網(wǎng)絡(luò)版專(zhuān)稿 實(shí)習(xí)記者 韋承武 驅(qū)車(chē)從東四環(huán)四方橋向西行進(jìn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地，就能看到北京工業(yè)大學(xué)校園里的一大一小兩座相鄰的銀灰色建筑，建筑屋面形似扁平的羽毛球，輕盈優(yōu)美簡(jiǎn)潔流暢。這就是北京市東南區(qū)唯一的一座奧運(yùn)場(chǎng)館——北京工業(yè)大學(xué)體育館（其中大的為比賽館，小的為熱身館）。
北京工業(yè)大學(xué)體育館位于北京市朝陽(yáng)區(qū)東南，毗鄰東四環(huán)路。體育館總建筑面積約24383平方米，賽時(shí)座位數(shù)7500個(gè)。體育館主要包括比賽館和熱身館兩部分，比賽館高25.9米，熱身館高15.5米。
93米弦支穹頂結(jié)構(gòu)創(chuàng)世界記錄 每平米用鋼60公斤
走進(jìn)工大體育館，穹頂似天寧?kù)o致遠(yuǎn)。房頂5道環(huán)向鋼索和每環(huán)56根徑向鋼拉桿在空中編織成魚(yú)網(wǎng)狀——張弦穹頂結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的上部是一個(gè)球冠頂面的單層網(wǎng)殼，由很多鋼管組成，下部用鋼索撐起來(lái)。整個(gè)穹頂?shù)膬?nèi)側(cè)直徑為93米，外側(cè)直徑為98米，再加上兩側(cè)懸挑出來(lái)的兩翼，總用鋼量不到1200噸，相當(dāng)于每平米60公斤。而“鳥(niǎo)巢”的用鋼量每平米在400公斤左右，“水立方”每平米也有200公斤。
據(jù)北京工業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng)張愛(ài)林介紹，如果用單層網(wǎng)殼支撐這么大的跨度，結(jié)構(gòu)就會(huì)很笨重，也會(huì)浪費(fèi)很多鋼材，因此在體育館網(wǎng)殼下面要使用高強(qiáng)度的鋼索進(jìn)行張拉，將網(wǎng)殼支撐住。最終，體育館鋼結(jié)構(gòu)體系采用了預(yù)應(yīng)力弦支穹頂結(jié)構(gòu)。
這一長(zhǎng)約150米、寬約120米的鋼結(jié)構(gòu)還創(chuàng)造了世界建筑史上的紀(jì)錄———世界上跨度最大的預(yù)應(yīng)力弦支穹頂，最大跨度達(dá)93米。
巧用預(yù)應(yīng)力 四兩撥千斤
據(jù)張愛(ài)林介紹，預(yù)應(yīng)力弦支穹頂結(jié)構(gòu)是巧用了預(yù)應(yīng)力，從而起到了四兩撥千斤的效果。他解釋說(shuō)，預(yù)應(yīng)力就是在構(gòu)件中提前加力來(lái)應(yīng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)本身所受到的荷載，包括屋面自身重量的荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、地震荷載作用等等。施加預(yù)應(yīng)力是通過(guò)拉緊鋼索來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這和拉弓有異曲同工之處。當(dāng)弓弦被拉緊時(shí)，弓身就會(huì)拱起，產(chǎn)生一個(gè)向前的力。同理，通過(guò)機(jī)器拉緊鋼索會(huì)使羽毛球館的鋼網(wǎng)架向上拱起，從而產(chǎn)生和外荷載效應(yīng)相反的力。
他說(shuō)，預(yù)應(yīng)力的施加使羽毛球館擁有輕盈外觀的同時(shí)“骨架”也不失堅(jiān)韌和剛強(qiáng)，同羽毛球、藝術(shù)體操這兩個(gè)觀賞性和競(jìng)技都同樣很強(qiáng)的項(xiàng)目所傳達(dá)出的柔中帶剛的體育精神不謀而合。
北京市設(shè)計(jì)工程研究院副院長(zhǎng)張然說(shuō)，通過(guò)這種形式，場(chǎng)館鋼結(jié)構(gòu)每平方米用鋼量不到100公斤，而普通鋼結(jié)構(gòu)每平方米用鋼量則翻一倍還要多。
通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)先進(jìn) 9100個(gè)出風(fēng)口使風(fēng)速小于0.2米/秒
無(wú)論羽毛球比賽，還是藝術(shù)體操的帶操比賽，遭遇任何不規(guī)則的氣浪，羽毛球和絲帶的運(yùn)動(dòng)軌跡都會(huì)被改變。特別是羽毛球比賽對(duì)風(fēng)速的要求更高，因?yàn)閲?guó)際羽聯(lián)的要求為恒溫26度，送風(fēng)量不能超過(guò)0.2米/秒。而這個(gè)風(fēng)速，幾乎就是“一絲風(fēng)也沒(méi)有”。北工大體育場(chǎng)是怎么保證在流火的八月，把室內(nèi)溫度降至25攝氏度，風(fēng)速不能超過(guò)0.2米/秒的呢？
張愛(ài)林道出了個(gè)中“奧妙”：采用觀眾席席下送風(fēng)的空調(diào)設(shè)計(jì)，也就是看臺(tái)內(nèi)增設(shè)空調(diào)送風(fēng)管道，讓涼風(fēng)從觀眾的座椅下面吹出來(lái)。每?jī)蓚€(gè)座位下面，有三個(gè)直徑各13厘米的送風(fēng)口，整個(gè)體育館中，這樣的送風(fēng)口共有9100多個(gè)。
采用這樣的設(shè)計(jì)有兩個(gè)好處:首先是降低了風(fēng)速。風(fēng)速大小與出風(fēng)管道的橫截面積是成反比的，把一個(gè)出風(fēng)口“分解”成了9100多個(gè)出風(fēng)口，風(fēng)速當(dāng)然就小了；其次是避免了空調(diào)風(fēng)向?qū)?chǎng)上運(yùn)動(dòng)員的影響。一般體育館空調(diào)的送風(fēng)管道是在屋頂，風(fēng)從上面吹下來(lái)，再吹向四面的觀眾席，冷氣在由上面轉(zhuǎn)向側(cè)面的過(guò)程中會(huì)形成一個(gè)渦旋氣流，影響到羽毛球的飛行線(xiàn)路，現(xiàn)在將出風(fēng)口設(shè)計(jì)在觀眾席下，回風(fēng)口設(shè)計(jì)在兩層觀眾席之間，就避免了渦旋氣流的產(chǎn)生。
如此，羽毛球館內(nèi)比賽場(chǎng)地的風(fēng)速可以控制在0.2米/秒以下，完全符合國(guó)際羽聯(lián)的要求。除了保證運(yùn)動(dòng)員能發(fā)揮最佳的競(jìng)技水平，也能保證觀眾席的舒適度——觀眾席的溫度在25℃至27℃之間，場(chǎng)內(nèi)則是26℃到28℃。
“在北京最炎熱的八月，在場(chǎng)內(nèi)觀眾多達(dá)7500人的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)館內(nèi)風(fēng)速和溫度如此嚴(yán)格的控制，這在奧運(yùn)歷史上是沒(méi)有過(guò)的。”張愛(ài)林副校長(zhǎng)說(shuō)。
實(shí)現(xiàn)雨水回收利用 取暖制冷系統(tǒng)環(huán)保節(jié)能
據(jù)介紹，體育館的外裝修為鋁合金單板金屬幕墻、玻璃幕墻、氟碳外墻涂料，內(nèi)裝修的地面為專(zhuān)用體育木地板、防靜電地板、防滑地磚、環(huán)氧地面漆自流平樓地面、水泥地面等。其中場(chǎng)館中部的木地板性能要求需滿(mǎn)足羽毛球和藝術(shù)體操兩項(xiàng)賽事，所以選用了美國(guó)AACER公司的專(zhuān)用體育木地板。
張愛(ài)林說(shuō)，為落實(shí)“綠色奧運(yùn)”理念，整個(gè)校園實(shí)現(xiàn)了雨水收集利用，體育館人行廣場(chǎng)采用彩色透水混凝土，部分燈具采用高效發(fā)光二極管（LED）照明，體育館冬季采用地?zé)峁┡绞剑募緞t采用水源熱泵系統(tǒng)制冷，能夠達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。
工大體育館以人為本 奧運(yùn)會(huì)后服務(wù)大學(xué)兼顧社會(huì)
據(jù)張愛(ài)林介紹，在設(shè)計(jì)體育館之初，北京工業(yè)大學(xué)就重新規(guī)劃了整體校園，達(dá)到人、自然、建筑與環(huán)境的和諧優(yōu)美，促進(jìn)體教結(jié)合，做好賽后利用，體育館將成為學(xué)校的文體活動(dòng)中心、社區(qū)市民文體活動(dòng)中心和國(guó)家羽毛球隊(duì)訓(xùn)練基地。
奧運(yùn)會(huì)后，北工大體育館將成為2008年北京奧運(yùn)會(huì)留給北京的重要文化遺產(chǎn)之一，同時(shí)，也將成為北京市東南區(qū)域和北京工業(yè)大學(xué)的標(biāo)志性建筑之一。因此，該項(xiàng)目的賽后利用不僅服務(wù)于大學(xué)，還將服務(wù)于社會(huì)。
“考慮到工大目前尚缺少體育場(chǎng)館和大學(xué)生活動(dòng)中心的現(xiàn)狀，北京工業(yè)大學(xué)體育館的一個(gè)突出特征是體育與教育相結(jié)合。所以，奧運(yùn)會(huì)后，這座場(chǎng)館將作為一份厚重的文化遺產(chǎn)，留在具有濃郁大學(xué)氛圍的優(yōu)美校園里，為廣大師生服務(wù)。”張愛(ài)林說(shuō)。
同時(shí)，這里還將作為中國(guó)羽毛球訓(xùn)練基地。另外，作為北京市東南區(qū)中唯一的一座奧運(yùn)場(chǎng)館以及大型體育館，北京工業(yè)大學(xué)體育館還將作為該地區(qū)社區(qū)健身、文體活動(dòng)中心，向周邊居民開(kāi)放。 屆時(shí)，體育館內(nèi)將設(shè)置籃球、排球、乒乓球等訓(xùn)練場(chǎng)地，以及舞蹈、聲樂(lè)、樂(lè)隊(duì)排練廳。此外，還包括兼做各種報(bào)告、團(tuán)體訓(xùn)練、技能培訓(xùn)、文化科技作品展覽場(chǎng)所。
相關(guān)數(shù)據(jù)：
體育館用地面積：66124平方米
總建筑面積：24383平方米
比賽場(chǎng)地面積：1500平方米 （左右）
賽時(shí)總座位數(shù)：7508座（固定坐席5767、臨時(shí)坐席1741）
建筑總高度：比賽館25.9米 熱身館15.5米
建筑層數(shù)：地上4層，局部地下一層
總停車(chē)位：約243位
