說起2008年北京奧運會(hui) 的標誌性建築，“鳥巢”和“水立方”各具特色的造型給全世界人民留下了非常深刻的回憶。特別是在“水立方”內(nei) 為(wei) 期9天的遊泳比賽中，一共誕生了24項世界紀錄、66項奧運會(hui) 紀錄，堪稱奧運史及遊泳史上的奇跡，“水立方”也因此得到了“世界上最快泳池”的稱號。

　　其中，奪得了8枚奧運金牌、打破7項世界紀錄的遊泳運動員菲爾普斯對“水立方”更是讚不絕口，那麽(me) ，究竟是什麽(me) 魔力讓“水立方”如此不同凡響呢？今天，我們(men) 就來解密“水立方”中都有哪些科技亮點？

　　作為(wei) 世界上第一個(ge) “氣泡”理論的鋼結構建築，“水立方”全新的設計理念為(wei) 人們(men) 展示了一座讓人耳目一新的、夢幻般的遊泳館，但是想要把夢幻轉化為(wei) 現實，其中的該科技攻關(guan) 可能並不被大家所了解。

　　“水立方”最大的亮點是我國首次采用ETFE膜結構，這也是當時國際上建築麵積最大、功能要求最複雜的膜結構係統。然而，北京的秋冬是多風的季節，當時的設計人員為(wei) 何能確定“水立方”的塑料氣泡外衣能承受得住寒風的考驗呢？

　　原來，在當時設計建築方案的時候，設計人員就專(zhuan) 門為(wei) 了測試“水立方”的抗風能力，進行了風洞試驗。他們(men) 按照1比100的比例，複製了一個(ge) “水立方”的模型。在模型的內(nei) 部又安裝了很多的電子傳(chuan) 感器。然後模擬北京一年四季的風向，分別從(cong) 8個(ge) 方向，對這個(ge) 模型進行試驗，最終得出風洞實驗的數據。結果發現，“水立方”北側(ce) 牆角的位置承受風的壓強最大，達到每平方米60到70公斤。

　　聽到這個(ge) 實驗數據，想必很多聽友都會(hui) 表示擔心，這麽(me) 大的風壓，“水立方”表麵的氣泡會(hui) 不會(hui) 被吹癟？它能承受住這麽(me) 大的風壓嗎？

　　其實，這些問題都在設計人員的考慮範圍之內(nei) 。他們(men) 為(wei) 了確保“水立方”的氣泡外衣足夠結實，用了至少三層的ETFE膜對每塊氣枕進行包裹；而且為(wei) 了抵禦大風，設計人員又在每個(ge) 角部，為(wei) 受到風壓最大的氣枕，安裝了五到六層的ETFE膜，使它足夠可以抵禦百年一遇的大風。

　　如果我們(men) 仔細觀察的話，還會(hui) 發現，在每一個(ge) 氣枕的邊角處，都安裝了2到3個(ge) 充氣閥門，之所以有它們(men) 的存在，是因為(wei) “水立方”的氣枕采用的是一種智能充氣係統，裏麵的每一個(ge) 閥門都要經過長長的管道，最終連接到一個(ge) 智能的自動充氣裝置。當充氣係統感應到氣枕內(nei) 的壓強變小的時候，它就會(hui) 自動啟動，進而為(wei) 氣枕充氣；如果是冬天下大雪的時候，屋頂的氣枕還可以在工作人員的判斷下，再增壓300帕，以此來承受積雪的壓力。

　　另外，如果我們(men) 可以進到“水立方”牆壁的內(nei) 部，也就是內(nei) 外兩(liang) 層氣枕的中間，我們(men) 就會(hui) 發現，在外層氣枕的內(nei) 側(ce) 和內(nei) 層氣枕的外側(ce) ，都鍍有直徑大約16毫米的銀色圓點，可不要小瞧這些圓點，它們(men) 可是在“水立方”中占有舉(ju) 足輕重的位置。

　　要知道，在“水立方”建設初期，很多人都曾有過這樣的擔心：北京奧運會(hui) 舉(ju) 辦的時候正值盛夏，暑熱的天氣會(hui) 不會(hui) 使“水立方”變成一個(ge) 匯聚陽光的“大溫室”呢？觀眾(zhong) 置身場館當中，會(hui) 不會(hui) 感到悶熱，透不過氣來呢？對於(yu) 這些問題，我們(men) 的設計師又想出了新辦法。

　　解決(jue) 這些問題的“法寶”就是剛剛我們(men) 提到的分布在ETFE膜上的鍍點，它們(men) 可以像“遮陽傘(san) ”一樣控製著“水立方”的溫度和采光。這些16毫米大的鍍點，密度從(cong) 10%到65%不等，完全可以用來控製膜的透光度，減少陽光帶來的熱量，避免室內(nei) 溫度過高。

　　另外，這些鍍點還可以改變光線的方向，起到隔熱散光的效果，它們(men) 布成的點陣，可以把刺眼的光線和多餘(yu) 的熱量擋在場館之外，而讓所需要的光線可以自由通過，保證場館的溫度和采光。

　　與(yu) 此同時，我國的“水立方”，還是一座會(hui) “呼吸”的體(ti) 育館。這是因為(wei) 設計人員在牆壁的內(nei) 部安裝了機器，可以把來自室外的新鮮空氣，從(cong) 通風口源源不斷地吹進來，然後再從(cong) 房頂的出氣孔抽出去。這樣一吸一吐的過程中，積聚在兩(liang) 層氣枕間的熱氣就被帶走了。通過這種方法，就可以大大降低了室內(nei) 的溫度。

　　解決(jue) 了“水立方”通風透氣的問題之後，“水立方”的又一大亮點，也就是夜間“水立方”異彩紛呈的景觀照明，同樣非常地令人矚目。

　　按照以往的經驗來說，人們(men) 對於(yu) 建築物的照明，通常會(hui) 采用外投光照明方式、輪廓照明方式和一般內(nei) 透光照明方式。但這三種方法用在“水立方”的身上，照明效果都不是很理想。這是因為(wei) “水立方”是透明的，如果使用外投光，就會(hui) 影響室內(nei) 的比賽；使用輪廓光的話，隻能勾勒出立方體(ti) 的呆板線條；而如果使用內(nei) 透光，那麽(me) 膜上遮陽用的鍍點，就會(hui) 對光線產(chan) 生幹擾。這樣一來，設計人員就需要為(wei) “水立方”探索出一種新的照明方式。經過不斷的實驗，最終設計人員決(jue) 定采用空腔內(nei) 透光的照明方式。

　　這種方式就是進入到“水立方”牆體(ti) 的內(nei) 部，在外牆的每一個(ge) 氣枕下麵，都整齊地安裝了一排照明燈。這些小小的照明燈，可以在計算機軟件編程的幫助下，變化出上千萬(wan) 種顏色，形成豐(feng) 富多變的光色組合，可以表達特殊的場景氣氛和不同的情緒。除此之外，在水立方的南麵牆體(ti) 上，還安裝了LED大屏幕，在奧運會(hui) 期間，它可以實時轉播場館內(nei) 的比賽。

　　但如果我們(men) 站在發光的“水立方”外麵，卻看不到任何的照明工具。原來，為(wei) 了使“水立方”的夜景照明達到最佳的效果，設計人員選擇把照明燈全部安裝在氣枕的下麵，這樣就是把燈具藏了起來，讓觀眾(zhong) 享受水立方優(you) 美的夢幻顏色的同時，看不見任何燈具的存在。

　　值得一提的是，設計人員使用的這種照明燈，也是LED燈的一種，它的優(you) 點是顏色多變的同時，更是環保、節能的新一代照明產(chan) 品。為(wei) 了使“水”這一主題貫穿到體(ti) 育館的每一個(ge) 角落，設計師還在“水立方”的內(nei) 飾上，作了一些獨特的設計，走進“水立方”的比賽大廳，處處可以感受到“水”的元素。

　　比如，藍白相間的觀眾(zhong) 座椅，上麵一串靈動的水泡點綴其中；跳水池和遊泳池的岸邊，一圈又一圈的淺藍色圖案，仿佛是濺到岸上的水花；環境幽雅的泡泡吧，讓觀眾(zhong) 好像置身在深藍色的海水裏。“水立方”無論從(cong) 結構外觀，還是館內(nei) 的裝飾，每一個(ge) 細節，都體(ti) 現著“水”的柔美與(yu) 靈動，傳(chuan) 遞著設計人員的細心與(yu) 嚴(yan) 謹。

　　就拿“水立方”內(nei) 的遊泳池來說，普通泳池的深度一般在2米到2.5米之間，而“水立方”的泳池水深為(wei) 3米，是當時世界上唯一一個(ge) 全部深度為(wei) 3米的泳池，這樣的深度可以降低水波動對運動員的影響；而且，泳池的結構還采用了雙層獨立泳池結構，泳池的側(ce) 壁與(yu) 周圍地下室牆體(ti) 分開，泳池簷口與(yu) 周圍看台樓板完全斷開，進而就可以避免周圍的看台上傳(chuan) 來的任何震動，最大程度保證了池水穩定；此外，泳池的四周為(wei) 獨特的溢水槽設計，可以有效降低溢水噪聲，並保證池水迅速平穩地溢流，有效消除運動時產(chan) 生的波浪，減低對運動員的幹擾。或許正是因為(wei) 泳池的各種創新，全球的運動員才會(hui) 在“水立方”創下那麽(me) 多的世界紀錄。

　　總的來說，“水立方”的成功建成，很大程度上填補了國內(nei) 外在建築科技領域的技術空白，同時也推動了我國科學技術產(chan) 業(ye) 化進程。要知道，在2012年2月，“水立方”榮獲了國家科學技術進步一等獎，除此之外“水立方”還獲得了魯班獎、詹天佑獎、國家發明專(zhuan) 利5項、實用新型專(zhuan) 利7項、國家級工法2項，多項技術成果達到了國際領先水平。

　　如今，雖然北京奧運會(hui) 已經過去十多年的時間了，但“水立方”依舊坐落在北京奧林匹克公園，以專(zhuan) 業(ye) 、先進的水平，舉(ju) 辦著各類比賽和盛會(hui) ，享受世界的稱讚。它不僅(jin) 成為(wei) 了北京地標性的建築，更是充分展現了我國科技事業(ye) 的發展水平。



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