仿真冰场发展现状及质量检测鉴别探讨

任志敏

（河北省产品质量监督检验研究院 河北 石家庄 050227）

1、冰雪运动发展现状

2022年北京冬奥会的成功申办，极大地激发了人民群众参与冰雪运动的热情，为我国冰雪运动发展创造了历史机遇。唤醒了全民上冰雪的意识和热情，群众冰雪活动蓬勃开展，随着冰雪运动“南展西扩”战略的推进，开展冰雪活动的地域不断扩展，冰雪活动参与人数迅速增加。

冰雪产业“北冰南展西扩”战略部署和“3亿人参与冰雪运动”的目标稳步推进。可以说，2022年北京冬奥会的成功申办和总书记提出的“3亿人参与冰雪运动”，唤醒了全民上冰雪的意识和热情。

三亿人参与冰雪，是北京携手张家口申办2022年冬奥会时，中国向国际社会做出的郑重承诺。借助申办、筹办、举办北京冬奥会所拉动的“冰雪热”，真正把“北冰南展西扩”落到实处，从竞技运动、全民健身、冰雪产业三个层面一起发力，努力使冰雪运动能辐射到全国三亿人。这三亿人不仅指运动员、教练员和冰雪爱好者，还包括宽泛层面的冰雪赛事观众、志愿者以及直接、间接为冰雪竞技、健身和产业提供服务的从业者。

群众冰雪活动蓬勃开展，随着冰雪运动“南展西扩”战略的推进，开展冰雪活动的地域不断扩展，冰雪活动类型日益丰富，参与人数迅速增加，覆盖人群范围逐渐扩大，群众参与冰雪运动的热情不断高涨。

尽管我国冰雪运动发展取得了一定成绩，具备一定的基础，但仍存在许多问题：群众普及程度不高；竞技项目发展不均衡，有效供给不足，冰雪运动场地设施不足。目前我国冰雪场地设施数量少、规模小、服务水平不高，与我国冰雪运动发展需要不相适应，与冰雪运动发达国家存在较大差距。据统计，截至2015年底，全国共有滑冰场馆200余个；滑雪场地500余座。

为了缓解以上问题对冰雪产业的制约影响，早在2016年11月25日，国家发展改革委、国家体育总局等七部门联合发布《全国冰雪场地设施建设规(2016-2022年)》，明确提出；“到2022年，全国滑冰馆数量不少于650座，其中新建不少于500座；鼓励城区常住人口超过50万的城市根据自身情况建设公共滑冰馆，有条件的城市应至少建设1片61m×30m冰面的滑冰馆。鼓励在公园、校园、广场、社区等地建设可拆装式滑冰场”。

在2019年3月31日，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于以2022年北京冬奥会为契机大力发展冰雪运动的意见》，提出：“力争到2022年,冰雪产业蓬勃发展,产业规模明显扩大,结构不断优化,产业链日益完备”。加快发展冰雪产业是全面落实习新时代中国特色社会主义理论的具体体现,是建设冰雪运动强国的必然要求。

国务院于2019年8月10日发布《体育强国建设纲要》，要求“科学规划布局和建设一批室内外公共滑冰、滑雪场地，推广使用可移动式冰场和仿真冰场”。可以预料，随着2022年北京奥运会的临近和各地政府部门对冰雪运动开展的大力支持，冰雪产业将迎来蓬勃发展。

2、滑冰运动的健身益处

（1）增强心血管功能：坚持溜冰，对身体有非常大的益处。研究表明：经常滑冰的人安静时心率为40次-60次，运动时可达180次-200次，而一般人的心率仅为80次-100次。滑冰能够促进心脑血管和呼吸系统机能的改善和代谢；

（2）锻炼肢体平衡能力：溜冰滑冰活动中，燕式平衡和各种旋转动作对各年龄段的人的平衡感是良好的训练，对正处于前庭和半规管发育期的孩子尤其受益匪浅；

（3）增强力量：滑行中的蹬冰、燕式平衡对经常开车的人来说，是锻炼下肢力量的极好方式，跳跃和旋转是对全身控制能力的考验和提高；

（4）减少压力，有益身心健康：滑冰的愉悦性能让你因学习、工作压力大等紧张的神经得到放松，起到减压放松的作用。

3、仿真冰产业发展简介

自北京—张家口冬奥会申办成功以及“三亿人上冰雪”口号提出后，中国冰雪产业一片沸腾。由于我国冰雪期短，天然冰场数量较少，严重制约了大众滑冰的积极性。冰雪产业大的障碍来自于季节的天然束缚，从单季走向四季是上至政府层面下至商家和消费者一致的呼声。天然冰场由于需要不断的制冷，耗电量巨大，维护成本高，不便于大量的推广使用。仿真冰板作为一种环保的创新产品，有着不耗电、维护保养便捷、比天然冰场成本低的优势，且不受地理位置和气候条件限制，有利于在全国范围内推广使用，更能满足“三亿人上冰雪”的需求。大力发展仿真冰场，可以让大众一年四季都能享受滑冰的乐趣。

《冰雪运动发展规划（2016-2025年）》中明确鼓励“仿真冰雪和模拟设施”在市场的大规模应用，随着2022年北京奥运会的临近和各地政府部门对冰雪运动开展的大力支持，仿真冰场必将得到大力的推广。

仿真冰场一般由采用超高分子量聚乙烯制成的仿真冰板拼接而成，冰板尺寸一般有以下规格：1000mm×1000mm、1000mm×2000mm、1200mm×1200mm等(也可根据客户要求定制)，厚度一般为8mm-30mm。一经问世即广受冰上爱好者的青睐。由于国际滑盟（ISU）规定比赛只能在真冰上进行，仿真冰场更多的用于花样滑冰教学和冰球教学等教学训练活动。据了解，美国迪斯尼乐园（Disneyland）、中央公园（Central Park）等公共娱乐场所已经使用仿真冰场进行滑冰娱乐运动。

仿真冰场正是利用了仿真冰板本身耐磨、自润滑、不吸水、摩擦系数小等特性，可以用作滑冰场进行花样滑和冰球运动，其投资和运行成本远低于真冰场，性价比高，是真冰的完美替代品。仿真冰面的抗冲击强度、尺寸稳定性能、硬度等性能都非常优异，具有完美的运动性能和长期稳定的使用寿命，其使用寿命可达到10年以上。

图1 仿真冰场

目前，仿真冰板产业在我国属于刚起步阶段，但发展特别迅速。市场上的仿真冰板，中高端产品一般选择从国外进口，低端产品大部分由国内厂家生产。高端仿真冰大部分由冰雪产业大国如美国、德国、瑞士等占据，其中比较有名的品牌有瑞士乐思速冰Glice仿真冰板、德国Like-ice冰板和美国Super-Glide冰板。

4、仿真冰场的适用标准简介

目前，仿真冰场的国家标准正在起草中。早在2018年12月13日,中国体育用品业联合会发布团体标准T/CSGF002-2018《仿真冰场技术要求和试验方法》，该标准自2019年1月1日起正式实施。

业内采用的冰板材质基本以超高分子量聚乙烯为主，但由于缺乏统一科学的检验依据，导致原材料及成品性能良莠不齐，场地使用寿命长短不一，在性能方面更是差异巨大，这对于参与滑冰运动的人来说存在巨大的安全隐患，这些问题严重影响了市场对仿真冰场地的认可程度。但随着2022年北京奥运会的临近和各地政府部门对冰雪运动开展的大力支持，仿真冰产品必将得到大力的推广，因此质量的保证也势在必行。团标的发布填补了目前仿真冰场的标准空白，为仿真冰场地建设提供了更加严谨的技术和监管依据。

该标准主要对冰场围挡和仿真冰板的理化性能提出了要求。规定了仿真冰板的硬度、密度、摩擦磨损、线膨胀系数等要求。在围挡方面，考虑到人员的倚靠、碰撞、冲击等因素，本标准对围挡的稳定性和抗冲击强度也做了明确要求。

5、仿真冰场的滑动摩擦系数检测解析

大众需求的旺盛，愈发突显仿真冰板质量的重要性。滑动摩擦系数是影响仿真冰场滑冰效果的重要参数。滑动摩擦系数与接触物体的材料、表面光滑程度、干湿程度、表面温度、相对运动速度等都有关系。滑动摩擦系数随物体的相对滑动速度增大而增大；当摩擦界面实际接触面积与载荷呈线性关系时，滑动摩擦系数与接触面积无关；当实际接触面积接近名义接触面积时，滑动摩擦系数随载荷的增加而减小。

目前业内采用的仿真冰材质基本由超高分子量聚乙烯制成，仿真冰板依据表面状态分为光面和麻面。光面为表面光滑无凹凸感的状态，麻面为表面为微小的坑状，便于冰刀滑行时起步。

目前还没有适合仿真冰面层的摩擦系数测试方法。一般塑料板材的摩擦系数的测试依据标准GB/T3960-2016《塑料滑动摩擦磨损试验方法》进行，但是该标准不适用于仿真冰面层的摩擦系数的测量。在采用GB/T3960-2016《塑料滑动摩擦磨损试验方法》进行仿真冰的滑动摩擦系数测试时，由于试验环在载荷196N，试验时间为120分钟，试样大小为6㎜×7㎜×30㎜，仿真冰板材质为超高分子量的缘故，会在摩擦时很快变软变形，导致试验无法进行，证明GB/T3960-2016的测试方法不适用于仿真冰。且采用该方法无法准确测试出光面和麻面的仿真冰的摩擦系数。

在滑冰时，冰刀与冰面的相对滑行速度一般为（0-50km/h）,平均速度为20 km/h左右。经过文献检索，我们发现目前国内外还没有测试高速滑行状态下 （20km/h左右）的滑动摩擦系数的测试方法，国内仅有0-20cm/min的纸张动摩擦系数测试仪，测试速度远远满足不了冰刀的实际滑行速度。

为了解决这一技术难题，我们申请立项了国家市场监督管理总局技术保障专项项目“仿真冰面层动摩擦系数的测定方法研究”(项目编号：2019YJ007)。该系统运用计算机智能检测技术，可测量出冰刀在高速度滑行状态下与仿真冰板摩擦的实际摩擦系数，可实现对多种界面状态的仿真冰滑冰板的不同速度下的滑动摩擦系数指标测试。

现将该测量方法和测量系统简介如下：测量系统由传动系统、加载系统、测定和记录摩擦力系统组成，如图2所示。传动系统用来带动夹盘以给定的转速旋转；加载系统用来对试样施加法向力。试样夹具应保证试样安装后无轴向窜动。

图2 试验示意图

试验原理如图2所示，采用等比例缩微的冰刀刃作为摩擦销，将仿真冰试样安装在夹盘上，并加载一定负荷，摩擦销则保持静止，仿真冰试样以一定转速转动，待摩擦加载点的线速度达到20km/h后，再运转60s后，记录瞬时摩擦力值，依据公式（1）计算出滑动摩擦系数。

式中：

μ——被测样品滑动摩擦系数；

F——摩擦力，单位为牛顿(N）；

m——负载与摩擦销的总质量，单位为千克（kg）；g取9.8m/s2。

采用该测量方法可以准确的测定仿真冰的滑动摩擦系数，并且光面和麻面的仿真冰板经测量后也可以准确界定，目前该检测设备和方法已经在仿真冰板生产企业、检验机构等单位推广使用。

6、仿真冰场与天然冰场对比优势

天然冰场（真冰场）的建设要包含一个合适的建筑及较高的建设成本，并且所有的设备需要经过非常专业的维护以及高昂的运营成本。仿真冰最早出现在上世纪60年代，后来经过不断研发，现在的仿真冰场和真冰场的滑冰感觉已无太大差别，但仿真冰场的建设成本只有真冰的1/4，而且不受场地面积、地点和环境的限制，一年四季都可以在室内、外快速安装拆卸，维护成本小。具体而言，与传统真冰冰场相比，仿真冰场拥有以下优势：

（1）建设成本低、耐久性好。

仿真冰场成本约为真冰场的1/4左右，对场地要求不高，只要地面干燥平整不松软即可铺设，不受季节限制，无论室内外还是冬季夏季都可以使用。仿真冰板耐磨损，使用寿命长。天然冰场需要冷却设施、钢筋混凝土面层等，对场地要求较高，施工难度较大。以800m2为例，真冰冰场造价大约在700-800万人民币，仿真冰场只要不到300万就可以拥有一套完整设备。仿真冰技术可达到与真冰高达96%的相似度。高分子耐久技术确保冰板即使承载高强度训练也依旧表现优异。仿真冰的摩擦力微大，对力量训练很有帮助，仿真冰板耐磨损性好，使用寿命长，无需频繁更换。

（2）后期运行成本低，维护方便。

真冰场在运营上分为两部分：①制冷机组制冰；②整冰车修冰。制冰完成后，还需要投入庞大的制冷电费及整冰车，一台整冰车的价格就需要大概100万人民币，而且真冰场每隔3-4小时需要制一次冰，制冰期间冰场无法运营。而仿真冰场在维护上仅需最低限度的工作人员即可完成，无需水电。以瑞士乐思速冰的产品为例，日常的清洁就是用吸尘器吸走冰面上的冰屑，确保冰面光滑，然后用洗地机在冰面上走一遍，清洗干净冰面。最后就是一个月可以涂2次冰面护理液在拖布上，然后拖一遍整个冰面。

（3）装拆灵活，可回收利用。

真冰场在室外、短期活动、热天都无法很好采用，并且对商场物业有特殊要求，仿真冰可以针对真冰场无法随时随地搭建、对场地有要求（例如，要在商场建造真冰滑冰场就需要挖空地板铺设大量管道）、成本过高的情况，成为最佳的替代解决方案。仿真冰场同样适用于夏季，可用于学校、商场、活动、体育场馆等各类场所，场地面积可以根据客户要求随时调整。便于维护，使用后还可循环回收再利用。仿真冰场不受场地、季节和气温的限制，随时都可以进行冰上运动项目的训练。

（4）体验舒适、绿色安全。

现在的仿真冰技术可达到与真冰相似90%以上。相对于真冰场的寒冷潮湿，仿真冰场的冰面干燥而整洁，拥有更舒适的滑行体验。材料安全可达到食品级别。使用过程零排放，无污染。

7、仿真冰场质量鉴别常识

目前，仿真冰的市场良秀不齐，有真正全自润滑的，有仿真冰板喷润滑剂（经常被说成保养剂或维护剂）的，有仅正面薄薄一层自润滑的，还有仿真冰板喷硅油的，这些都出现在了中国市场上，但它们都卖着与全自润滑产品基本相同的价格，而这些产品是不能够进行专业组织认可的冰上教学的，因为滑行姿势与位置等均会出现重大差异而导致返回真冰时重新学习。因此，判断是否全自润滑产品，只需要正反面滑行，同时没有任何润滑剂的喷洒。

衡量仿真冰的质量水平一般是看以下几个方面：

（1）冰屑状况。

如果滑起来产生的冰屑较少，则产品质量较佳,这样冰板的寿命自然就会更久一些。

（2）滑行后冰刀温度。

每次滑完可以摸下冰刀，如果冰板滑完后冰刀都很热，则质量状况堪忧，如果温度相对凉一些，这个可以看出冰板材料会更好一些，对冰刀伤害更小。

（3）仿真冰板的拼接方式。

每家冰板的拼接方式都不尽不同，有拼图式拼接，也有榫卯拼接结构。其中榫卯拼接结构比拼图式拼接会更加严密，拼缝间隙会更小，滑行体验更佳。