奧運場館凝結(jié)中國智慧

    兩年后，2008年8月8日，第29屆奧運會的熊熊圣火，將在全世界注視之下，在全場91000名觀眾的歡呼聲中，在俗稱“鳥巢”的國家體育場點燃。
    91000人。相當于北京豐臺體育中心足球場??現(xiàn)北京國安隊主場所能容納觀眾數(shù)的3倍。相當于雅典奧林匹克綜合體育場??2004年雅典奧運會主體育場所能容納觀眾數(shù)的近2倍。相當于德國慕尼黑安聯(lián)體育場??正在舉行的第18屆世界杯足球賽主體育場所能容納觀眾數(shù)的將近1.5倍……9萬多觀眾坐在一起，怎么讓他們感覺舒適？怎么讓他們獲得好的觀賽效果？萬一出現(xiàn)緊急情況，用什么方法快速、安全地疏散？
    從奧運會開幕到閉幕，短短17天，北京將迎來世界各地數(shù)以千計的官員嘉賓，數(shù)以萬計的運動員和記者，數(shù)以百萬計的觀眾。我們的奧運場館設(shè)施，能不能讓所有運動員充分發(fā)揮競技水平，讓所有觀眾安全、滿意地欣賞比賽？
    這些問題擺在奧運場館建設(shè)者面前，考驗著中國人的科技水平、設(shè)計能力。
    依靠著自主創(chuàng)新，中國人以充滿科技含量和想象力的設(shè)計，出色地解決了場館建設(shè)中的諸多問題。
■創(chuàng)新設(shè)計
  讓觀眾滿意看比賽
    “鳥巢”的看臺，是為了讓觀眾得到最好觀賽效果而特別設(shè)計的。
    大多數(shù)體育場館，并不十分講究看臺的設(shè)計。而“鳥巢”的看臺，卻被設(shè)計得像個邊緣高低起伏的“碗”，是環(huán)抱著賽場的收攏結(jié)構(gòu)，而且上下層看臺之間有一部分交錯。這樣一來，無論觀眾坐在“鳥巢”的哪個位置，和比賽場地中心點之間的視線距離都在140米左右。
    一般大跨度體育場館，屋頂看上去很雜亂，觀眾抬起頭看到的是屋架、風管、爬梯、各種設(shè)備管道……既不美觀又容易分散注意力。而坐在“鳥巢”的觀眾席向上看，除了藍天白云，只能看到一層薄薄的白色“窗欞紙”??那是“鳥巢”屋頂雙層膜結(jié)構(gòu)的下層。這層半透明的PTFE膜像家庭裝修中的吊頂，遮蔽了錯綜復雜的鋼結(jié)構(gòu)屋頂和屋架內(nèi)的設(shè)備、管道，觀眾視線內(nèi)沒有任何雜亂的物體，無形中就會把目光都聚焦向場內(nèi)的賽事。
    9萬多人同時觀賽，現(xiàn)場的聲音之嘈雜可想而知，如果場內(nèi)沒有良好的吸聲材料和聲學效果，無論運動員還是觀眾都將很難聽清場內(nèi)的廣播。“鳥巢”的下層膜采用吸聲膜材，能起到聲學吊頂?shù)淖饔茫�配合鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件上設(shè)置的一些吸聲材料，以及場內(nèi)使用的電聲擴音系統(tǒng)，使“鳥巢”內(nèi)部的語音清晰度指標指數(shù)達到0.6??這個數(shù)字完全能保證坐在任何角落的觀眾都能清晰收聽到場內(nèi)廣播。
    8月的北京，天氣炎熱，91000人坐在一個體育場里看比賽，怎么能增加其舒適度？
    “鳥巢”的中方設(shè)計師們經(jīng)過多次論證，借用了流體力學設(shè)計中的一種計算機CFD模擬方法，對“鳥巢”的觀眾席進行了熱舒適度、風舒適度的模擬分析實驗。它可以精確模擬出“鳥巢”的鋼結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)，模擬出91000人同時觀賽時的自然通風狀況，并計算出每個區(qū)域的觀眾能感受到的溫度和濕度氣流速度，在圖紙上用不同顏色標示出來。現(xiàn)在，“鳥巢”所有的通風設(shè)施，都是按照這個模擬分析對外國設(shè)計師的圖紙進行調(diào)整優(yōu)化的結(jié)果。無論觀眾坐在上層看臺還是下層看臺、普通座位還是VIP席，都能享受到自然光和自然風，達到較好的舒適度。
    “鳥巢”的觀眾席里，還為殘障人士設(shè)置了超過200個輪椅位置。相比普通座椅，這些輪椅坐席的高度都作了提升，以保證和普通觀眾有一樣的視野。而對于聽力和視力損傷的觀眾，將提供助聽器和比賽解說無線廣播系統(tǒng)為他們服務。這些科技手段的運用，讓在“鳥巢”觀賽的所有人都能平等地享受體育帶來的樂趣。
■創(chuàng)新設(shè)計：
  讓運動員充分發(fā)揮水平
    既然是賽場，怎樣讓來自世界各地的健兒們能充分發(fā)揮競賽水準、取得最好成績，無疑是奧運場館設(shè)計的核心問題。
    東四環(huán)邊上有一座體育館，潔白的圓形屋頂讓它看上去既像一枚微張的蚌殼，又像一個倒扣的斗笠。這就是新建的北京工業(yè)大學體育館，第29屆奧運會羽毛球和藝術(shù)體操比賽將在這里進行。
    了解羽毛球的人都知道，這個項目對于場館內(nèi)部的空調(diào)設(shè)計有著特殊要求，因為空調(diào)帶來的風速和風向問題會直接影響運動員的成績。去年年底在美國阿納海姆舉行的第十四屆羽毛球錦標賽，由冰球館臨時改成的賽場大開著空調(diào)，風向還在隨時變化，球路變得難以掌握，結(jié)果每個運動員都在抱怨：“我不知道風是在哪一個方向吹……”
    北工大體育館是由華南理工大學建筑設(shè)計院自主設(shè)計的。為了尋找到最適合羽毛球運動的場館設(shè)計方案，中國設(shè)計師們四處“取經(jīng)”，考察了雅典奧運會、巴塞羅那奧運會甚至1960年羅馬奧運會的運動場館，參觀了國家體育總局的國家隊羽毛球訓練館，還跟著國家隊到英國參加了去年年初的全英羽毛球公開賽……但是，這些場館的設(shè)計不是不適合羽毛球比賽，就是不可復制??雅典古狄奧林匹克綜合體育中心因為同時承擔奧運會現(xiàn)代五項比賽任務，場館設(shè)計并不完全符合羽毛球運動的要求；伯明翰英國國家室內(nèi)體育館的場地設(shè)計倒是非常方便羽毛球比賽使用，可人家全英羽毛球公開賽是在3月份，壓根兒不用開空調(diào)，而第29屆奧運會是在8月，不開空調(diào)是不可能的；國家體育總局羽毛球訓練館的設(shè)計非常好，空調(diào)是通過天花板上許多密密麻麻的送風孔出風，完全不影響比賽，但這種設(shè)計只能用于小型場館……

 華南理工大學的設(shè)計人員與國家隊的李永波總教練以及林丹、張寧等隊員交流，問他們，哪次大賽的場館設(shè)計是完全符合羽毛球運動要求，讓人挑不出一點毛病的？大家都說，印象中還真沒有。這也難怪，目前世界上所有能舉行大賽的高水平體育場館，幾乎沒有哪個是為羽毛球比賽專門設(shè)計的。
    沒有可供借鑒的先例，只能靠中國人自己想辦法。
    經(jīng)過多次論證，決定采用觀眾席席下送風的空調(diào)設(shè)計，也就是看臺內(nèi)增設(shè)空調(diào)送風管道，讓涼風從觀眾的座椅下面吹出來。每兩個座位下面有3個直徑各13厘米的送風口，整個體育館中，這樣的送風口共有1萬多個。
    采用這樣的設(shè)計有兩個好處：首先是降低了風速。風速大小與出風管道的橫截面積是成反比的，把一個出風口“分解”成了1萬多個出風口，風速當然就小了；其次是避免了空調(diào)風向?qū)�場上運動員的影響。一般體育館空調(diào)的送風管道是在屋頂，風從上面吹下來，再吹向四面的觀眾席，冷氣在由上面轉(zhuǎn)向側(cè)面的過程中會形成一個渦旋氣流，影響到羽毛球的飛行線路，現(xiàn)在將出風口設(shè)計在觀眾席下，回風口設(shè)計在兩層觀眾席之間，就避免了渦旋氣流的產(chǎn)生。
    席下送風，說起來容易，做起來卻有點難。體育館觀眾席的下方，實際上是觀眾集散大廳，洗手間、休息室和許多功能用房都設(shè)在那里，空調(diào)管道要從這些房間上面通過去。而北工大體育館的獨特外觀要求建筑物不能太高，如果在屋頂加上管道，會讓這些房間的使用空間變得更加矮小，何況這些房間功能不同，本身也需要不同的管道。為了避讓開送風管道，同時讓有限的空間得到最大的利用，中國設(shè)計師們反復修改，最終的設(shè)計方案與最初圖紙相比，幾乎所有房間的位置都挪了一遍。
    不僅在空調(diào)上下功夫，連每一扇門的位置都經(jīng)過了精心考慮。在最初的圖紙上，為了疏散方便，休息大廳的門和觀眾席的門都是兩兩相對的。后來有專家提出，比賽的時候如果兩扇門同時打開，會形成穿堂風，影響場上比賽。設(shè)計師們馬上作了修改，把門的位置錯開了。
    經(jīng)過種種改進，現(xiàn)在，羽毛球館內(nèi)的風速可以控制在0.2米/秒以下，完全符合國際羽聯(lián)的要求。除了保證運動員能發(fā)揮最佳的競技水平外，也能保證觀眾席的舒適度??觀眾席的溫度在25至27℃之間，場內(nèi)則是26到28℃。
    依靠自己的智慧，中國人成功解決了困擾國際羽壇多年的“老大難”問題。
■創(chuàng)新設(shè)計：
  消除大賽的安全隱患
    奧運會這樣的超大型國際賽事，動輒數(shù)萬人聚集，疏散設(shè)施一定要足夠安全合理。
    環(huán)繞“鳥巢”四周，有12對非常醒目的鋼結(jié)構(gòu)大樓梯曲曲折折向上延伸，它們是通往上層看臺的必經(jīng)之路。去過慕尼黑安聯(lián)體育場的人，一定會覺得這些大樓梯似曾相識??是的，安聯(lián)的設(shè)計師和“鳥巢”的外方設(shè)計師都是來自瑞士的赫爾佐格和德梅隆，所以，安聯(lián)體育場也有這樣通向上層看臺的大樓梯，只不過基本上是直的，一通到底。其實，“鳥巢”的大樓梯原本也是這樣設(shè)計的。但是，大家很快意識到，一通到底的大樓梯可能存在安全隱患，外方設(shè)計師的方案需要改進。
    這些樓梯每個都有60多米長，一端連接上層看臺的集散大廳，一端連接下面的平臺，中間沒有任何出口。散場的時候，大家都在向下走，人流密集，萬一有走在中間的人絆倒了，會不會引發(fā)恐慌，造成觀眾的踩踏？
    中方設(shè)計單位特意找到一家專業(yè)公司，采用專用軟件對大樓梯進行了非正常狀態(tài)下的疏散模擬分析，并根據(jù)結(jié)果改進了大樓梯的設(shè)計：首先，將原來一通到底的大樓梯改成一段一段的彎折形狀，實際上是把大樓梯分割成若干部分，防止觀眾萬一摔倒后連續(xù)滾落；其次，全程安裝攝像頭，并有管理人員進行監(jiān)控，一旦出現(xiàn)問題，馬上有管理上的聯(lián)動，可以臨時封閉某一個區(qū)域，避免事故發(fā)生；再次，每個大樓梯中間都增加了一排扶手；最關(guān)鍵的改動，是增開了緊急疏散通道，把大樓梯和下面的樓層連接起來，這些通道平時不用，一旦發(fā)生緊急情況，通道將被打開，走在大樓梯上的觀眾可就近從其他樓層疏散出去，工作人員也可通過緊急通道迅速進入大樓梯進行疏導或營救。
    經(jīng)過改進之后，一旦發(fā)生緊急情況，能保證在最短時間內(nèi)把“鳥巢”內(nèi)部的所有觀眾疏散出去。根據(jù)計算機模擬結(jié)果，把“鳥巢”內(nèi)部的觀眾全部疏散出去只需約14分鐘；而今年北京國安主場對陣山東魯能的那場比賽，賽后約20000名觀眾全部離開球場也用了大約14分鐘。不要忘了，“鳥巢”可以容納的觀眾數(shù)是91000人，比那天到豐體觀賽人數(shù)的4倍還多。
    奧運場館建設(shè)中這些人性化的細節(jié)設(shè)計，反映的既是一種人文關(guān)懷，同時也是科技水平、創(chuàng)新能力。所有的人文關(guān)懷，都是通過創(chuàng)新設(shè)計、科技手段來實現(xiàn)的。
    “人文奧運”的背后，一樣折射著自主創(chuàng)新的光芒。