《奧運工程科技創新百問手冊》日前發布

北京市“2008”工程建設指揮部辦公室日前發布了《奧運工程科技創新百問手冊》，其中揭示了包括國家體育場（“鳥巢”）的獨特的看臺設計、奧林匹克森林公園內部水系凈水資源的提供以及國家游泳中心（“水立方”）的清洗、防露、散熱與通風等一系列的科技創新“秘密”，一起來看一看吧——
 

國家體育場——“鳥巢”

坐在“碗”里看奧運：解密“鳥巢”看臺設計
 
《手冊》解密了國家體育場（“鳥巢”）獨特的看臺設計——觀眾將坐在“碗”里觀看奧運比賽。
 
《手冊》介紹，“鳥巢”的看臺像個邊緣高低起伏的、立體的“碗”，環抱著賽場收攏結構，而且它的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，與比賽場地中心點之間的視線距離都在140米左右，而且賽場上的運動員仿佛舞臺上的演員一樣被他們的觀眾層層圍繞，整個結構設計能夠營造出最佳的賽場氛圍。
 
為了給“鳥巢”里的觀眾營造良好的熱舒適度和風舒適度，“鳥巢”的設計者們在進行觀眾席熱舒適度、風舒適度模擬分析時采用了流體力學中的CFD模擬方法。它可以精確模擬出“鳥巢”的鋼結構和膜結構，模擬出91000人同時觀賽時“鳥巢”的自然通風狀況，并計算出每個區域的觀眾能感受到的溫度和氣流速度。“鳥巢”所有的通風設施，都是按照這個模擬分析設計進行調整優化的結果。無論觀眾坐在上層看臺還是下層看臺、普通座位還是貴賓席，都能享受到自然光和自然風，達到較好的舒適度。
 
《手冊》介紹，“鳥巢”中的足球場地面積為8000平方米左右，為地源熱泵系統提供了充足的埋管空間。地源熱泵是一種使用可再生能源、節能、環保的系統，通過地埋換熱管，冬季吸收土壤中蘊含的熱量為“鳥巢”供熱；夏季吸收土壤中存貯的冷量向“鳥巢”供冷。
 
奧林匹克森林公園
 
奧林匹克森林公園將成為北京防風防沙的綠色屏障
 
《手冊》指出，位于北京北部的奧林匹克森林公園將成為北京防風防沙的綠色屏障。
 
《手冊》介紹，奧林匹克森林公園建成后會是北京地區最大的森林公園。它最大的好處是涵養水源，防風固沙。為此，公園里以種植國槐、千頭椿這樣的3米至5米高的大型鄉土樹種為主，建成后這里將成為整個城市北部的綠色屏障。
 
奧林匹克森林公園位于奧林匹克公園北部，北至清河、南至辛店村路、東至安立路，西至白廟村路，總規劃用地約680公頃，以北五環為界，分為南北兩個區域。公園南區約380公頃，以“山形水系”為主，其“主山主湖”是森林公園的標志性工程；北區約300公頃，是以生態保護與恢復功能為主的生態種源地。
 
雨燕將“應邀”“鎮守”奧林匹克森林公園
 
《手冊》介紹，雨燕將“應邀”“鎮守”北京奧林匹克森林公園，捕食園內害蟲。
 
《手冊》介紹，近年來有跡象顯示北京城區的雨燕數量明顯減少。鑒于此，在對雨燕的棲息地進行研究的基礎上，奧林匹克森林公園的設計人員在樹林里建造了一些高15米到20米的景觀塔，其建造結構模仿雨燕做窩的環境，以利于雨燕前來筑巢，捕食林內害蟲。這些景觀塔被設計人員稱作“雨燕塔”。
 
《手冊》說，建造“雨燕塔”具有良好的生態效益和社會效益，不僅有利于北京雨燕的生存，還可以為市民提供一個愛護鳥類，欣賞鳥類和觀測鳥類的新景點。
 
《手冊》介紹，北京雨燕是北京最鄉土的物種，北京也是該種鳥類分布最集中的地區之一，因此開展北京雨燕資源的保護，不僅有利于維護北京地區物種的多樣性，在農林害蟲的生物防治上也具有更大的意義。
 
人工濕地將為奧林匹克森林公園提供凈水資源
 
記者《手冊》中了解到，奧林匹克森林公園將采用世界上領先的水質模擬維護系統和生態溫室系統來為公園內部水系提供凈水資源。
 
據介紹，水質模擬維護系統的基本方法就是利用人工濕地來凈化水質，以體現森林公園自然生態系統的環保功能。當中水通過種植各種水生植物的溫室后進行第一次凈化，植物的根部會吸收中水里的富營養化物質；濕地中設計的高低不平的河床讓水流疊落，途中曝氣增氧；經過兩次凈化后的中水流入外表平靜、地下翻騰的潛流濕地，再通過生態溝渠流入生態氧化潭，數次凈化后的水通過生物功能區流入湖體，這時的中水能夠達到地表水四類標準。
 
奧林匹克公園還將建立動態水質模擬預測預警系統，實時監測公園水質變化。
 
國家游泳中心——水立方
 
細說“水立方”的清洗、防露、散熱與通風

資料圖片：水立方

《手冊》詳細介紹了國家游泳中心（“水立方”）的清洗、防露、散熱與通風。
 
《手冊》介紹，“水立方”膜結構采用的ETFE膜材本身具有一定的自潔功能，靠雨水沖刷可以對氣枕外表面實現一定程度的自身清潔。同時，設計者還針對每個部位擬定了不同清洗方案。例如：屋面和外墻立面利用人工接水泵和高壓水槍進行清洗；墻體空腔內立面及內墻面由工人利用安全繩及單人升降機，手持帶清潔布的長棍由上至下對該部位的ETFE氣枕進行擦拭清潔；屋面氣枕下表面：采用下表面懸掛安全網，工人站在安全網上手持帶清潔布的長棍對該部位的ETFE膜進行擦拭清潔等。
 
游泳館長期處于高溫、高濕的環境下，防結露一直是室內泳池設計的一個重大課題。“水立方”的防結露手段，首先從建筑圍護結構的熱工要求開始，通過設計，ETFE圍護結構的傳熱系數遠遠小于高級玻璃幕墻的傳熱系數，這不僅使此建筑物符合國家有關公共建筑節能規范的要求，也為泳池防結露提供了條件。同時，設計者還為“水立方”合理設計了空調系統、游泳池和戲水池的大空間氣流組織，科學布置送風、回風和排風口，保證上部空間氣流的換氣次數。為了確保不出現結露現象，還在緊貼屋頂下部的馬道下單獨布置了防結露加熱送風系統。對于圍護結構立面，也布置了防結露送風空調通風系統，同時也設計了池水覆蓋等簡單實用的手段，來確保不出現結露現象。
 
“水立方”四周都是膜，如何散熱？《手冊》介紹，在“水立方”的膜上鍍著密度不等的指甲蓋大小的鍍點，鍍點材料是一種耐高溫的油墨，用于控制膜的透光度，同時還起到散射陽光的作用。它們既可避免場館溫度偏高又增添了外膜的美觀。
 
“水立方”全封閉，又是如何通風的呢？《手冊》說，“水立方”在設計時在屋頂設置了自然排風機，八個自然通風口可實現館內外空氣流通，這樣就能將建筑空間中的熱量散發出去，實現自然通風。
 
奧運村
 
奧運村運動員服務中心將實現“微能耗”
 
記者從《手冊》中了解到，北京奧運會奧運村運動員服務中心將實現“微能耗”。
 
據介紹，北京市民用建筑節能設計標準規定的采暖指標為32瓦／平方米，奧運村運動員服務中心的采暖指標僅為8瓦／平方米，利用可再生能源的貢獻率為65.7%，與常規建筑相比實現節能83%。
 
為了實現“微能耗”，奧運村運動員服務中心在設計中體現了七大原則：被動節能技術優先、重視可再生能源利用、新排風能量回收、系統與設備高能效、跨季節蓄冷與夜間蓄冷有機結合、保障能源互補性、提供健康舒適的室內外環境。
 
奧運村將建綠色空調系統避免“熱島效應”
 
2008北京奧運會奧運村居住區共有42棟樓房，如何避免大規模安裝常規分體空調形成區域性的“熱島效應”？
 
記者從《手冊》中了解到，奧運村將采用綠色空調系統，即再生水源熱泵系統，不僅能解決這一問題，還能減少向大氣排放一氧化碳180余噸。
 
奧運村將利用清河污水處理廠的二級出水（再生水），建設“再生水源熱泵系統”，提取再生水中的溫度，為奧運村提供冬季供暖和夏季制冷。利用再生水作為熱泵的冷熱源進行能量交換，不用冷卻塔或分體空調的室外機，沒有噪聲、煙氣排放的污染，夏季改善了大型建筑群室外的熱環境，能夠完全消除熱島效應，營造綠色社區環境。
 
同時，這一項目建成后，采暖每年可替代燃煤8000余噸，減少向大氣排放一氧化碳180余噸、碳氫化合物3.6噸、二氧化硫135噸、粉塵80余噸。