隨著2008年北京奧運會的日益臨近,一座座各具特色的奧運場館正在北京拔地而起,它們以各自創新的設計理念、
建筑技術、智能化
配套設施等多方面高科技的應用,從不同的角度展示著中國自主創新的科技成果,展示著“科技奧運”理念的成功實施。
舉辦一屆“有特色,高水平”的運動會,是北京向全世界做出的莊嚴承諾,也是北京給自己確立的2008年奧運會的奮斗目標。“高水平”集中體現在八個方面,其中“要有高水平的體育場館設施和競賽組織工作”被列入第一條。如果說對高水平競賽組織工作的檢閱將在奧運會期間得到體現的話,那么對于高水平體育場館設施的“考核和檢閱”,早已在奧運場館新建、改擴建的過程中拉開了序幕。與此同時,北京正在交出一份又一份鐫刻著自主創新和科技奧運成果的獨特答卷———
讓我們端詳“鳥巢”。其設計理念具有領先于世界的超前性,而且很多施工難題也前所未有,例如它的
鋼結構工程就是世界上施工難度最大的工程之一;整個鋼結構的建設,包含了設計、材料、加工、制作、安裝、檢測、管理等各個方面,迄今為止創新技術和創新點達到幾十項,都是中國人依靠自己的科技創新能力獨立實現的,令世界矚目。
讓我們回望“水立方”。它采用一種基于三維空間有效分割
氣泡理論的新型空間結構,如水分子結構般,煥發出澄澈的藍,呈現出十分特別的視覺體驗,閃耀著現代科技的光芒,堪稱世界之最。
讓我們走向“奧林匹克水上公園”。它充分運用水循環處理系統,使得每一滴水在這里都得到了妥善的利用,保護了珍貴的水資源,實現了污水零排放。依據直飲水、生活用水、再生水等用水依據“高質高用、低質低用”的原則,實行分質供水,實現了節約能源的目標。
讓我們走進北京科技大學體育館。這里將是2008年奧運會柔道和跆拳道的比賽場館,通過館頂上的
采光“氣球”,收集并儲存室外光線,實現了日間采光照明的“零耗能”。
讓我們一同來了解國家體育館。它用廢鋼渣解決建筑物抗浮問題;建設并網
太陽能光伏發電站,解決電網用電高峰問題;先進的
保溫玻璃幕墻,降低運營成本;采用多功能技術的復合屋面解決了目前大多數體育建筑普遍存在的屋面雨點噪聲問題等,這些對于普通老百姓來說顯得有些專業和生澀的技術術語后面,恰恰蘊含著先進科學技術所構建的新型運動場館的始末。
在今天本報所奉獻的“創新篇”、“環保篇”、“發展篇”和“人本篇”里,讀者會清晰讀到北京在實踐科技奧運進程中的眾多喜人成就。他們充分反映出北京奧運會緊密結合國內外科技最新進展,集成全國科技創新成果,舉辦一屆高科技含量體育盛會的具體實踐;感受到科技創新能力賦予北京科技奧運的巨大能量,了解到我國自主科學技術對于綠色奧運的強大支撐。———編者按
“鳥巢”、“水立方”領銜奧運新地標
作為北京奧運會的主體育場,國家體育場形似鳥巢,設計理念新穎,結構造型特殊,是目前世界上規模最大、用鋼量最多、技術含量最高、結構最為復雜、施工難度空前的超大
型鋼結構體育設施工程。
經過5年的風雨歷程,這一萬眾矚目的“奇跡”工程終于從圖紙變成了現實,已成為古老京城新的奧運地標。
設計招標
2002年,北京《國家體育場(2008年奧運會主體育場)建筑概念設計方案》舉行國際競標。2003年4月,經過嚴格的評審程序和群眾投票,由瑞士赫爾佐格和德梅隆設計事務所、奧雅納工程顧問公司及中國建筑設計研究院設計聯合體共同設計的“鳥巢”方案,以新穎的設計、獨特的結構成為國家體育場的設計方案,“鳥巢”這一名稱不脛而走。
停工瘦身
在經歷了一年多的籌備之后,“鳥巢”于2003年12月24日9時15分破土動工。
2004年7月,為了進一步實現“節儉辦奧運”,“鳥巢”暫時停工。
2004年11月下旬,“鳥巢”的設計優化調整方案出爐———維持“鳥巢”的設計概念,取消了可開啟屋蓋、擴大了屋頂開孔———與原設計相比,鋼結構用鋼量減少了22.3%,
膜結構減少了13%。
高速建設
2004年12月28日,經過專家的精心設計與重新評估,國家體育場工程正式復工,建設進程進入高速發展期。
2006年8月31日13時,經過60多名焊工最后12個小時的連續作業,“鳥巢”鋼結構立面次結構的26個合龍焊口全部完成
焊接作業,“鳥巢”鋼結構工程合龍完成。
挺身矗立
2006年9月17日11時30分,“鳥巢”鋼結構卸載中第七次35步的最后一次卸載完成。在整個鋼結構與支撐點完全脫離的那一瞬間,真正的“鳥巢”誕生了!
“鳥巢”鋼結構整體卸載完成,鋼結構由被外力支撐的狀態變成完全靠自己支撐,從這一刻起,“鳥巢”不局限于是圖紙,而成了真正的國家體育場。
與2008年北京奧運會主場館“鳥巢”的設計相比,“水立方”體現了更多的女性般的柔美。方形的游泳中心與圓形的國家體育場一起體現了“天圓地方”的理念。兩個建筑一圓一方,一個陽剛,一個陰柔,在視覺上極具沖擊力。
同時,“水立方”也是唯一一座由港澳臺僑同胞捐資建設的奧運場館。
2003年1月15日,國家游泳中心建筑設計方案面向全球招標。半年后,國家游泳中心設計方案正式確定,它的建筑造型是一個充滿水的立方體,簡稱“水立方”。該方案由中國建筑工程總公司、
澳大利亞PTW公司、澳大利亞ARUP公司組成的聯合體設計。
2003年12月24日,“水立方”與“鳥巢”同時開工建設。在經歷了鋼結構施工和外層膜結構施工之后,2006年12月26日11時55分,隨著最后一顆
螺釘的
固定完畢,國家游泳中心外層最后一個氣枕正式安裝完成。這標志著俗稱“水立方”的外層膜結構順利完工。這座水藍色神奇建筑經過3年的施工建設終于盛裝亮相。
“水立方”的獨特之美還吸引了眾多中外記者的鏡頭。2006年底,在北京市旅游局主辦的“北京———鏡頭中的奧運之城”攝影大賽中,來自美國的Peter Danford以全新的視角把奧運會游泳比賽場館“水立方”表現得如夢如幻,獲得了大賽特等獎。
國家游泳中心整個工程預計將于2007年年底竣工。2008年2月1日至5日,“水立方”將迎來首場測試賽———中國游泳公開賽。隨后,2008年2月19日至24日是第16屆國際泳聯世界杯跳水賽。花樣游泳奧運會資格賽也將于2008年4月16日至20日在這里舉行。
◎創新篇
奧運工程從設計到施工,向世界不斷展示出亮點,為中國提供了廣闊舞臺。設計招標階段設立保障機制,奠定奧運工程自主創新的體制基礎;技術創新、材料創新層出不窮;
技術標準填補國際國內空白,綻放自主創新之花……“科技奧運”理念貫穿奧運工程的各個領域。
“鳥巢”結構鋼材全部自給
“鳥巢”
結構設計奇特新穎,鋼結構最大跨度達到343米。如果使用普通鋼材,厚度至少要達到220毫米。這樣一來,“鳥巢”鋼材重量將超過8萬噸。從工程的實際需求出發,低
合金高
強度的Q460是最好的選擇。但是,以前這種鋼只用在機械方面,國內也沒有廠家生產,一般需要進口。
從2004年9月開始,武鋼的科研人員就開始著手研制Q460,經過反復科研攻關,2005年7月,為“鳥巢”準備的110毫米厚的Q460開始批量生產。400噸Q460,成為了“鳥巢”
鋼筋鐵骨中最堅硬的一部分。同時,首鋼、鞍鋼等企業也接下了GJ345D、345C、420C等高強度鋼材的生產訂單。在奧運工程中,所有鋼材全部實現國產。
“水立方”膜材料做“外衣”
提起創新,就不得不說國家游泳中心(“水立方”)獨特的“外衣”。“水立方”是我國第一個采用ETFE(乙烯—四氟乙烯共聚物)膜材料作為立面維護體系的建筑。
“水立方”的外形看上去就像一個藍色的水盒子,而墻面就像一個個無規則的泡泡。這些泡泡所用的材料“ETFE”,這種材料的
耐腐蝕性、保溫性俱佳,自潔能力強。國外的抗
老化試驗證明,它可以使用15至20年。
“水立方”設計采用了泡沫理論,建筑外墻分布著3000個不規則的氣枕,即使出現外膜
破裂,8小時內就可以將破損的外膜修補或更換。ETFE膜立面裝配系統在國家游泳中心的運用、嘗試是迄今世界上規模最大、構造最復雜、技術綜合最全面的一次。
射擊館不像比賽像“狩獵”
北京射擊館最大的創意亮點就是“林中狩獵”。站在館外放眼望去,整個場館外壁布滿了棕色木條紋,看上去像長滿了高大樹木的森林。這些木條紋不僅營造出了“狩獵”的氣氛,還有特殊的功效———木條實際上是木紋
鋁合金材質,能夠遮擋強光,將適合的光線導入館內。
走進資格賽館大廳,看到的地磚都是接近土壤顏色的,交錯的木地板刻畫出林木的效果,深吸一口氣,還能聞到青草的香味,讓運動員和觀眾都有置身林中的狩獵感覺。
◎環保篇
綠色奧運”體現著“科技奧運”的思想,“科技奧運”成為“綠色奧運”的依托。為了實現“綠色奧運”的承諾,奧運場館在設計和建設中運用了各種新技術、
新材料,真正做到了將環保理念和創新科技完美地結合在一起。
“鳥巢”廢棄鋼材變廢為寶
“鳥巢”工程鋼結構卸載之后,建設中的廢棄鋼材將被全部制成紀念品,向全社會公開發行。“鳥巢”鋼材變廢為寶,紀念品將包括多個類別,有小型徽章,也有體積較大的擺件,價格則從幾十元到上千元不等。
國家體育館太陽能照亮兩萬平方米
國家體育館安裝有1124塊
太陽能電池組件,這些
太陽能電池組每天額定
輸出功率達到100千瓦,并入電網后,可用于國家體育館2萬平方米地下場所的照明。初步計算,國家體育館100千瓦
光伏電站設計使用壽命為25年,累計發電232萬度,按一度電能平均消耗390克標準煤計算,國家體育館太陽能電池使用25年可以減排二
氧化碳約2352.5噸、二氧化硫約21.7噸和氮氧化物約6.3噸。
水上公園場館污水“零排放”
水上公園水面面積約64萬平方米,綠地面積約58萬平方米,綠化率超過82%,是北京奧運會綠化率最高的比賽場館。這里原來是一片荒河灘,現在已經成為了一個純天然的“綠色氧吧”。
水上公園將環保理念貫徹到建設和使用的各個方面:為了節約水源,場館在建設中特別選擇了耐旱的樹種;場館還大量采用
可再生能源和節能照明技術,場地的主要照明就來自150盞
太陽能光伏發電路燈;更為重要的是,大型水循環處理系統基本上每一個月左右就能把賽區內全部的水循環凈化一次,能有效控制和維持擁有健康平衡生態環境的水體,實現場館污水的“零排放”。
柔道館場館采光“零耗能”
北京奧運會柔道跆拳道比賽場館特別裝備有儲存陽光的采光罩。每個氣球似的采光罩里藏著將近150個口徑達到53厘米的光導管。它能收集并儲存室外的光線,通過有放大作用的漫射器將光線均勻地灑進場館,從而實現采光“零耗能”。 射擊館日常訓練無需開燈
由于房屋高度、結構設計合理,盡可能采用自然光照明,使射擊館在白天不開燈也能比較亮堂,平時運動員訓練可以不用開燈。建筑外部裝飾的百葉是由熱轉印木紋
鋁合金制成。它既起到了
建筑裝飾作用,還能遮擋23%左右的陽光,可以有效遮擋強烈日照進入室內,降低室內能源消耗。
◎發展篇
奧運會絕不僅僅是十幾天的賽事,后奧運時代的體育設施如何做到可持續一直是各方關注的焦點。北京奧運會場館在設計伊始就考慮到了各個場館在賽后的使用和發展,真正做到了在奧運會前籌劃“后奧運時代”。
水上公園將成度假區
順義奧林匹克水上公園奧運會后將成為北京東北部最大的旅游休閑度假區。
順義區專
門成立北京順義水上公園投資發展中心。按計劃,以水上公園為核心的周邊15平方公里區域內,包括高爾夫球、馬術、拓展等其他體育項目,采摘、觀光等旅游項目的綜合開發工作今年將完成區域概念性規劃的編制工作,明年將啟動招商工作。在不遠的將來,一個以水上公園為核心、集文化、娛樂、體育休閑于一體的北京東北部最大的旅游休閑度假區將展現在世人面前。
“水立方”營造游樂中心
“水立方”的設計方案顯示,通過奧運賽后改建,游泳中心的競賽功能面積屆時將只占到總面積的21.4%左右,賽后它將是一個戲水樂園,運營的主體是人造沖浪海灘,圍繞它還有種類繁多的水上娛樂、健身、培訓等設施,建成后將是北京最大、最全面的市民水上游樂中心,為將來的市場化運營管理提供了廣闊的發展空間。
射擊館變身射擊博物館
北京射擊館不但將成為奧運會等大型賽事的比賽場地,還將成為射擊運動員訓練、切磋交流、留存紀念的家園。部分臨時設施改造后可以對外開放,成為健身、購物、休閑、娛樂場所,還能成為國防教育基地、推廣公眾射擊體育運動基地及宣傳奧林匹克精神的射擊運動博物館。
◎人本篇
在奧運場館建設中,設計者從一開始就把“以人為本”的理念擺在了首位,為滿足運動員和觀眾需求的各種細節設計隨處可見。
“鳥巢”9.1萬名觀眾人人平等
長340米、寬300米的“鳥巢”內沒有
立柱,9.1萬個坐席環抱著賽場的收攏結構,上下層之間錯落有致,無論觀眾坐在哪個位置,和賽場中心點之間的視線距離都在140米左右,確保每個觀眾都可以得到最佳的觀賽效果。
“鳥巢”的下層膜采用的
吸聲膜材料、鋼
結構構件上設置的
吸聲材料以及場內使用的電聲擴音系統,這三層“特殊裝置”使“巢”內的語音清晰度指標指數達到0.6———這個數字保證了坐在任何位置的觀眾都能清晰地收聽到廣播。
“鳥巢”的觀眾席里,還為殘障人士設置了200多個輪椅坐席。這些輪椅坐席比普通坐席稍高,保證殘障人士和普通觀眾有一樣的視野。賽時,場內還將提供助聽器并設置無線廣播系統,為有聽力和視力障礙的人提供個性化的服務。
2008年北京奧運會在京的31個比賽場館中,新建場館有12個,改建場館有11個,臨時場館為8個。除北京之外,在上海、青島、沈陽、天津、香港、秦皇島六個地方也都有比賽場館。
其中北京順義奧林匹克水上公園于7月28日上午正式通過驗收并交付使用,成為北京最早交付使用的新建奧運場館之一。
7月28日,北京2008年奧運會射擊館正式通過驗收,交付使用。與射擊名將許海峰當年打出的“第一塊奧運金牌”類似,2008年的北京射擊館也是最有可能產生北京2008年奧運會第一塊金牌的地方。
沙灘排球比賽歷來都是奧運比賽中最具觀賞性的項目之一。不過,這個賞心悅目的比賽項目也對比賽的環境有著苛刻的要求,如今,一座完全符合國際要求的比賽場地正在首都傳統工業遺址———朝陽公園內的原北京煤氣用具廠舊址上屹立起來。
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