2008奥运会与化学有关的知识

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2008奥运会与化学有关的知识
【“鸟巢”的外形结构】
基本材料
“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成,共有24根桁架柱,现已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊装.国家体育场建筑顶面呈鞍形,长轴为332.3米,短轴为296.4米,最高点高度为68.5米,最低点高度为42.8米.
设计方案的改变
在保持“鸟巢”建筑风格不变的前提下,新设计方案对结构布局、构建截面形式、材料利用率等问题进行了较大幅度的调整与优化.原设计方案中的可开启屋顶被取消,屋顶开口扩大,并通过钢结构的优化大大减少了用钢量.大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上,柱距为37.96米.主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置,有22榀主桁架直通或接近直通.为了避免出现过于复杂的节点,少量主桁架在内环附近截断.钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件,交叉布置的主桁架与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型.主看台部分采用钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系,与大跨度钢结构完全脱开.
Q460钢材的运用
说起Q460钢材,大多数人可能都不了解.“鸟巢”结构设计奇特新颖,而这次搭建它的钢结构的Q460也有很多独到之处：Q460是一种低合金高强度钢,它在受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形,这个强度要比一般钢材大,因此生产难度很大.这是国内在建筑结构上首次使用Q460规格的钢材；而这次使用的钢板厚度达到110毫米,是以前绝无仅有的,在国家标准中,Q460的最大厚度也只是100毫米.以前这种钢一般从卢森堡、韩国、日本进口.为了给“鸟巢”提供“合身”的Q460,从2004年9月开始,河南舞阳特种钢厂的科研人员开始了长达半年多的科技攻关,前后3次试制终于获得成功.如今,为“鸟巢”准备的Q460钢材已经开始批量生产.2008年,400吨自主创新、具有知识产权的国产Q460钢材,将撑起“鸟巢”的铁骨钢筋.
特殊结构
此外,屋顶内环主桁架吊装和立面次结构安装已全面展开.“鸟巢”钢结构所使用的钢材厚度可达11厘米,以前从未在国内生产过.另外,在“鸟巢”顶部的网架结构外表面还将贴上一层半透明的膜.使用这种膜后,体育场内的光线不是直射进来的,而是通过漫反射,使光线更柔和,由此形成的漫射光还可解决场内草坪的维护问题,同时也有为座席遮风挡雨的功能.滑动式的可开启屋顶是体育场结构中必可少的一部分.当它合上时,体育场将成为一个室内的赛场.如同一个容器的盖子,不管屋顶是闭合还是开启,它都是建筑物的基本组成部分.除了一些特定的结构需要外,可开启屋顶的结构基本上也是一个网络状的架构,装上充气垫后,成为一个防水的壳体.
更为匠心独具的是,“鸟巢”把整个体育场室外地形微微隆起,将很多附属设施置于地形下面,这样既避免了下挖土方所耗的巨大投资,而隆起的坡地在室外广场的边缘缓缓降落,依势筑成热身场地的2000个露天座席,与周围环境有机融合,并再次节省了投资.
H2O的立方
据保林介绍,"水立方"顶部的气枕膜层数已达4层,而墙体的膜则在2~3层之间.若顶层只有两层膜,下雨天"水立方"内的人就会感到头上有"打鼓"的感觉,在增加膜之后,雨点敲击顶部薄膜的声音就不会再对室内的正常使用造成影响.而ETFE的强度也被反复检测,结果表明即使在冰雹天气使用也没有问题.
保林还透露,澳大利亚昆士兰一家请PTW做设计的公司看过"水立方"后,特别要求他们在设计中也使用ETFE,并从墨尔本空运了大量ETFE过去."水立方"帮助PTW赢得了更多他们在澳大利亚本土的建筑项目.
中方设计师王敏：进行特殊处理 外层膜采光好
这里是现场安装组,第1437块,编号388,安装准备工作完毕,外层膜结构,第1437块膜开始安装."
随着现场工程人员振奋而激动的声音,2006年12月26日的11点10分,国家游泳中心(水立方)外层膜结构的安装工程正式开始.国家游泳中心是第29届奥运会游泳、跳水、花样游泳比赛的场馆,也是唯一一座全球华人捐资修建的奥运场馆.40分钟后的11点50分,最后一块外部膜结构的安装顺利完成,"水立方"的绝美身姿也完美呈现在了人们的面前.
关于"水立方"独特的膜结构外层,很多关心北京奥运会进展的国人都感到非常好奇,作为"水立方"的设计者,王敏也现场解答了人们的不少疑惑.
对于"美丽的水立方如何保护自己,保护膜结构,如何避免有利器刮伤"的问题,王敏回答说："从设计的时候充分考虑这个特点,虽然我们一方面希望水立方并不是高高在上,离人很遥远,有视觉上的亲密感,同时不希望人能直接触摸它,在水立方四周围了四米宽的护城河,除了表演水景之外,还有武力屏障,人不能直接触摸它."
为何把"水无常形"的理念用"方"型来阐释,王敏解释说："主要从三个方面考虑,一个方面方的形状代表中国人最朴实的一种观念,还有从城市规划角度,北京这个城市从方形演化成的城市,在这个格局里,方形代表着人的智慧.另外我们对水的理解更希望它是外表上很宁静的感觉,但是又蕴藏着很多可变的可能性,这是水的特点.它的颜色能反映周围自然界的表情,使建筑本身非常丰富."
由于参与游泳、跳水、花游、水球等项目的运动员身上只穿着泳衣,又是和水亲密接触,因此内部温度的控制就成为了非常重要的课题,对于这一点,王敏说："在这个膜上做了一些特殊的处理,因为这个膜是90%以上的暴光率,光线已经进来了,不能让运动员觉得非常炎热,也不能非常寒冷,在这个膜上进行了特殊的处理,到下一步有专门的解释."
至于假如遇到降雨,将有可能出现的"噪音"问题,王敏表示："目前正在研究一种在屋面上临时悬挂隔噪网."
对于膜结构可能造成的需要大功率的空调系统来维护的问题,王敏称："游泳馆建筑向来都是高能耗的,尤其在夏季,不可避免的空调有一定的负荷,负荷比较高一点,你衡量一个建筑是不是耗能的,需要综合全面评比的,我们虽然在空调方面支出比较大,但是我们每天将近10个小时自然光的采光节省了很多电和能源."
经过设计师的阐释,人们对于"水立方"的部分怀疑也都得到了解决,而"水立方"的建设也又走过了一个里程碑似的一天,2008年奥运会也在有条不紊一步一步地走向北京.(思来)
"这里是现场安装组,第1437块,编号388,安装准备工作完毕,外层膜结构,第1437块膜开始安装."
随着现场工程人员振奋而激动的声音,2006年12月26日的11点10分,国家游泳中心(水立方)外层膜结构的安装工程正式开始.国家游泳中心是第29届奥运会游泳、跳水、花样游泳比赛的场馆,也是唯一一座全球华人捐资修建的奥运场馆.40分钟后的11点50分,最后一块外部膜结构的安装顺利完成,"水立方"的绝美身姿也完美呈现在了人们的面前.
安装过程中,"水立方"的项目经理孙洪庄就内部结构回答了人们关心的问题.
对于水池深度的问题,孙洪庄解释说："我们这个水深13米,这个主要考虑到赛时的时候,减少来自水温的干扰,让运动员发挥更好.有利于让花样游泳运动员表现得更加精彩.随着膜结构下一步封顶,转向室内封顶,游泳池的水温要控制在摄氏28度,围绕水温,采取很多高科技的手段."
对于内部两层看台的设计,孙洪庄说："前方深颜色的看台是临时的,上面潜颜色是永久性的,深颜色作为赛后运行的考虑,永久性的坐台一共是6千个,赛后也可以满足其他国际比赛."至于17000人共同坐在这里,是否会出现视线阻挡,他解释道："我们做了很多人性化的处理,包括后台有清晰的看到各个角落里的比赛情况.室内环境是我们下一步重要的课题,包括在屋顶上灯光性,我们在安装的时候,对它的角度进行了优化,主要是防止光线到水面上产生的漩涡,从座椅安排到整个环境,为观众提供一个好的环境.除此以外,在泳池两侧放了大屏幕.屏幕尺寸达到了23.8平米."
"水分子"共有3000多个,但每个"水分子"的形状都不一样.因为它们要承载起整个场馆,所以每一个水分子的形状都是经过科研人员成千上万次的计算和实验产生的.
国家游泳中心位于北京奥林匹克公园内,建筑面积约5万平方米,设有1.7万个坐席,工程造价约1亿美元,全部由港澳台同胞捐赠,是所有奥运场馆中唯一的一个
我也没法了,同病相怜啊……