中央電視臺10月8日訊 9日，位于北京工業(yè)大學(xué)校園內(nèi)的北京工業(yè)大學(xué)體育館將迎來“好運北京”2007年國際羽毛球邀請賽，接受第一場大賽經(jīng)驗。藍天白云下的“扁平羽毛球”狀的體育館在秋高氣爽中顯得越發(fā)灑脫輕盈，散發(fā)出不可抗拒的迷人魅力。
北京工業(yè)大學(xué)體育館主體結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋蓋為空間張弦索撐網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)（跨度達93米），支撐于角度等分的圓周（直徑93米）上的36根鋼筋混凝土圓柱上，熱身館屋蓋為單層鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，支撐于角度等分的橢圓（長軸57米、短軸41米）上的20根鋼筋混凝土圓柱上，外裝修以玻璃幕墻、金屬幕墻和石材為主，屋面為金屬屋面板和半透陽光板。
93米弦支穹頂結(jié)構(gòu)創(chuàng)世界記錄 每平米用鋼60公斤
走進工大體育館，穹頂似天寧靜致遠。房頂5道環(huán)向鋼索和每環(huán)56根徑向鋼拉桿在空中編織成魚網(wǎng)狀——張弦穹頂結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的上部是一個球冠頂面的單層網(wǎng)殼，由很多鋼管組成，下部用鋼索撐起來。整個穹頂?shù)膬?nèi)側(cè)直徑為93米，外側(cè)直徑為98米，再加上兩側(cè)懸挑出來的兩翼，總用鋼量不到1200噸，相當(dāng)于每平米60公斤。而“鳥巢”的用鋼量每平米在400公斤左右，“水立方”每平米也有200公斤。
據(jù)北京工業(yè)大學(xué)副校長張愛林介紹，如果用單層網(wǎng)殼支撐這么大的跨度，結(jié)構(gòu)就會很笨重，也會浪費很多鋼材，因此在體育館網(wǎng)殼下面要使用高強度的鋼索進行張拉，將網(wǎng)殼支撐住。最終，體育館鋼結(jié)構(gòu)體系采用了預(yù)應(yīng)力弦支穹頂結(jié)構(gòu)。
這一長約150米、寬約120米的鋼結(jié)構(gòu)還創(chuàng)造了世界建筑史上的紀錄———世界上跨度最大的預(yù)應(yīng)力弦支穹頂，最大跨度達93米。
巧用預(yù)應(yīng)力 四兩撥千斤
據(jù)張愛林介紹，預(yù)應(yīng)力弦支穹頂結(jié)構(gòu)是巧用了預(yù)應(yīng)力，從而起到了四兩撥千斤的效果。他解釋說，預(yù)應(yīng)力就是在構(gòu)件中提前加力來應(yīng)對鋼結(jié)構(gòu)本身所受到的荷載，包括屋面自身重量的荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、地震荷載作用等等。施加預(yù)應(yīng)力是通過拉緊鋼索來實現(xiàn)的，這和拉弓有異曲同工之處。當(dāng)弓弦被拉緊時，弓身就會拱起，產(chǎn)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(wǎng)架向上拱起，從而產(chǎn)生和外荷載效應(yīng)相反的力。
他說，預(yù)應(yīng)力的施加使羽毛球館擁有輕盈外觀的同時“骨架”也不失堅韌和剛強，同羽毛球、藝術(shù)體操這兩個觀賞性和競技都同樣很強的項目所傳達出的柔中帶剛的體育精神不謀而合。
北京市設(shè)計工程研究院副院長張然說，通過這種形式，場館鋼結(jié)構(gòu)每平方米用鋼量不到100公斤，而普通鋼結(jié)構(gòu)每平方米用鋼量則翻一倍還要多。
通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)先進 9100個出風(fēng)口使風(fēng)速小于0.2米/秒
無論羽毛球比賽，還是藝術(shù)體操的帶操比賽，遭遇任何不規(guī)則的氣浪，羽毛球和絲帶的運動軌跡都會被改變。特別是羽毛球比賽對風(fēng)速的要求更高，因為國際羽聯(lián)的要求為恒溫26度，送風(fēng)量不能超過0.2米/秒。而這個風(fēng)速，幾乎就是“一絲風(fēng)也沒有”。北工大體育場是怎么保證在流火的八月，把室內(nèi)溫度降至25攝氏度，風(fēng)速不能超過0.2米/秒的呢？
張愛林道出了個中“奧妙”：采用觀眾席席下送風(fēng)的空調(diào)設(shè)計，也就是看臺內(nèi)增設(shè)空調(diào)送風(fēng)管道，讓涼風(fēng)從觀眾的座椅下面吹出來。每兩個座位下面，有三個直徑各13厘米的送風(fēng)口，整個體育館中，這樣的送風(fēng)口共有9100多個。
采用這樣的設(shè)計有兩個好處:首先是降低了風(fēng)速。風(fēng)速大小與出風(fēng)管道的橫截面積是成反比的，把一個出風(fēng)口“分解”成了9100多個出風(fēng)口，風(fēng)速當(dāng)然就小了；其次是避免了空調(diào)風(fēng)向?qū)錾线\動員的影響。一般體育館空調(diào)的送風(fēng)管道是在屋頂，風(fēng)從上面吹下來，再吹向四面的觀眾席，冷氣在由上面轉(zhuǎn)向側(cè)面的過程中會形成一個渦旋氣流，影響到羽毛球的飛行線路，現(xiàn)在將出風(fēng)口設(shè)計在觀眾席下，回風(fēng)口設(shè)計在兩層觀眾席之間，就避免了渦旋氣流的產(chǎn)生。
如此，羽毛球館內(nèi)比賽場地的風(fēng)速可以控制在0.2米/秒以下，完全符合國際羽聯(lián)的要求。除了保證運動員能發(fā)揮最佳的競技水平，也能保證觀眾席的舒適度——觀眾席的溫度在25℃至27℃之間，場內(nèi)則是26℃到28℃。
“在北京最炎熱的八月，在場內(nèi)觀眾多達7500人的情況下，實現(xiàn)對場館內(nèi)風(fēng)速和溫度如此嚴格的控制，這在奧運歷史上是沒有過的?！睆垚哿指毙ｉL說。
