《奥运工程科技创新百问手册》日前发布

北京市“2008”工程建设指挥部办公室日前发布了《奥运工程科技创新百问手册》，其中揭示了包括国家体育场（“鸟巢”）的独特的看台设计、奥林匹克森林公园内部水系净水资源的提供以及国家游泳中心（“水立方”）的清洗、防露、散热与通风等一系列的科技创新“秘密”，一起来看一看吧——
 

国家体育场——“鸟巢”

坐在“碗”里看奥运：解密“鸟巢”看台设计
 
《手册》解密了国家体育场（“鸟巢”）独特的看台设计——观众将坐在“碗”里观看奥运比赛。
 
《手册》介绍，“鸟巢”的看台像个边缘高低起伏的、立体的“碗”，环抱着赛场收拢结构，而且它的上下层看台之间有一部分交错。这样一来，无论观众坐在“鸟巢”的哪个位置，与比赛场地中心点之间的视线距离都在140米左右，而且赛场上的运动员仿佛舞台上的演员一样被他们的观众层层围绕，整个结构设计能够营造出最佳的赛场氛围。
 
为了给“鸟巢”里的观众营造良好的热舒适度和风舒适度，“鸟巢”的设计者们在进行观众席热舒适度、风舒适度模拟分析时采用了流体力学中的CFD模拟方法。它可以精确模拟出“鸟巢”的钢结构和膜结构，模拟出91000人同时观赛时“鸟巢”的自然通风状况，并计算出每个区域的观众能感受到的温度和气流速度。“鸟巢”所有的通风设施，都是按照这个模拟分析设计进行调整优化的结果。无论观众坐在上层看台还是下层看台、普通座位还是贵宾席，都能享受到自然光和自然风，达到较好的舒适度。
 
《手册》介绍，“鸟巢”中的足球场地面积为8000平方米左右，为地源热泵系统提供了充足的埋管空间。地源热泵是一种使用可再生能源、节能、环保的系统，通过地埋换热管，冬季吸收土壤中蕴含的热量为“鸟巢”供热；夏季吸收土壤中存贮的冷量向“鸟巢”供冷。
 
奥林匹克森林公园
 
奥林匹克森林公园将成为北京防风防沙的绿色屏障
 
《手册》指出，位于北京北部的奥林匹克森林公园将成为北京防风防沙的绿色屏障。
 
《手册》介绍，奥林匹克森林公园建成后会是北京地区最大的森林公园。它最大的好处是涵养水源，防风固沙。为此，公园里以种植国槐、千头椿这样的3米至5米高的大型乡土树种为主，建成后这里将成为整个城市北部的绿色屏障。
 
奥林匹克森林公园位于奥林匹克公园北部，北至清河、南至辛店村路、东至安立路，西至白庙村路，总规划用地约680公顷，以北五环为界，分为南北两个区域。公园南区约380公顷，以“山形水系”为主，其“主山主湖”是森林公园的标志性工程；北区约300公顷，是以生态保护与恢复功能为主的生态种源地。
 
雨燕将“应邀”“镇守”奥林匹克森林公园
 
《手册》介绍，雨燕将“应邀”“镇守”北京奥林匹克森林公园，捕食园内害虫。
 
《手册》介绍，近年来有迹象显示北京城区的雨燕数量明显减少。鉴于此，在对雨燕的栖息地进行研究的基础上，奥林匹克森林公园的设计人员在树林里建造了一些高15米到20米的景观塔，其建造结构模仿雨燕做窝的环境，以利于雨燕前来筑巢，捕食林内害虫。这些景观塔被设计人员称作“雨燕塔”。
 
《手册》说，建造“雨燕塔”具有良好的生态效益和社会效益，不仅有利于北京雨燕的生存，还可以为市民提供一个爱护鸟类，欣赏鸟类和观测鸟类的新景点。
 
《手册》介绍，北京雨燕是北京最乡土的物种，北京也是该种鸟类分布最集中的地区之一，因此开展北京雨燕资源的保护，不仅有利于维护北京地区物种的多样性，在农林害虫的生物防治上也具有更大的意义。
 
人工湿地将为奥林匹克森林公园提供净水资源
 
记者《手册》中了解到，奥林匹克森林公园将采用世界上领先的水质模拟维护系统和生态温室系统来为公园内部水系提供净水资源。
 
据介绍，水质模拟维护系统的基本方法就是利用人工湿地来净化水质，以体现森林公园自然生态系统的环保功能。当中水通过种植各种水生植物的温室后进行第一次净化，植物的根部会吸收中水里的富营养化物质；湿地中设计的高低不平的河床让水流叠落，途中曝气增氧；经过两次净化后的中水流入外表平静、地下翻腾的潜流湿地，再通过生态沟渠流入生态氧化潭，数次净化后的水通过生物功能区流入湖体，这时的中水能够达到地表水四类标准。
 
奥林匹克公园还将建立动态水质模拟预测预警系统，实时监测公园水质变化。
 
国家游泳中心——水立方
 
细说“水立方”的清洗、防露、散热与通风

资料图片：水立方

《手册》详细介绍了国家游泳中心（“水立方”）的清洗、防露、散热与通风。
 
《手册》介绍，“水立方”膜结构采用的ETFE膜材本身具有一定的自洁功能，靠雨水冲刷可以对气枕外表面实现一定程度的自身清洁。同时，设计者还针对每个部位拟定了不同清洗方案。例如：屋面和外墙立面利用人工接水泵和高压水枪进行清洗；墙体空腔内立面及内墙面由工人利用安全绳及单人升降机，手持带清洁布的长棍由上至下对该部位的ETFE气枕进行擦拭清洁；屋面气枕下表面：采用下表面悬挂安全网，工人站在安全网上手持带清洁布的长棍对该部位的ETFE膜进行擦拭清洁等。
 
游泳馆长期处于高温、高湿的环境下，防结露一直是室内泳池设计的一个重大课题。“水立方”的防结露手段，首先从建筑围护结构的热工要求开始，通过设计，ETFE围护结构的传热系数远远小于高级玻璃幕墙的传热系数，这不仅使此建筑物符合国家有关公共建筑节能规范的要求，也为泳池防结露提供了条件。同时，设计者还为“水立方”合理设计了空调系统、游泳池和戏水池的大空间气流组织，科学布置送风、回风和排风口，保证上部空间气流的换气次数。为了确保不出现结露现象，还在紧贴屋顶下部的马道下单独布置了防结露加热送风系统。对于围护结构立面，也布置了防结露送风空调通风系统，同时也设计了池水覆盖等简单实用的手段，来确保不出现结露现象。
 
“水立方”四周都是膜，如何散热？《手册》介绍，在“水立方”的膜上镀着密度不等的指甲盖大小的镀点，镀点材料是一种耐高温的油墨，用于控制膜的透光度，同时还起到散射阳光的作用。它们既可避免场馆温度偏高又增添了外膜的美观。
 
“水立方”全封闭，又是如何通风的呢？《手册》说，“水立方”在设计时在屋顶设置了自然排风机，八个自然通风口可实现馆内外空气流通，这样就能将建筑空间中的热量散发出去，实现自然通风。
 
奥运村
 
奥运村运动员服务中心将实现“微能耗”
 
记者从《手册》中了解到，北京奥运会奥运村运动员服务中心将实现“微能耗”。
 
据介绍，北京市民用建筑节能设计标准规定的采暖指标为32瓦／平方米，奥运村运动员服务中心的采暖指标仅为8瓦／平方米，利用可再生能源的贡献率为65.7%，与常规建筑相比实现节能83%。
 
为了实现“微能耗”，奥运村运动员服务中心在设计中体现了七大原则：被动节能技术优先、重视可再生能源利用、新排风能量回收、系统与设备高能效、跨季节蓄冷与夜间蓄冷有机结合、保障能源互补性、提供健康舒适的室内外环境。
 
奥运村将建绿色空调系统避免“热岛效应”
 
2008北京奥运会奥运村居住区共有42栋楼房，如何避免大规模安装常规分体空调形成区域性的“热岛效应”？
 
记者从《手册》中了解到，奥运村将采用绿色空调系统，即再生水源热泵系统，不仅能解决这一问题，还能减少向大气排放一氧化碳180余吨。
 
奥运村将利用清河污水处理厂的二级出水（再生水），建设“再生水源热泵系统”，提取再生水中的温度，为奥运村提供冬季供暖和夏季制冷。利用再生水作为热泵的冷热源进行能量交换，不用冷却塔或分体空调的室外机，没有噪声、烟气排放的污染，夏季改善了大型建筑群室外的热环境，能够完全消除热岛效应，营造绿色社区环境。
 
同时，这一项目建成后，采暖每年可替代燃煤8000余吨，减少向大气排放一氧化碳180余吨、碳氢化合物3.6吨、二氧化硫135吨、粉尘80余吨。