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在建設方面,北京工業大學體育館不但場館建築、結構、空調、照明等所有專業設計和施工均由我國自主完成,還創造性地采用了世界領先的科技。在場館的建設當中,北京工業大學體育館是如何實現『科技奧運』、『綠色奧運』兩大奧運理念的呢?為此記者特別采訪了北京工業大學體育館場館主任、北京工業大學副校長張愛林教授。
《競周刊》:據介紹,北京工業大學體育館采用的弧頂結構是在世界上首次使用,這是一個怎樣的結構呢?
張愛林:我們采用的是預應力張弦穹頂結構,上部是一個球冠頂面的單層網殼,由很多鋼管組成,下部用鋼索橕起來,因為整個場館的跨度有93米,如果只用單層網殼支橕這麼大的跨度,就要大大增加構件的截面尺度,結構就會很笨重,也會浪費很多鋼材,因此在羽毛球館單層網殼下面,我們使用高強度的鋼索進行張拉將網殼支橕住。
《競周刊》:可不可以為我們介紹一下什麼叫做『預應力』?
張愛林:預應力就是在構件中提前加力來應對鋼結構本身所受到的荷載,包括屋面自身重量的荷載、風荷載、雪荷載、地震荷載作用等等。預應力張弦穹頂結構是巧用了預應力,從而起到了四兩撥千斤的效果。施加預應力是通過拉緊鋼索來實現的,這和拉弓有異曲同工之處。當弓弦被拉緊時,弓身就會拱起,產生一個向前的力。同理,通過機器拉緊鋼索會使羽毛球館的鋼網架向上拱起,從而產生和外荷載效應相反的力。
《競周刊》:我們知道在奧運羽毛球比賽當中,對場館的擋風設計要求極高,北京工業大學體育館在場館的擋風方面是如何設計的呢?
張愛林:我們采用了觀眾席席下送風的空調設計,也就是看臺內增設空調送風管道,讓涼風從觀眾的坐椅下面吹出來。每兩個座位下面有三個直徑各13厘米的送風口,整個體育館中,這樣的送風口共有9100多個。這樣將一個出風口『分解』成了9100多個出風口,風速當然就小了,另外,將出風口設計在觀眾席下,回風口設計在兩層觀眾席之間,還可以避免渦旋氣流的產生,不會對運動員比賽造成影響。
《競周刊》:北京奧運的理念是『綠色奧運』,那麼這個理念北工大體育館又是如何落實的呢?
張愛林:我們的校園中已經實現了雨水收集利用,體育館的人行廣場采用彩色透水混凝土,部分燈具采用高效發光二極管照明,體育館冬季采用地熱供暖方式,夏季采用水源熱泵系統制冷,這些都能夠達到節能環保的效果。
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