從“爾濱”存冰有道看科技保溫妙招

都芃

寒冬臘月，松花江上冰雪覆蓋，白茫茫一片。在冰雪之上，人群、機(jī)械正往來穿梭。

不久前，當(dāng)哈爾濱冰雪大世界還在喜迎八方來客時(shí)，一年一度的存冰工作已悄然開啟。

存冰是哈爾濱冰雪大世界每年都要完成的任務(wù)。為能盡早開門迎客，哈爾濱冰雪大世界通常在每年11月開始搭建。但此時(shí)松花江尚未完全封凍，無法直接取冰。因此，往年存冰成為哈爾濱冰雪大世界主要的搭建材料。

2023年底開始建設(shè)的第25屆哈爾濱冰雪大世界，使用的是前一年的存冰。為讓這些存冰安穩(wěn)度過四季，哈爾濱冰雪大世界的工作人員使用了諸多保溫技術(shù)。

每年哈爾濱冰雪大世界搭建完成后，存冰工作隨即啟動(dòng)?！按藭r(shí)松花江上冰的厚度超過60厘米，可在其中挑選較完整的冰塊進(jìn)行存儲(chǔ)?！惫枮I冰雪大世界市場(chǎng)營銷部副部長孫澤旻介紹。

哈爾濱冰雪大世界存冰數(shù)量巨大，冷庫等室內(nèi)場(chǎng)所空間有限且成本較高，因此存冰往往被直接堆放在室外空地上。采集的冰塊在戶外保存一整年，其間還要度過炎熱的夏季。這聽起來有些不可思議，但背后的原理并不復(fù)雜。孫澤旻說，要保證冰塊在戶外不融化，最重要的就是給它們“蓋被子”。

可使存冰融化的熱量主要來自于地表和太陽輻射。為阻隔地表熱量，堆放冰塊前，工作人員會(huì)在地面鋪一層隔熱布。為阻擋更具“殺傷力”的太陽照射，工作人員會(huì)給冰塊蓋上厚厚的“被子”。這一方面可避免太陽直射，另一方面可將冰塊與外界隔絕，保證外部熱量不會(huì)傳遞給存冰。這條厚“被子”由隔熱塑膠布、黑色防曬網(wǎng)、巖棉板、草席等保溫材料組成，最多可達(dá)9層。

孫澤旻說，有了這條“被子”，即使經(jīng)過炎熱的夏天，到冬天取用時(shí)仍有70%以上的存冰符合使用標(biāo)準(zhǔn)。需取用時(shí)，工作人員會(huì)用機(jī)械車輛，將一塊塊存冰從冰垛上取下來。只有厚度、長度、完整度和潔凈度符合標(biāo)準(zhǔn)的冰塊才能被送往園區(qū)用于景觀建設(shè)。

經(jīng)過一年的放置，這些存冰體積有所減小，但變得更硬、更緊實(shí)，是冰雕工匠眼中的好材料。例如，第25屆哈爾濱冰雪大世界標(biāo)志性景觀“冰雪之冠”的底部部分用存冰雕琢而成，而上部則用剛剛采挖的新冰進(jìn)行壘搭，以此保證冰雕結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

不只存冰需“蓋被子”保溫，日常生活中許多建筑物也采用類似的保溫措施。為降低建筑物能耗，減少制冷、制熱所需能源，人們開始給建筑物“穿棉襖”，使其內(nèi)部溫度相對(duì)恒定。

哈爾濱冰雪大世界存冰過程中使用的巖棉板是常見的隔熱保溫材料之一，被大規(guī)模應(yīng)用于建筑保溫中。

巖棉最早誕生于火山噴發(fā)。在火山噴發(fā)后，人們發(fā)現(xiàn)被高溫熔化的巖石，其質(zhì)地柔軟，形似棉花。隨后，人們模擬火山噴發(fā)，以1450攝氏度的高溫將玄武巖等巖石熔化。然后，工作人員將熔化物制成纖維，再添加其他材料，就制成了建筑中常用的巖棉板。

巖棉能夠保溫的主要原因，在于其內(nèi)部能夠留存大量空氣。在眾多隔熱介質(zhì)中，空氣的隔熱效果首屈一指，可以有效減少內(nèi)外部的熱量交換。

巖棉密度較低，內(nèi)部纖維結(jié)構(gòu)較疏松，且有大量微小孔隙。這些孔隙能夠鎖住空氣，使巖棉內(nèi)部形成一個(gè)穩(wěn)定的氣體層，有效減緩空氣流動(dòng)和熱傳輸速度，阻止建筑物與外部環(huán)境進(jìn)行熱交換，為建筑物保溫。除此之外，巖棉還具有燃點(diǎn)高、防火性能好等特點(diǎn)，是A級(jí)防火材料。

隨著科學(xué)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新，能自由“穿脫”的新材料為建筑物保溫提供了新選擇。

美國芝加哥大學(xué)分子工程學(xué)院的科學(xué)家此前曾發(fā)布一項(xiàng)研究成果。研究人員設(shè)計(jì)出一種能夠根據(jù)外部溫度改變自身顏色的建筑材料。不同顏色吸收熱輻射的能力各異，如黑色吸收熱輻射能力較強(qiáng)，白色偏弱。當(dāng)天氣炎熱時(shí)，這種材料能通過變換顏色，幫助建筑物降溫，可在不消耗大量能源的情況下，使建筑物內(nèi)部溫度相對(duì)恒定。

能為建筑物保溫的，還有氣凝膠。

凝膠是一種常見物質(zhì)，人們平時(shí)吃的果凍就是一種典型的凝膠。氣凝膠則是通過干燥技術(shù)，使氣體取代凝膠中液體而形成的一種納米級(jí)多孔固態(tài)材料。與傳統(tǒng)隔熱材料相比，氣凝膠的熱導(dǎo)率極低。在厚度僅幾毫米的氣凝膠板上滴幾滴水珠，再用高溫噴槍加熱板底。板底已被燒得通紅，水珠卻無絲毫沸騰跡象。強(qiáng)大的隔熱能力，讓氣凝膠在航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

在國際能源界高端會(huì)議“劍橋能源周”亮相的一款新型二氧化硅氣凝膠，具備超強(qiáng)隔熱、超輕和防火等特性。在雙層玻璃中涂上這種凝膠，可以使建筑物隔熱能力提高50%。

由于氣凝膠具有出眾的保溫性能，近年來許多人嘗試將其應(yīng)用于服裝紡織。

對(duì)此，中國紡織建設(shè)規(guī)劃院工程師宋立丹說，雖然氣凝膠保溫效果好，應(yīng)用前景廣闊，但它也有短板。它最大的缺點(diǎn)就是脆，分子間作用力較弱，容易粉化，缺乏服裝所需的柔韌性和懸垂性，不太適合直接用在日常紡織品和服裝上。

“建議消費(fèi)者理性選購相關(guān)產(chǎn)品，不要盲目相信廣告宣傳?！彼瘟⒌ぱa(bǔ)充道。