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“如果把‘春繭’橫刀一切的話,那就可以在剖面上很容易發現,‘春繭’外殼的厚度與其內部巨大的空間相比非常薄,就好像一個‘易拉罐’,鋼結構建築的外殼越輕薄,其自重對建築的影響就會越小,但輕薄的同時必須安全,工程師們要保證一個節點的變形不能影響整個建築的結構和安全,也就是說輕薄如易拉罐的‘春繭’卻不像易拉罐那樣容易扭曲和變形”。
——大運會開幕式場館“春繭”項目諮詢工程師
置身於深圳第26屆大學生夏季運動會的開幕式現場——深圳灣體育中心,看臺與深圳灣的海景只有“一牆之隔”,薄薄的網格狀“牆”外面就是深圳寧靜的濱海夜景,整個場館內的絢麗燈光也透過薄薄的春繭四散開來。而在龍崗的大運體育中心,一入夜,被稱爲的“水晶石”的大運中心就不斷變幻出各種顏色,成爲大運中心亮麗的風景。不僅如此,“水晶石”還採用透光卻隔熱的“會呼吸的幕牆”,室外平整的混凝土地面卻和土壤一樣透水,這些新型的建築科技爲大運平添了科技和綠色的色彩。
記者瞭解到,在建築領域,高科技的材料和建築工藝、創意十足的結構設置以及低碳環保的新型建築技術都被應用在深圳大運會的各個場館當中。南方日報記者走訪一座座閃爍着高科技因子的大運場館,試圖展示大運場館背後的建築科技。
有的幕牆會“呼吸”,有的幕牆可自潔
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,這裏就是龍崗大運中心體育場,田徑、足球等項目比賽的場館。
“水晶石”的美讓人屏住呼吸,除了獨特的造型,外立面全透明的圍護結構大膽新穎,這可是獨樹一幟。然而這份敞亮、大膽也難免讓人生疑:大運會在深圳最熱的8月份舉行,坐在這全透明的“水晶石”裏,和桑拿房露天曬太陽有什麼區別?
大運中心的建築師則告訴記者,不必擔心:爲解決透明幕牆帶來的溫度調節難題,設計方創造性地將圍護設計爲兩層,外層爲夾膠節能玻璃和聚碳酸酯板,這種新型節能材料通透、明亮又隔熱、隔音、防眩光。在不影響可見光透過的前提下,達到最大的遮陽效果,同時也保證了建築的節能效果;而內層則爲半透明的玻璃纖維張拉膜,除了環保隔熱,還是輔助燈光效果的投影幕布。更重要的是,它與外層幕牆之間形成了一個會“呼吸”的空腔,陽光帶來的熱空氣在這裏被牢牢“鎖定”,再全部由自然通風系統帶走,場館內的溫度調節通過這一吸一呼而完成。到了冬天,關上“天窗”,又可以最大限度地確保熱量不流失。
同樣是幕牆,大運中心的幕牆讓人歎服,但鹽田區體育館的幕牆卻未必“服氣”,因爲她也有特殊技能——納米自潔。這種技術就是在大廈建築外牆的玻璃、鋁板、油漆等表面製備二氧化鈦塗層,納米二氧化鈦在日光紫外線催化作用下具有超強氧化性和超親水性。超強氧化性可降解汽車尾氣和工業廢氣中排放出來的有機物如甲醛、甲苯等油污,並將這些污漬分解爲二氧化碳和水,使附着在建築表層的無機物如二氧化硫、氮氧化物等失去黏附力,當下雨時,已經降解的有機物和失去黏附力的無機物就很容易被水沖走。使用納米自潔技術的建築外牆可以不用定時人工清洗,不僅節省了大筆清潔費用,節能降耗方面也有收益,因爲納米自潔環保技術的二氧化鈦塗層還能吸收紫外線,可以阻隔10%的太陽能進入室內,降低了電能消耗。
記者在採訪中瞭解到,這種納米技術除了自潔,還能淨化空氣,10000平方米的納米自潔塗層相當於200棵楊樹的空氣淨化效果!而老百姓接觸最頻繁的民用住宅,將是這一技術進一步推廣的重點目標。
路面收集滲透水,通過暗溝流向景觀湖
大運中心的設計大氣美觀,遠處青山環抱,身旁還有一灣澄澈的湖水,腳下廣場很寬敞。細心的市民可能會注意到,大運中心不少路面都呈銀灰色,仔細看起來像是一塊塊小石子拼接到了一起,與傳統平整的水泥路面和瀝青馬路相比,這裏顯得有些“寒磣”。不過,可別小看這種設計,如果你把一瓶水倒在路面上,你會發現一整瓶水轉眼間便從看似毫無縫隙的地面上消失了。
路面能“喝水”,是因爲應用了一種新型的透水混凝土。大運中心的工程人員告訴記者,大運中心室外路面鋪設了總面積達15萬平方米的透水路面,其透水系數爲3毫米/秒。這麼大的“胃口”,積水現象幾乎不可能出現,“就算拿水管直接扔在地上不停放水,也頂多出現臉盆大的水漬,連水窪都不會有。奧妙就在這混凝土下,佈滿了縱橫交錯的暗溝,像人體的毛細血管,收集滲透水,迅速送進人工湖補充景觀用水或者儲存用來灌溉”,工程人員解釋,而湖水又被用來進行綠化澆灌和場地道路沖洗。消失了的水,實際上始終在被循環利用着。看似喝水,實則節水。然而神奇之處不止於此,記者還了解到,在炎熱天氣下,相對於普通地面,這種透水地面的溫度會低5—10攝氏度。
節能和綠色被作爲本屆大運會的一個主題,很多場館都應用了最新的節能技術。在鹽田區綜合體育館,玻璃幕牆外側採用國際先進水平的全天候智能遮陽電動百葉窗,這種百葉窗可隨陽光的直射角度調整遮陽板角度,達到防止陽光直射玻璃導致的能量損耗。
在“春繭”,記者還見識了另一項節能的“獨門絕技”:空調製冷,不用電,還能用什麼——用冰:簡單來說就是晚上製冰,白天製冷,利用冷凝和昇華的物理原理節約能源。晚上11時後,開始製冰並儲存起來,第二天,制好的冰可供應空調製冷。這樣既錯開了用電高峯,又節約了成本。據測算,使用“冰蓄冷”後,“春繭”每年節省運行費用200萬元,還可節約用電280萬千瓦時。而冰蓄冷也代表着當今世界中央空調的發展方向。
-科技點擊
1.節省鋼量60%
大運中心體育場採用了國際上首創的單層折面空間網格結構,這種結構體系使得大運中心體育場用鋼量大大節省,6萬座的大運中心體育場用鋼量只有1.8萬噸,只有“鳥巢”的40%。
2.會“呼吸”的玻璃幕牆
大運中心外立面全部設計爲全透明的圍護結構,外圍護結構設計爲兩層,外層爲XIR夾膠節能玻璃和聚碳酸酯板,內層爲半透明的玻璃纖維張拉膜。XIR夾膠節能玻璃具有通透、明亮、隔熱、隔音、環保、防眩光等特點,可見光透過率超過70%,可見光反射率低於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係數,達到最大的遮陽效果,在保證了建築物通透性的同時,也保證了建築的節能效果。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系統帶走,其作用類似呼吸幕牆,但比呼吸式幕牆更節約造價,施工更簡單。
3.可透水的混凝土地面
大運中心室外地面全部採用透水混凝土,共計15萬平方米,透水系數達3毫米/秒,可以起到透水、透氣、保水、節水的作用,每年使用雨水與中水等非傳統水資源可達到92萬立方米。室內消防用水全部利用現有的游泳池水,可節水0.21萬立方米/年;智能綠地澆灌可節水15萬立方米/年,並節約10萬元以上管理勞務支出。綜合起來,年節水約107.37萬立方米,夠2200餘人用一年。
4.建築可“變色”
夜色中的大運中心“水晶石”不斷的變幻着自身的顏色,吸引着周圍市民的目光。據瞭解,大運中心設計了20多種不同配光,並運用了世界領先的6個核心專利技術的獨立控制系統,可以同步控制23880套智能燈具,共88350個獨立控制單元,並可實現一年365天全自動運行和監控。所有的燈具都安裝在鋼結構的部分主樑和次樑上,實現了燈具和線槽的隱蔽,完全消除了顯光,構成了美麗的剪影效果。
5.省電一半的燈
專門研發的百萬顆專用LED芯片和非線性透鏡,具有節能、環保、體積小、耗電量低、壽命長、高亮度、低熱量等優點,燈具壽命可達5萬小時以上,比熒光燈光源壽命長2.5—3倍,比熒光燈光源節能60%以上。場館內會客廳、休息室、功能房、採訪間採用的T5熒光燈,節能率也達到35%—50%。
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