置身于深圳第26屆大學(xué)生夏季運(yùn)動(dòng)會(huì)的開幕式現(xiàn)場(chǎng)——深圳灣體育中心，看臺(tái)與深圳灣的海景只有“一墻之隔”，薄薄的網(wǎng)格狀“墻”外面就是深圳寧靜的濱海夜景，整個(gè)場(chǎng)館內(nèi)的絢麗燈光也透過薄薄的春繭四散開來。而在龍崗的大運(yùn)體育中心，一入夜，被稱為的“水晶石”的大運(yùn)中心就不斷變幻出各種顏色，成為大運(yùn)中心亮麗的風(fēng)景。不僅如此，“水晶石”還采用透光卻隔熱的“會(huì)呼吸的幕墻”，室外平整的混凝土地面卻和土壤一樣透水，這些新型的建筑科技為大運(yùn)平添了科技和綠色的色彩。
記者了解到，在建筑領(lǐng)域，高科技的材料和建筑工藝、創(chuàng)意十足的結(jié)構(gòu)設(shè)置以及低碳環(huán)保的新型建筑技術(shù)都被應(yīng)用在深圳大運(yùn)會(huì)的各個(gè)場(chǎng)館當(dāng)中。南方日?qǐng)?bào)記者走訪一座座閃爍著高科技因子的大運(yùn)場(chǎng)館，試圖展示大運(yùn)場(chǎng)館背后的建筑科技。
有的幕墻會(huì)“呼吸”，有的幕墻可自潔
龍崗靜謐的夜晚中，“水晶石”不斷放出絢爛的光，奪目卻不喧囂，這里就是龍崗大運(yùn)中心體育場(chǎng)，田徑、足球等項(xiàng)目比賽的場(chǎng)館。
“水晶石”的美讓人屏住呼吸，除了獨(dú)特的造型，外立面全透明的圍護(hù)結(jié)構(gòu)大膽新穎，這可是獨(dú)樹一幟。然而這份敞亮、大膽也難免讓人生疑：大運(yùn)會(huì)在深圳最熱的8月份舉行，坐在這全透明的“水晶石”里，和桑拿房露天曬太陽有什么區(qū)別？
大運(yùn)中心的建筑師則告訴記者，不必?fù)?dān)心：為解決透明幕墻帶來的溫度調(diào)節(jié)難題，設(shè)計(jì)方創(chuàng)造性地將圍護(hù)設(shè)計(jì)為兩層，外層為夾膠節(jié)能玻璃和聚碳酸酯板，這種新型節(jié)能材料通透、明亮又隔熱、隔音、防眩光。在不影響可見光透過的前提下，達(dá)到最大的遮陽效果，同時(shí)也保證了建筑的節(jié)能效果；而內(nèi)層則為半透明的玻璃纖維張拉膜，除了環(huán)保隔熱，還是輔助燈光效果的投影幕布。更重要的是，它與外層幕墻之間形成了一個(gè)會(huì)“呼吸”的空腔，陽光帶來的熱空氣在這里被牢牢“鎖定”，再全部由自然通風(fēng)系統(tǒng)帶走，場(chǎng)館內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)通過這一吸一呼而完成。到了冬天，關(guān)上“天窗”，又可以最大限度地確保熱量不流失。
同樣是幕墻，大運(yùn)中心的幕墻讓人嘆服，但鹽田區(qū)體育館的幕墻卻未必“服氣”，因?yàn)樗灿刑厥饧寄堋{米自潔。這種技術(shù)就是在大廈建筑外墻的玻璃、鋁板、油漆等表面制備二氧化鈦涂層，納米二氧化鈦在日光紫外線催化作用下具有超強(qiáng)氧化性和超親水性。超強(qiáng)氧化性可降解汽車尾氣和工業(yè)廢氣中排放出來的有機(jī)物如甲醛、甲苯等油污，并將這些污漬分解為二氧化碳和水，使附著在建筑表層的無機(jī)物如二氧化硫、氮氧化物等失去黏附力，當(dāng)下雨時(shí)，已經(jīng)降解的有機(jī)物和失去黏附力的無機(jī)物就很容易被水沖走。使用納米自潔技術(shù)的建筑外墻可以不用定時(shí)人工清洗，不僅節(jié)省了大筆清潔費(fèi)用，節(jié)能降耗方面也有收益，因?yàn)榧{米自潔環(huán)保技術(shù)的二氧化鈦涂層還能吸收紫外線，可以阻隔10%的太陽能進(jìn)入室內(nèi)，降低了電能消耗。
記者在采訪中了解到，這種納米技術(shù)除了自潔，還能凈化空氣，10000平方米的納米自潔涂層相當(dāng)于200棵楊樹的空氣凈化效果！而老百姓接觸最頻繁的民用住宅，將是這一技術(shù)進(jìn)一步推廣的重點(diǎn)目標(biāo)。
路面收集滲透水，通過暗溝流向景觀湖
大運(yùn)中心的設(shè)計(jì)大氣美觀，遠(yuǎn)處青山環(huán)抱，身旁還有一灣澄澈的湖水，腳下廣場(chǎng)很寬敞。細(xì)心的市民可能會(huì)注意到，大運(yùn)中心不少路面都呈銀灰色，仔細(xì)看起來像是一塊塊小石子拼接到了一起，與傳統(tǒng)平整的水泥路面和瀝青馬路相比，這里顯得有些“寒磣”。不過，可別小看這種設(shè)計(jì)，如果你把一瓶水倒在路面上，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一整瓶水轉(zhuǎn)眼間便從看似毫無縫隙的地面上消失了。
路面能“喝水”，是因?yàn)閼?yīng)用了一種新型的透水混凝土。大運(yùn)中心的工程人員告訴記者，大運(yùn)中心室外路面鋪設(shè)了總面積達(dá)15萬平方米的透水路面，其透水系數(shù)為3毫米／秒。這么大的“胃口”，積水現(xiàn)象幾乎不可能出現(xiàn)，“就算拿水管直接扔在地上不停放水，也頂多出現(xiàn)臉盆大的水漬，連水洼都不會(huì)有。奧妙就在這混凝土下，布滿了縱橫交錯(cuò)的暗溝，像人體的毛細(xì)血管，收集滲透水，迅速送進(jìn)人工湖補(bǔ)充景觀用水或者儲(chǔ)存用來灌溉”，工程人員解釋，而湖水又被用來進(jìn)行綠化澆灌和場(chǎng)地道路沖洗。消失了的水，實(shí)際上始終在被循環(huán)利用著?？此坪人?，實(shí)則節(jié)水。然而神奇之處不止于此，記者還了解到，在炎熱天氣下，相對(duì)于普通地面，這種透水地面的溫度會(huì)低5—10攝氏度。
節(jié)能和綠色被作為本屆大運(yùn)會(huì)的一個(gè)主題，很多場(chǎng)館都應(yīng)用了最新的節(jié)能技術(shù)。在鹽田區(qū)綜合體育館，玻璃幕墻外側(cè)采用國際先進(jìn)水平的全天候智能遮陽電動(dòng)百葉窗，這種百葉窗可隨陽光的直射角度調(diào)整遮陽板角度，達(dá)到防止陽光直射玻璃導(dǎo)致的能量損耗。
在“春繭”，記者還見識(shí)了另一項(xiàng)節(jié)能的“獨(dú)門絕技”：空調(diào)制冷，不用電，還能用什么——用冰：簡單來說就是晚上制冰，白天制冷，利用冷凝和升華的物理原理節(jié)約能源。晚上11時(shí)后，開始制冰并儲(chǔ)存起來，第二天，制好的冰可供應(yīng)空調(diào)制冷。這樣既錯(cuò)開了用電高峰，又節(jié)約了成本。據(jù)測(cè)算，使用“冰蓄冷”后，“春繭”每年節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用200萬元，還可節(jié)約用電280萬千瓦時(shí)。而冰蓄冷也代表著當(dāng)今世界中央空調(diào)的發(fā)展方向。
-科技點(diǎn)擊
1.節(jié)省鋼量60%
大運(yùn)中心體育場(chǎng)采用了國際上首創(chuàng)的單層折面空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)體系使得大運(yùn)中心體育場(chǎng)用鋼量大大節(jié)省，6萬座的大運(yùn)中心體育場(chǎng)用鋼量只有1.8萬噸，只有“鳥巢”的40%。
2.會(huì)“呼吸”的玻璃幕墻
大運(yùn)中心外立面全部設(shè)計(jì)為全透明的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為兩層，外層為XIR夾膠節(jié)能玻璃和聚碳酸酯板，內(nèi)層為半透明的玻璃纖維張拉膜。XIR夾膠節(jié)能玻璃具有通透、明亮、隔熱、隔音、環(huán)保、防眩光等特點(diǎn)，可見光透過率超過70%，可見光反射率低于8%，可屏蔽99.8%的紅外線及紫外線，在不影響可見光透過的前提下，可以提供很高的遮陽系數(shù)，達(dá)到最大的遮陽效果，在保證了建筑物通透性的同時(shí)，也保證了建筑的節(jié)能效果。通過這兩層材料間形成空腔，可以將空腔間陽光輻射造成的熱空氣全部由自然通風(fēng)系統(tǒng)帶走，其作用類似呼吸幕墻，但比呼吸式幕墻更節(jié)約造價(jià)，施工更簡單。
3.可透水的混凝土地面
大運(yùn)中心室外地面全部采用透水混凝土，共計(jì)15萬平方米，透水系數(shù)達(dá)3毫米/秒，可以起到透水、透氣、保水、節(jié)水的作用，每年使用雨水與中水等非傳統(tǒng)水資源可達(dá)到92萬立方米。室內(nèi)消防用水全部利用現(xiàn)有的游泳池水，可節(jié)水0.21萬立方米／年；智能綠地澆灌可節(jié)水15萬立方米／年，并節(jié)約10萬元以上管理勞務(wù)支出。綜合起來，年節(jié)水約107.37萬立方米，夠2200余人用一年。
4.建筑可“變色”
夜色中的大運(yùn)中心“水晶石”不斷的變幻著自身的顏色，吸引著周圍市民的目光。據(jù)了解，大運(yùn)中心設(shè)計(jì)了20多種不同配光，并運(yùn)用了世界領(lǐng)先的6個(gè)核心專利技術(shù)的獨(dú)立控制系統(tǒng)，可以同步控制23880套智能燈具，共88350個(gè)獨(dú)立控制單元，并可實(shí)現(xiàn)一年365天全自動(dòng)運(yùn)行和監(jiān)控。所有的燈具都安裝在鋼結(jié)構(gòu)的部分主梁和次梁上，實(shí)現(xiàn)了燈具和線槽的隱蔽，完全消除了顯光，構(gòu)成了美麗的剪影效果。
5.省電一半的燈
專門研發(fā)的百萬顆專用LED芯片和非線性透鏡，具有節(jié)能、環(huán)保、體積小、耗電量低、壽命長、高亮度、低熱量等優(yōu)點(diǎn)，燈具壽命可達(dá)5萬小時(shí)以上，比熒光燈光源壽命長2.5—3倍，比熒光燈光源節(jié)能60%以上。場(chǎng)館內(nèi)會(huì)客廳、休息室、功能房、采訪間采用的T5熒光燈，節(jié)能率也達(dá)到35%—50%。
建筑也可以有“脈搏”
“春繭”顧問工程師：
-人物
坐落在美麗深圳灣的“春繭”，猶如孕育破繭而出沖向世界的運(yùn)動(dòng)健兒的孵化器，構(gòu)思新穎、造型獨(dú)特，與“鳥巢”的設(shè)計(jì)手法有異曲同工之妙?！按豪O”由東向西的頭、身、尾分別隔出三大場(chǎng)館——體育場(chǎng)、室內(nèi)體育館和游泳館，開創(chuàng)了國內(nèi)體育場(chǎng)館設(shè)計(jì)和建設(shè)的先河。在負(fù)責(zé)“春繭”項(xiàng)目咨詢的奧雅納總工程師汪洋看來，深圳大運(yùn)會(huì)開幕式場(chǎng)館——深圳灣體育中心的建筑難度甚至高于北京的鳥巢，而在為這所大運(yùn)場(chǎng)館提供建筑工程的咨詢服務(wù)時(shí)，工程師們則讓“春繭”具備了“脈搏”，讓她在施工中隨時(shí)可以發(fā)現(xiàn)“身體”的異樣，此外包括航空航天等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)都在春繭設(shè)計(jì)和施工中首次進(jìn)入了建筑領(lǐng)域。
創(chuàng)意外觀也需要科技才得以實(shí)現(xiàn)
奧雅納工程顧問公司總工程師汪洋至今仍記得當(dāng)初華潤來找到他們時(shí)的場(chǎng)景。2009年初，華潤作為深圳灣體育中心(俗稱“春繭”)的開發(fā)商找到奧雅納做項(xiàng)目結(jié)構(gòu)、安全和施工方面的咨詢優(yōu)化，“那時(shí)聽說他們還在做施工圖設(shè)計(jì)”，而聯(lián)想起深圳灣體育中心是在2010年5、6月進(jìn)行“合攏”的，汪洋慨嘆華潤在“春繭”這一建筑上面完成了相當(dāng)了不起的成績。
奧雅納是在建筑行業(yè)知名的集設(shè)計(jì)、工程、規(guī)劃和業(yè)務(wù)咨詢?yōu)橐惑w的全球性公司，其在中國參與咨詢和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的項(xiàng)目就包括央視新大樓、鳥巢、水立方、廣州塔等多個(gè)地標(biāo)性建筑，在深圳他們則在京基100的建造中提供了專業(yè)的意見。
接到這一咨詢?nèi)宋锖?，奧雅納開始組建以深圳當(dāng)?shù)赜薪?jīng)驗(yàn)的專家為主的團(tuán)隊(duì)，并動(dòng)用東亞區(qū)的專家?guī)欤送膺€邀請(qǐng)香港、倫敦等地公司的專家，其中不乏負(fù)責(zé)鳥巢等重大項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)人。而汪洋，則成為“春繭”咨詢顧問的總負(fù)責(zé)人。
“春繭”采用了國際上首創(chuàng)的單層折面空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，借助屋頂巨幅鋼結(jié)構(gòu)鋪裝，將體育場(chǎng)、體育館、游泳館置于一個(gè)白色的巨型網(wǎng)格狀鋼結(jié)構(gòu)屋面之下，精巧的設(shè)計(jì)讓人驚嘆不已。而這背后，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)師的這一外觀構(gòu)想，工程師們付出了很多艱辛的努力，“其實(shí)設(shè)計(jì)外觀與實(shí)際應(yīng)力不符，而日本設(shè)計(jì)師佐藤堅(jiān)持設(shè)計(jì)尺寸，讓準(zhǔn)備改動(dòng)尺寸以符合實(shí)情的顧問公司、施工團(tuán)隊(duì)都處在兩難境地”，汪洋表示。
為達(dá)到外觀效果，同時(shí)又要保證安全的前提下，工程師們考慮節(jié)省材料以減輕自身承重，奧雅納的咨詢團(tuán)隊(duì)就建議采用表面積大、矩形截面小的特殊薄壁作為箱體構(gòu)件?！按豪O”的薄壁板厚在10毫米~30毫米之間，比起“鳥巢”厚達(dá)60毫米的鋼板，構(gòu)件成型雖然容易，但是也更容易反彈，這對(duì)施工的要求也更高。
汪洋作了這樣一個(gè)比喻，“如果把‘春繭’剖開，其剖面就會(huì)是一個(gè)矩形，網(wǎng)殼的鋼結(jié)構(gòu)和內(nèi)部巨大的空間相比就像是易拉罐”，汪洋告訴記者，建筑中的鋼結(jié)構(gòu)如果越輕，自重越低就會(huì)減少對(duì)建筑本身的影響，但是夠輕的同時(shí)又不能像易拉罐一扭就完全變形了，“于是我們?cè)谳p薄的同時(shí)也要努力控制鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)，讓一個(gè)節(jié)點(diǎn)的變形不能影響到整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)和安全”。
“健康監(jiān)測(cè)”將伴隨“春繭”整個(gè)生命歷程
最后，整個(gè)“春繭”是由1萬多根構(gòu)件組成的長達(dá)530米、寬241米的鋼結(jié)構(gòu)包裹。汪洋告訴記者，構(gòu)件的設(shè)計(jì)走向是打破常規(guī)的，是扭曲的，“春繭”扭曲的數(shù)量和程度都超越“鳥巢”。在施工中，為保證定位準(zhǔn)確性，奧雅納提出分片組裝的建議，施工方最終也是采用了分塊累積提升與高空分塊吊裝相結(jié)合的方案進(jìn)行施工，即在地面上一個(gè)一個(gè)區(qū)域焊接、拼裝好，然后將大塊單元體逐步吊裝上去。
奧雅納工程顧問公司的董事林奉軍告訴記者，奧雅納所賦予“春繭”的，就是幫助開發(fā)商實(shí)現(xiàn)讓大運(yùn)開幕式場(chǎng)館更加安全、結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化、施工過程更加萬無一失的目標(biāo)。汪洋表示，像“春繭”這樣的建筑，即使最有經(jīng)驗(yàn)的工程師也無法判別出最優(yōu)的選擇方向。而奧雅納是借助了航空航天的高端軟件，結(jié)合土木工程，進(jìn)行二次開發(fā)，有針對(duì)性地給出項(xiàng)目的優(yōu)化方向，并借助3D技術(shù)表現(xiàn)空間結(jié)構(gòu)的幾何關(guān)系，在系統(tǒng)中模擬校核。
而為了保證施工的精準(zhǔn)，整個(gè)“春繭”在建造、合攏、卸載的工程中有了“健康監(jiān)測(cè)”。工程師們?cè)诖豪O鋼結(jié)構(gòu)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝感應(yīng)元器件，即時(shí)監(jiān)測(cè)建筑在施工和合攏期間的受力狀態(tài)和溫度分布，以便檢測(cè)施工過程是否有問題?！颁摰慕ㄖ?gòu)件存在熱脹冷縮的現(xiàn)象，而對(duì)于這么大的鋼架構(gòu)來說，熱脹冷縮就會(huì)更明顯”，汪洋解釋，“因此鋼結(jié)構(gòu)合攏等作業(yè)必須在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行”，有了健康監(jiān)測(cè)我們就知道每個(gè)環(huán)節(jié)施工是否可以繼續(xù)進(jìn)行，就好比人的脈搏，“隨時(shí)監(jiān)測(cè)一個(gè)人在工作中的身體健康狀況”。
此外，“春繭”坐落在深圳灣，臺(tái)風(fēng)時(shí)有發(fā)生，能否應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)或者地震等極端天氣成為最為關(guān)注的問題。而“春繭”的設(shè)防裂度為7度，能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，作為工程顧問的奧雅納，需要準(zhǔn)確作出判斷。比如體育場(chǎng)北側(cè)看臺(tái)的頭頂上有一片巨大的單層“網(wǎng)殼”，“片狀的鋼結(jié)構(gòu)就怕風(fēng)，強(qiáng)風(fēng)吹過會(huì)使其抖動(dòng)，而抖動(dòng)多了就會(huì)垮塌”，汪洋表示，最后我們通過控制單層網(wǎng)殼的位移和受力狀態(tài)讓其更穩(wěn)定，從而使得“春繭”不懼怕強(qiáng)風(fēng)。
“健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將伴隨‘春繭’的整個(gè)生命歷程”，汪洋告訴記者，即使施工結(jié)束，“春繭”的健康監(jiān)測(cè)依然存在，在未來的歲月中，它所記錄的一切，會(huì)成為所有建設(shè)者交給深圳、交給歷史的成績單。
記者了解到，在建筑領(lǐng)域，高科技的材料和建筑工藝、創(chuàng)意十足的結(jié)構(gòu)設(shè)置以及低碳環(huán)保的新型建筑技術(shù)都被應(yīng)用在深圳大運(yùn)會(huì)的各個(gè)場(chǎng)館當(dāng)中。南方日?qǐng)?bào)記者走訪一座座閃爍著高科技因子的大運(yùn)場(chǎng)館，試圖展示大運(yùn)場(chǎng)館背后的建筑科技。
有的幕墻會(huì)“呼吸”，有的幕墻可自潔
龍崗靜謐的夜晚中，“水晶石”不斷放出絢爛的光，奪目卻不喧囂，這里就是龍崗大運(yùn)中心體育場(chǎng)，田徑、足球等項(xiàng)目比賽的場(chǎng)館。
“水晶石”的美讓人屏住呼吸，除了獨(dú)特的造型，外立面全透明的圍護(hù)結(jié)構(gòu)大膽新穎，這可是獨(dú)樹一幟。然而這份敞亮、大膽也難免讓人生疑：大運(yùn)會(huì)在深圳最熱的8月份舉行，坐在這全透明的“水晶石”里，和桑拿房露天曬太陽有什么區(qū)別？
大運(yùn)中心的建筑師則告訴記者，不必?fù)?dān)心：為解決透明幕墻帶來的溫度調(diào)節(jié)難題，設(shè)計(jì)方創(chuàng)造性地將圍護(hù)設(shè)計(jì)為兩層，外層為夾膠節(jié)能玻璃和聚碳酸酯板，這種新型節(jié)能材料通透、明亮又隔熱、隔音、防眩光。在不影響可見光透過的前提下，達(dá)到最大的遮陽效果，同時(shí)也保證了建筑的節(jié)能效果；而內(nèi)層則為半透明的玻璃纖維張拉膜，除了環(huán)保隔熱，還是輔助燈光效果的投影幕布。更重要的是，它與外層幕墻之間形成了一個(gè)會(huì)“呼吸”的空腔，陽光帶來的熱空氣在這里被牢牢“鎖定”，再全部由自然通風(fēng)系統(tǒng)帶走，場(chǎng)館內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)通過這一吸一呼而完成。到了冬天，關(guān)上“天窗”，又可以最大限度地確保熱量不流失。
同樣是幕墻，大運(yùn)中心的幕墻讓人嘆服，但鹽田區(qū)體育館的幕墻卻未必“服氣”，因?yàn)樗灿刑厥饧寄堋{米自潔。這種技術(shù)就是在大廈建筑外墻的玻璃、鋁板、油漆等表面制備二氧化鈦涂層，納米二氧化鈦在日光紫外線催化作用下具有超強(qiáng)氧化性和超親水性。超強(qiáng)氧化性可降解汽車尾氣和工業(yè)廢氣中排放出來的有機(jī)物如甲醛、甲苯等油污，并將這些污漬分解為二氧化碳和水，使附著在建筑表層的無機(jī)物如二氧化硫、氮氧化物等失去黏附力，當(dāng)下雨時(shí)，已經(jīng)降解的有機(jī)物和失去黏附力的無機(jī)物就很容易被水沖走。使用納米自潔技術(shù)的建筑外墻可以不用定時(shí)人工清洗，不僅節(jié)省了大筆清潔費(fèi)用，節(jié)能降耗方面也有收益，因?yàn)榧{米自潔環(huán)保技術(shù)的二氧化鈦涂層還能吸收紫外線，可以阻隔10%的太陽能進(jìn)入室內(nèi)，降低了電能消耗。
記者在采訪中了解到，這種納米技術(shù)除了自潔，還能凈化空氣，10000平方米的納米自潔涂層相當(dāng)于200棵楊樹的空氣凈化效果！而老百姓接觸最頻繁的民用住宅，將是這一技術(shù)進(jìn)一步推廣的重點(diǎn)目標(biāo)。
路面收集滲透水，通過暗溝流向景觀湖
大運(yùn)中心的設(shè)計(jì)大氣美觀，遠(yuǎn)處青山環(huán)抱，身旁還有一灣澄澈的湖水，腳下廣場(chǎng)很寬敞。細(xì)心的市民可能會(huì)注意到，大運(yùn)中心不少路面都呈銀灰色，仔細(xì)看起來像是一塊塊小石子拼接到了一起，與傳統(tǒng)平整的水泥路面和瀝青馬路相比，這里顯得有些“寒磣”。不過，可別小看這種設(shè)計(jì)，如果你把一瓶水倒在路面上，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一整瓶水轉(zhuǎn)眼間便從看似毫無縫隙的地面上消失了。
路面能“喝水”，是因?yàn)閼?yīng)用了一種新型的透水混凝土。大運(yùn)中心的工程人員告訴記者，大運(yùn)中心室外路面鋪設(shè)了總面積達(dá)15萬平方米的透水路面，其透水系數(shù)為3毫米／秒。這么大的“胃口”，積水現(xiàn)象幾乎不可能出現(xiàn)，“就算拿水管直接扔在地上不停放水，也頂多出現(xiàn)臉盆大的水漬，連水洼都不會(huì)有。奧妙就在這混凝土下，布滿了縱橫交錯(cuò)的暗溝，像人體的毛細(xì)血管，收集滲透水，迅速送進(jìn)人工湖補(bǔ)充景觀用水或者儲(chǔ)存用來灌溉”，工程人員解釋，而湖水又被用來進(jìn)行綠化澆灌和場(chǎng)地道路沖洗。消失了的水，實(shí)際上始終在被循環(huán)利用著?？此坪人?，實(shí)則節(jié)水。然而神奇之處不止于此，記者還了解到，在炎熱天氣下，相對(duì)于普通地面，這種透水地面的溫度會(huì)低5—10攝氏度。
節(jié)能和綠色被作為本屆大運(yùn)會(huì)的一個(gè)主題，很多場(chǎng)館都應(yīng)用了最新的節(jié)能技術(shù)。在鹽田區(qū)綜合體育館，玻璃幕墻外側(cè)采用國際先進(jìn)水平的全天候智能遮陽電動(dòng)百葉窗，這種百葉窗可隨陽光的直射角度調(diào)整遮陽板角度，達(dá)到防止陽光直射玻璃導(dǎo)致的能量損耗。
在“春繭”，記者還見識(shí)了另一項(xiàng)節(jié)能的“獨(dú)門絕技”：空調(diào)制冷，不用電，還能用什么——用冰：簡單來說就是晚上制冰，白天制冷，利用冷凝和升華的物理原理節(jié)約能源。晚上11時(shí)后，開始制冰并儲(chǔ)存起來，第二天，制好的冰可供應(yīng)空調(diào)制冷。這樣既錯(cuò)開了用電高峰，又節(jié)約了成本。據(jù)測(cè)算，使用“冰蓄冷”后，“春繭”每年節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用200萬元，還可節(jié)約用電280萬千瓦時(shí)。而冰蓄冷也代表著當(dāng)今世界中央空調(diào)的發(fā)展方向。
-科技點(diǎn)擊
1.節(jié)省鋼量60%
大運(yùn)中心體育場(chǎng)采用了國際上首創(chuàng)的單層折面空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)體系使得大運(yùn)中心體育場(chǎng)用鋼量大大節(jié)省，6萬座的大運(yùn)中心體育場(chǎng)用鋼量只有1.8萬噸，只有“鳥巢”的40%。
2.會(huì)“呼吸”的玻璃幕墻
大運(yùn)中心外立面全部設(shè)計(jì)為全透明的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為兩層，外層為XIR夾膠節(jié)能玻璃和聚碳酸酯板，內(nèi)層為半透明的玻璃纖維張拉膜。XIR夾膠節(jié)能玻璃具有通透、明亮、隔熱、隔音、環(huán)保、防眩光等特點(diǎn)，可見光透過率超過70%，可見光反射率低于8%，可屏蔽99.8%的紅外線及紫外線，在不影響可見光透過的前提下，可以提供很高的遮陽系數(shù)，達(dá)到最大的遮陽效果，在保證了建筑物通透性的同時(shí)，也保證了建筑的節(jié)能效果。通過這兩層材料間形成空腔，可以將空腔間陽光輻射造成的熱空氣全部由自然通風(fēng)系統(tǒng)帶走，其作用類似呼吸幕墻，但比呼吸式幕墻更節(jié)約造價(jià)，施工更簡單。
3.可透水的混凝土地面
大運(yùn)中心室外地面全部采用透水混凝土，共計(jì)15萬平方米，透水系數(shù)達(dá)3毫米/秒，可以起到透水、透氣、保水、節(jié)水的作用，每年使用雨水與中水等非傳統(tǒng)水資源可達(dá)到92萬立方米。室內(nèi)消防用水全部利用現(xiàn)有的游泳池水，可節(jié)水0.21萬立方米／年；智能綠地澆灌可節(jié)水15萬立方米／年，并節(jié)約10萬元以上管理勞務(wù)支出。綜合起來，年節(jié)水約107.37萬立方米，夠2200余人用一年。
4.建筑可“變色”
夜色中的大運(yùn)中心“水晶石”不斷的變幻著自身的顏色，吸引著周圍市民的目光。據(jù)了解，大運(yùn)中心設(shè)計(jì)了20多種不同配光，并運(yùn)用了世界領(lǐng)先的6個(gè)核心專利技術(shù)的獨(dú)立控制系統(tǒng)，可以同步控制23880套智能燈具，共88350個(gè)獨(dú)立控制單元，并可實(shí)現(xiàn)一年365天全自動(dòng)運(yùn)行和監(jiān)控。所有的燈具都安裝在鋼結(jié)構(gòu)的部分主梁和次梁上，實(shí)現(xiàn)了燈具和線槽的隱蔽，完全消除了顯光，構(gòu)成了美麗的剪影效果。
5.省電一半的燈
專門研發(fā)的百萬顆專用LED芯片和非線性透鏡，具有節(jié)能、環(huán)保、體積小、耗電量低、壽命長、高亮度、低熱量等優(yōu)點(diǎn)，燈具壽命可達(dá)5萬小時(shí)以上，比熒光燈光源壽命長2.5—3倍，比熒光燈光源節(jié)能60%以上。場(chǎng)館內(nèi)會(huì)客廳、休息室、功能房、采訪間采用的T5熒光燈，節(jié)能率也達(dá)到35%—50%。
建筑也可以有“脈搏”
“春繭”顧問工程師：
-人物
坐落在美麗深圳灣的“春繭”，猶如孕育破繭而出沖向世界的運(yùn)動(dòng)健兒的孵化器，構(gòu)思新穎、造型獨(dú)特，與“鳥巢”的設(shè)計(jì)手法有異曲同工之妙?！按豪O”由東向西的頭、身、尾分別隔出三大場(chǎng)館——體育場(chǎng)、室內(nèi)體育館和游泳館，開創(chuàng)了國內(nèi)體育場(chǎng)館設(shè)計(jì)和建設(shè)的先河。在負(fù)責(zé)“春繭”項(xiàng)目咨詢的奧雅納總工程師汪洋看來，深圳大運(yùn)會(huì)開幕式場(chǎng)館——深圳灣體育中心的建筑難度甚至高于北京的鳥巢，而在為這所大運(yùn)場(chǎng)館提供建筑工程的咨詢服務(wù)時(shí)，工程師們則讓“春繭”具備了“脈搏”，讓她在施工中隨時(shí)可以發(fā)現(xiàn)“身體”的異樣，此外包括航空航天等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)都在春繭設(shè)計(jì)和施工中首次進(jìn)入了建筑領(lǐng)域。
創(chuàng)意外觀也需要科技才得以實(shí)現(xiàn)
奧雅納工程顧問公司總工程師汪洋至今仍記得當(dāng)初華潤來找到他們時(shí)的場(chǎng)景。2009年初，華潤作為深圳灣體育中心(俗稱“春繭”)的開發(fā)商找到奧雅納做項(xiàng)目結(jié)構(gòu)、安全和施工方面的咨詢優(yōu)化，“那時(shí)聽說他們還在做施工圖設(shè)計(jì)”，而聯(lián)想起深圳灣體育中心是在2010年5、6月進(jìn)行“合攏”的，汪洋慨嘆華潤在“春繭”這一建筑上面完成了相當(dāng)了不起的成績。
奧雅納是在建筑行業(yè)知名的集設(shè)計(jì)、工程、規(guī)劃和業(yè)務(wù)咨詢?yōu)橐惑w的全球性公司，其在中國參與咨詢和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的項(xiàng)目就包括央視新大樓、鳥巢、水立方、廣州塔等多個(gè)地標(biāo)性建筑，在深圳他們則在京基100的建造中提供了專業(yè)的意見。
接到這一咨詢?nèi)宋锖?，奧雅納開始組建以深圳當(dāng)?shù)赜薪?jīng)驗(yàn)的專家為主的團(tuán)隊(duì)，并動(dòng)用東亞區(qū)的專家?guī)欤送膺€邀請(qǐng)香港、倫敦等地公司的專家，其中不乏負(fù)責(zé)鳥巢等重大項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)人。而汪洋，則成為“春繭”咨詢顧問的總負(fù)責(zé)人。
“春繭”采用了國際上首創(chuàng)的單層折面空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，借助屋頂巨幅鋼結(jié)構(gòu)鋪裝，將體育場(chǎng)、體育館、游泳館置于一個(gè)白色的巨型網(wǎng)格狀鋼結(jié)構(gòu)屋面之下，精巧的設(shè)計(jì)讓人驚嘆不已。而這背后，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)師的這一外觀構(gòu)想，工程師們付出了很多艱辛的努力，“其實(shí)設(shè)計(jì)外觀與實(shí)際應(yīng)力不符，而日本設(shè)計(jì)師佐藤堅(jiān)持設(shè)計(jì)尺寸，讓準(zhǔn)備改動(dòng)尺寸以符合實(shí)情的顧問公司、施工團(tuán)隊(duì)都處在兩難境地”，汪洋表示。
為達(dá)到外觀效果，同時(shí)又要保證安全的前提下，工程師們考慮節(jié)省材料以減輕自身承重，奧雅納的咨詢團(tuán)隊(duì)就建議采用表面積大、矩形截面小的特殊薄壁作為箱體構(gòu)件?！按豪O”的薄壁板厚在10毫米~30毫米之間，比起“鳥巢”厚達(dá)60毫米的鋼板，構(gòu)件成型雖然容易，但是也更容易反彈，這對(duì)施工的要求也更高。
汪洋作了這樣一個(gè)比喻，“如果把‘春繭’剖開，其剖面就會(huì)是一個(gè)矩形，網(wǎng)殼的鋼結(jié)構(gòu)和內(nèi)部巨大的空間相比就像是易拉罐”，汪洋告訴記者，建筑中的鋼結(jié)構(gòu)如果越輕，自重越低就會(huì)減少對(duì)建筑本身的影響，但是夠輕的同時(shí)又不能像易拉罐一扭就完全變形了，“于是我們?cè)谳p薄的同時(shí)也要努力控制鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)，讓一個(gè)節(jié)點(diǎn)的變形不能影響到整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)和安全”。
“健康監(jiān)測(cè)”將伴隨“春繭”整個(gè)生命歷程
最后，整個(gè)“春繭”是由1萬多根構(gòu)件組成的長達(dá)530米、寬241米的鋼結(jié)構(gòu)包裹。汪洋告訴記者，構(gòu)件的設(shè)計(jì)走向是打破常規(guī)的，是扭曲的，“春繭”扭曲的數(shù)量和程度都超越“鳥巢”。在施工中，為保證定位準(zhǔn)確性，奧雅納提出分片組裝的建議，施工方最終也是采用了分塊累積提升與高空分塊吊裝相結(jié)合的方案進(jìn)行施工，即在地面上一個(gè)一個(gè)區(qū)域焊接、拼裝好，然后將大塊單元體逐步吊裝上去。
奧雅納工程顧問公司的董事林奉軍告訴記者，奧雅納所賦予“春繭”的，就是幫助開發(fā)商實(shí)現(xiàn)讓大運(yùn)開幕式場(chǎng)館更加安全、結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化、施工過程更加萬無一失的目標(biāo)。汪洋表示，像“春繭”這樣的建筑，即使最有經(jīng)驗(yàn)的工程師也無法判別出最優(yōu)的選擇方向。而奧雅納是借助了航空航天的高端軟件，結(jié)合土木工程，進(jìn)行二次開發(fā)，有針對(duì)性地給出項(xiàng)目的優(yōu)化方向，并借助3D技術(shù)表現(xiàn)空間結(jié)構(gòu)的幾何關(guān)系，在系統(tǒng)中模擬校核。
而為了保證施工的精準(zhǔn)，整個(gè)“春繭”在建造、合攏、卸載的工程中有了“健康監(jiān)測(cè)”。工程師們?cè)诖豪O鋼結(jié)構(gòu)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝感應(yīng)元器件，即時(shí)監(jiān)測(cè)建筑在施工和合攏期間的受力狀態(tài)和溫度分布，以便檢測(cè)施工過程是否有問題?！颁摰慕ㄖ?gòu)件存在熱脹冷縮的現(xiàn)象，而對(duì)于這么大的鋼架構(gòu)來說，熱脹冷縮就會(huì)更明顯”，汪洋解釋，“因此鋼結(jié)構(gòu)合攏等作業(yè)必須在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行”，有了健康監(jiān)測(cè)我們就知道每個(gè)環(huán)節(jié)施工是否可以繼續(xù)進(jìn)行，就好比人的脈搏，“隨時(shí)監(jiān)測(cè)一個(gè)人在工作中的身體健康狀況”。
此外，“春繭”坐落在深圳灣，臺(tái)風(fēng)時(shí)有發(fā)生，能否應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)或者地震等極端天氣成為最為關(guān)注的問題。而“春繭”的設(shè)防裂度為7度，能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，作為工程顧問的奧雅納，需要準(zhǔn)確作出判斷。比如體育場(chǎng)北側(cè)看臺(tái)的頭頂上有一片巨大的單層“網(wǎng)殼”，“片狀的鋼結(jié)構(gòu)就怕風(fēng)，強(qiáng)風(fēng)吹過會(huì)使其抖動(dòng)，而抖動(dòng)多了就會(huì)垮塌”，汪洋表示，最后我們通過控制單層網(wǎng)殼的位移和受力狀態(tài)讓其更穩(wěn)定，從而使得“春繭”不懼怕強(qiáng)風(fēng)。
“健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將伴隨‘春繭’的整個(gè)生命歷程”，汪洋告訴記者，即使施工結(jié)束，“春繭”的健康監(jiān)測(cè)依然存在，在未來的歲月中，它所記錄的一切，會(huì)成為所有建設(shè)者交給深圳、交給歷史的成績單。
