自主創(chuàng)新鑄就科技奧運(yùn)

建設(shè)中的“鳥巢”國家體育場　何慷民攝

“鳥巢”工地上，工人正在焊接難度最大的異型彎扭鋼構(gòu)件  何慷民攝

 

　　兩年后，2008年8月8日，第29屆奧運(yùn)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(diǎn)燃。

　　91000人。相當(dāng)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(dāng)于雅典奧林匹克綜合體育場??2004年雅典奧運(yùn)會主體育場所能容納觀眾數(shù)的近2倍。相當(dāng)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(yùn)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(yùn)動員和記者，數(shù)以百萬計的觀眾。我們的奧運(yùn)場館設(shè)施，能不能讓所有運(yùn)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(yùn)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像力的設(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(diǎn)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(fēng)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(lán)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(fù)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(xué)效果，無論運(yùn)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(xué)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(kuò)音系統(tǒng)，使“鳥巢”內(nèi)部的語音清晰度指標(biāo)指數(shù)達(dá)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，如何增加其舒適度？

　　“鳥巢”的中方設(shè)計師們經(jīng)過多次論證，借用了流體力學(xué)設(shè)計中的一種計算機(jī)CFD模擬方法，對“鳥巢”的觀眾席進(jìn)行了熱舒適度、風(fēng)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(fēng)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(biāo)示出來。現(xiàn)在，“鳥巢”所有的通風(fēng)設(shè)施，都是按照這個模擬分析對外國設(shè)計師的圖紙進(jìn)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(fēng)，達(dá)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，這些輪椅座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(wù)。這些科技手段的運(yùn)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(yùn)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(zhǔn)、取得最好成績，無疑是奧運(yùn)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(xué)體育館，第29屆奧運(yùn)會羽毛球和藝術(shù)體操比賽將在這里進(jìn)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(fēng)速和風(fēng)向問題會直接影響到運(yùn)動員的成績。去年底在美國阿納海姆舉行的第十四屆羽毛球錦標(biāo)賽，由冰球館臨時改成的賽場大開著空調(diào)，風(fēng)向還在隨時變化，球路變得難以掌握，結(jié)果每個運(yùn)動員都在抱怨:“我不知道風(fēng)是往哪一個方向吹……”