奥运场馆的科技之辉

范贤平

作为奥运会资金投入最大的项目，奥运场馆不仅只是各国运动员的竞技舞台，更因为它承载了全人类的体育盛会而被载入建筑史册。而伴随着科学技术的不断进步，人们对场馆的要求越来越高。它们印着时代的辉煌与荣耀，汇聚人类追求上进、渴望和平以及超越极限的浓浓情结，百年传承。

做空间与结构的文章

比赛场馆是奥运会举行的必要硬件措施，但不难发现，自1896年第一届现代奥运会后近100年的奥运发展历程中，奥运场馆更多追求的是体积与结构设计。

在古希腊，最早的奥林匹克运动竞技场只是一条寒酸的跑道。后来，古希腊人开始利用地形，把修整之后的平地当成体育场，环绕四周的土坡则被设计成看台。这种露天场地尘土飞扬的特点一直持续到第一届现代奥运会结束。在1900年的第二届奥运会上，组委会借用了巴黎市郊布洛尼的原法国赛马俱乐部的跑马场作为主体育场。当时，这个场子只能提供500个观众坐席。四年之后，在乔治华盛顿大学圣路易分校举行的奥运会虽然可以同时容纳4万名观众，但没有顶棚的看台让人们饱尝了暴晒之苦。

“新问题总在是不断出现，尤其是在参与奥运会的国家和运动员人数日益增加的情况下。”分析人士指出，组委会必须充分预计到参会的人数，否则他们无法让比赛正常进行。这最终促使1908年伦敦奥运会第一次专门为奥运会修建了白城体育场。由于这座体育场用了当时最新的建筑材料——钢筋，它也被誉为“伦敦的首次现代化奥运会”。

在接下来的数十年时间里，虽然战争曾迫使奥运会先后数次取消，但奥运会的规模整体呈扩大趋势。从1920年第七届奥运会主场馆——贝绍特田园运动场的3万名观众容量，到1948年第十四届奥运会主场馆伦敦温布利体育场6万名观众容量，再到1964年东京奥运会可容纳10万名观众的主会场，空间的要求已经基本可以得到满足。人们开始把更多的精力放在改进场馆的环境和设施上。

在1964年举办的东京奥运会上，一种含有陶瓷碎渣的混合物被用于铺设田径跑道，它能使跑道在雨天或潮湿的气候条件下保持良好的性能，不影响运动员正常水平的发挥。在慕尼黑奥林匹克主体育场(第二十届奥运会)，总设计师拜尼施采用的半透明帐篷形棚顶是当时世界上最大的屋顶，覆盖面积达85000平方米，可以防止数万名观众被日晒雨淋。且棚顶由网格为75×75厘米的网索钢缆组成，内嵌的浅灰棕色丙烯塑料玻璃，它可以使射入的太阳光线更加柔和。甚至在运动场的天然草皮下25厘米处，还铺设了全长18．95公里的温度调控管道。例如冬天循环热水，在提升场地温度的同时能保证草皮常青。

科技的进步，让奥运会场馆建设受益匪浅。1976年，站在加拿大蒙特利尔奥林匹克体育场中的人们无不感叹：这个椭圆形建筑物由34根钢筋水泥柱支撑，所有预制构件安装在柱子上，固定在柱子上的悬臂长达100米，离地面最高处为54米，看台顶棚由悬臂支撑。令人耳目一新的是，该体育场还设有高达213米高的高塔，整个体育场的顶棚都由高塔控制。只要一按电钮，顶棚就可以自由收放。到了2000年的悉尼奥运会，新技术使主会场——超级穹顶体育馆实现了全棚顶无支柱。观众无论从哪个角度，都可以一览无余地观看比赛。此外，高绝缘和吸声设计也使馆内的音响达到了最佳效果。

绿色概念不断深化

随着时间的推移，人们对奥运会的关注已经达到前所未有的高度，东道主的大会口号推陈出新，科技在其中的作用也越来越重要。而对于即将到来的2008年北京奥运会，“人文、绿色、科技”理念的提出，也反映出它与往届盛会之间的不同。

在场馆建设上，北京奥运会给人巨大的震撼：被喻为“鸟巢”的国家体育场可以容纳观众人数是2004年雅典奥林匹克综合体育场的2倍，达到9．1万人!为了追求更好的现场效果，“鸟巢”的看台设计成“碗”状，在同一圆周上，观众与场地中心的视线距离都在140米左右。它广泛采用吸声膜材，并配合其他构件上的吸声材料及场内电声扩音系统，确保每个角落的观众都能清晰地听到广播。

至于作为游泳场馆的“水立方”，它竟然没有使用一根钢筋，也没有使用一块混凝土。其所采用的材料是一种名为四氟乙烯(ETFE)的特殊材料，内充空气。“水立方”外围的两层膜结构是国内建筑首次采用，也是目前世界上面积最大的膜结构系统。

另据介绍，表面看似脆弱的“水立方”其实非常坚固耐用。它具有以下几个特点：首先，抗压能力强，每块气枕可以承受一辆汽车的碾轧；其次，防鸟啄，易修补。“水立方”顶部铺设了很细的钢丝网，阻止鸟类飞落。它只能被锋利的刀刃损坏，但为了以防万一，“水立方”四周还设立了两米高的护栏，护栏内还有一道宽6米、深0．5米的护城河；第三，“水立方”表面分布的耐高温油墨可以有效反射阳光，确保场馆的温度不会太高和采光。此外，熔点为275℃的膜材料不但耐热，而且防火。它具有出色的自洁功能，即使表面沾上灰尘，雨水也足以使之清洁如新。

“我们有信心、有实力将2008年北京奥运会办成奥运史上一届精彩的高水平运动会!”去年8月，北京市委书记刘淇在奥运会筹办工作报告会上如是表示。但在诸多分析人士看来，北京奥运场馆的更大看点还在于它们对“绿色奥运”的诠释。

自2000年悉尼奥运会体育馆采用太阳能发电等新技术以后，2004年的雅典奥运会保留了类似做法——其主会场的屋顶采用厚度为12毫米的硬质涂层聚碳酸酯板能反射一半以上的太阳热能，保证了场内的温和。而北京奥组委相关官员则在数年以前就明确表示：“‘绿色科技将布满所有奥运会场馆!”

知情人士称，太阳能、风能、地热、污水热能、热泵等各种新的能源利用方式，都会在北京奥运工程建设中体现。国家体育场(鸟巢)、五棵松篮球馆以及奥林匹克森林公园中心区等7大工程都采用了太阳能发电技术，奥运村、媒体村、北京射击馆和老山自行车馆等10个工程则采用了太阳能光热技术。针对北京水资源缺乏的客观情况，奥运场馆的设计师们都在水问题上费尽心思：所有北京奥运会场馆都采用了中水利用技术；国家游泳中心(水立方)和奥运村等5项工程装备了强大的污水处理系统；丰台垒球场和国家会议中心等15项工程拥有雨洪利用系统。

其中，“鸟巢”的雨水储存能力为12000立方米；五棵松文化体育中心一年可收集雨水6万立方米，中水29万立方米；而“水立方”3万平方米的屋顶将使雨水的收集率达到100％，其数量相当于100户居民一年的用水量!

除了上述措施，北京奥运会还在场馆建设中首次全面提出对所有生产和生活垃圾进行无害化处理。以奥林匹克森林公园为例，其绿色垃圾回收率将达到90％，高于2000年悉尼奥运会80％的垃圾再生利用率。