奧運(yùn)場館的科技之輝

范賢平

作為奧運(yùn)會(huì)資金投入最大的項(xiàng)目，奧運(yùn)場館不僅只是各國運(yùn)動(dòng)員的競技舞臺(tái)，更因?yàn)樗休d了全人類的體育盛會(huì)而被載入建筑史冊(cè)。而伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)場館的要求越來越高。它們印著時(shí)代的輝煌與榮耀，匯聚人類追求上進(jìn)、渴望和平以及超越極限的濃濃情結(jié)，百年傳承。

做空間與結(jié)構(gòu)的文章

比賽場館是奧運(yùn)會(huì)舉行的必要硬件措施，但不難發(fā)現(xiàn)，自1896年第一屆現(xiàn)代奧運(yùn)會(huì)后近100年的奧運(yùn)發(fā)展歷程中，奧運(yùn)場館更多追求的是體積與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

在古希臘，最早的奧林匹克運(yùn)動(dòng)競技場只是一條寒酸的跑道。后來，古希臘人開始利用地形，把修整之后的平地當(dāng)成體育場，環(huán)繞四周的土坡則被設(shè)計(jì)成看臺(tái)。這種露天場地塵土飛揚(yáng)的特點(diǎn)一直持續(xù)到第一屆現(xiàn)代奧運(yùn)會(huì)結(jié)束。在1900年的第二屆奧運(yùn)會(huì)上，組委會(huì)借用了巴黎市郊布洛尼的原法國賽馬俱樂部的跑馬場作為主體育場。當(dāng)時(shí)，這個(gè)場子只能提供500個(gè)觀眾坐席。四年之后，在喬治華盛頓大學(xué)圣路易分校舉行的奧運(yùn)會(huì)雖然可以同時(shí)容納4萬名觀眾，但沒有頂棚的看臺(tái)讓人們飽嘗了暴曬之苦。

“新問題總在是不斷出現(xiàn)，尤其是在參與奧運(yùn)會(huì)的國家和運(yùn)動(dòng)員人數(shù)日益增加的情況下?！狈治鋈耸恐赋觯M委會(huì)必須充分預(yù)計(jì)到參會(huì)的人數(shù)，否則他們無法讓比賽正常進(jìn)行。這最終促使1908年倫敦奧運(yùn)會(huì)第一次專門為奧運(yùn)會(huì)修建了白城體育場。由于這座體育場用了當(dāng)時(shí)最新的建筑材料——鋼筋，它也被譽(yù)為“倫敦的首次現(xiàn)代化奧運(yùn)會(huì)”。

在接下來的數(shù)十年時(shí)間里，雖然戰(zhàn)爭曾迫使奧運(yùn)會(huì)先后數(shù)次取消，但奧運(yùn)會(huì)的規(guī)模整體呈擴(kuò)大趨勢(shì)。從1920年第七屆奧運(yùn)會(huì)主場館——貝紹特田園運(yùn)動(dòng)場的3萬名觀眾容量，到1948年第十四屆奧運(yùn)會(huì)主場館倫敦溫布利體育場6萬名觀眾容量，再到1964年東京奧運(yùn)會(huì)可容納10萬名觀眾的主會(huì)場，空間的要求已經(jīng)基本可以得到滿足。人們開始把更多的精力放在改進(jìn)場館的環(huán)境和設(shè)施上。

在1964年舉辦的東京奧運(yùn)會(huì)上，一種含有陶瓷碎渣的混合物被用于鋪設(shè)田徑跑道，它能使跑道在雨天或潮濕的氣候條件下保持良好的性能，不影響運(yùn)動(dòng)員正常水平的發(fā)揮。在慕尼黑奧林匹克主體育場(第二十屆奧運(yùn)會(huì))，總設(shè)計(jì)師拜尼施采用的半透明帳篷形棚頂是當(dāng)時(shí)世界上最大的屋頂，覆蓋面積達(dá)85000平方米，可以防止數(shù)萬名觀眾被日曬雨淋。且棚頂由網(wǎng)格為75×75厘米的網(wǎng)索鋼纜組成，內(nèi)嵌的淺灰棕色丙烯塑料玻璃，它可以使射入的太陽光線更加柔和。甚至在運(yùn)動(dòng)場的天然草皮下25厘米處，還鋪設(shè)了全長18．95公里的溫度調(diào)控管道。例如冬天循環(huán)熱水，在提升場地溫度的同時(shí)能保證草皮常青。

科技的進(jìn)步，讓奧運(yùn)會(huì)場館建設(shè)受益匪淺。1976年，站在加拿大蒙特利爾奧林匹克體育場中的人們無不感嘆：這個(gè)橢圓形建筑物由34根鋼筋水泥柱支撐，所有預(yù)制構(gòu)件安裝在柱子上，固定在柱子上的懸臂長達(dá)100米，離地面最高處為54米，看臺(tái)頂棚由懸臂支撐。令人耳目一新的是，該體育場還設(shè)有高達(dá)213米高的高塔，整個(gè)體育場的頂棚都由高塔控制。只要一按電鈕，頂棚就可以自由收放。到了2000年的悉尼奧運(yùn)會(huì)，新技術(shù)使主會(huì)場——超級(jí)穹頂體育館實(shí)現(xiàn)了全棚頂無支柱。觀眾無論從哪個(gè)角度，都可以一覽無余地觀看比賽。此外，高絕緣和吸聲設(shè)計(jì)也使館內(nèi)的音響達(dá)到了最佳效果。

綠色概念不斷深化

隨著時(shí)間的推移，人們對(duì)奧運(yùn)會(huì)的關(guān)注已經(jīng)達(dá)到前所未有的高度，東道主的大會(huì)口號(hào)推陳出新，科技在其中的作用也越來越重要。而對(duì)于即將到來的2008年北京奧運(yùn)會(huì)，“人文、綠色、科技”理念的提出，也反映出它與往屆盛會(huì)之間的不同。

在場館建設(shè)上，北京奧運(yùn)會(huì)給人巨大的震撼：被喻為“鳥巢”的國家體育場可以容納觀眾人數(shù)是2004年雅典奧林匹克綜合體育場的2倍，達(dá)到9．1萬人!為了追求更好的現(xiàn)場效果，“鳥巢”的看臺(tái)設(shè)計(jì)成“碗”狀，在同一圓周上，觀眾與場地中心的視線距離都在140米左右。它廣泛采用吸聲膜材，并配合其他構(gòu)件上的吸聲材料及場內(nèi)電聲擴(kuò)音系統(tǒng)，確保每個(gè)角落的觀眾都能清晰地聽到廣播。

至于作為游泳場館的“水立方”，它竟然沒有使用一根鋼筋，也沒有使用一塊混凝土。其所采用的材料是一種名為四氟乙烯(ETFE)的特殊材料，內(nèi)充空氣。“水立方”外圍的兩層膜結(jié)構(gòu)是國內(nèi)建筑首次采用，也是目前世界上面積最大的膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。

另據(jù)介紹，表面看似脆弱的“水立方”其實(shí)非常堅(jiān)固耐用。它具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：首先，抗壓能力強(qiáng)，每塊氣枕可以承受一輛汽車的碾軋；其次，防鳥啄，易修補(bǔ)?！八⒎健表敳夸佋O(shè)了很細(xì)的鋼絲網(wǎng)，阻止鳥類飛落。它只能被鋒利的刀刃損壞，但為了以防萬一，“水立方”四周還設(shè)立了兩米高的護(hù)欄，護(hù)欄內(nèi)還有一道寬6米、深0．5米的護(hù)城河；第三，“水立方”表面分布的耐高溫油墨可以有效反射陽光，確保場館的溫度不會(huì)太高和采光。此外，熔點(diǎn)為275℃的膜材料不但耐熱，而且防火。它具有出色的自潔功能，即使表面沾上灰塵，雨水也足以使之清潔如新。

“我們有信心、有實(shí)力將2008年北京奧運(yùn)會(huì)辦成奧運(yùn)史上一屆精彩的高水平運(yùn)動(dòng)會(huì)!”去年8月，北京市委書記劉淇在奧運(yùn)會(huì)籌辦工作報(bào)告會(huì)上如是表示。但在諸多分析人士看來，北京奧運(yùn)場館的更大看點(diǎn)還在于它們對(duì)“綠色奧運(yùn)”的詮釋。

自2000年悉尼奧運(yùn)會(huì)體育館采用太陽能發(fā)電等新技術(shù)以后，2004年的雅典奧運(yùn)會(huì)保留了類似做法——其主會(huì)場的屋頂采用厚度為12毫米的硬質(zhì)涂層聚碳酸酯板能反射一半以上的太陽熱能，保證了場內(nèi)的溫和。而北京奧組委相關(guān)官員則在數(shù)年以前就明確表示：“‘綠色科技將布滿所有奧運(yùn)會(huì)場館!”

知情人士稱，太陽能、風(fēng)能、地?zé)?、污水熱能、熱泵等各種新的能源利用方式，都會(huì)在北京奧運(yùn)工程建設(shè)中體現(xiàn)。國家體育場(鳥巢)、五棵松籃球館以及奧林匹克森林公園中心區(qū)等7大工程都采用了太陽能發(fā)電技術(shù)，奧運(yùn)村、媒體村、北京射擊館和老山自行車館等10個(gè)工程則采用了太陽能光熱技術(shù)。針對(duì)北京水資源缺乏的客觀情況，奧運(yùn)場館的設(shè)計(jì)師們都在水問題上費(fèi)盡心思：所有北京奧運(yùn)會(huì)場館都采用了中水利用技術(shù)；國家游泳中心(水立方)和奧運(yùn)村等5項(xiàng)工程裝備了強(qiáng)大的污水處理系統(tǒng)；豐臺(tái)壘球場和國家會(huì)議中心等15項(xiàng)工程擁有雨洪利用系統(tǒng)。

其中，“鳥巢”的雨水儲(chǔ)存能力為12000立方米；五棵松文化體育中心一年可收集雨水6萬立方米，中水29萬立方米；而“水立方”3萬平方米的屋頂將使雨水的收集率達(dá)到100％，其數(shù)量相當(dāng)于100戶居民一年的用水量!

除了上述措施，北京奧運(yùn)會(huì)還在場館建設(shè)中首次全面提出對(duì)所有生產(chǎn)和生活垃圾進(jìn)行無害化處理。以奧林匹克森林公園為例，其綠色垃圾回收率將達(dá)到90％，高于2000年悉尼奧運(yùn)會(huì)80％的垃圾再生利用率。