、迪斯科舞厅、表演和婚礼等项目,为游客带来更多新鲜体验。