一般說來,弦支穹頂結(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。但羽毛球館的跨度為93米,如果只用單層網(wǎng)殼支撐這么大的跨度,就要大大增加構(gòu)件的截面尺度,結(jié)構(gòu)就會很笨重,因此設(shè)計單位在羽毛球館單層網(wǎng)殼下面使用高強(qiáng)度的鋼索進(jìn)行張拉,將網(wǎng)殼支撐住,這一做法節(jié)省了30%至40%的鋼材。
“弦支穹頂結(jié)構(gòu)和弓的外形有些相似。”張愛林舉了個例子,“做弓的竹子下面需要一個高強(qiáng)度的弓弦拉住它,才能使弓保持一個穩(wěn)定的形狀。上面說的單層網(wǎng)殼好比做弓的竹子,而下面的高強(qiáng)度鋼索就是弓弦。如果沒有弓弦在那里撐著,竹子也許還能是弓形,但形狀不會保持很好的穩(wěn)定。而單層網(wǎng)殼如果沒有鋼索的拉力支撐,就會不穩(wěn)定。這就是弦支穹頂結(jié)構(gòu),而這個結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵,是在鋼索中施加了預(yù)應(yīng)力。”
預(yù)應(yīng)力的施加使羽毛球館擁有輕盈外觀的同時,“骨架”卻依然剛勁有力,完美地貼合了羽毛球、藝術(shù)體操這兩項(xiàng)看似輕柔但又充滿力度的運(yùn)動。
氣流組合設(shè)計保證比賽不受干擾
眾所周知,羽毛球和藝術(shù)體操比賽對于場館內(nèi)的空調(diào)設(shè)計有著特殊要求,奧運(yùn)會比賽時正值北京炎熱的8月,因此如何能夠既不影響運(yùn)動員比賽又能讓觀眾在舒適的環(huán)境中觀賽成為人們最關(guān)心的問題。
張愛林向記者介紹,北工大體育館采用了分層空調(diào)和席下送風(fēng)的氣流組織設(shè)計,通過對比賽廳的氣流、氣溫做CFD仿真模擬研究,使氣流分區(qū)合理管理,減少大空間的能源浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)了比賽大廳內(nèi)距地9米內(nèi)的氣流速度小于0.2米/秒,溫度保持在25攝氏度左右,符合國際羽聯(lián)對場地的要求,觀眾坐在館內(nèi)也會感到舒適。
這種席下送風(fēng)的氣流組織設(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3個直徑各13厘米的送風(fēng)口。整個體育館中,一共設(shè)置了9100多個送風(fēng)口。這樣不僅降低了風(fēng)速,還避免了空調(diào)出風(fēng)時對場上運(yùn)動員的影響,不會影響到羽毛球的飛行線路。
奧運(yùn)會后成為百姓文體活動中心
目前,在北工大的校園內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了雨水收集利用,體育館人行廣場使用彩色透水混凝土鋪設(shè),部分燈具采用高效發(fā)光二極管照明,體育館冬季使用地?zé)峁┡绞剑募緞t使用水源熱泵系統(tǒng)制冷,這些做法都達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的效果。
賽后,北京工業(yè)大學(xué)體育館將成為校內(nèi)兩萬多名師生的文體活動中心。同時,作為北京市東南區(qū)中惟一的一座奧運(yùn)場館,這里還將成為該地區(qū)居民的文體活動中心。屆時,體育館內(nèi)將設(shè)置籃球、排球、乒乓球等訓(xùn)練場地,以及舞蹈、聲樂、樂隊(duì)排練廳,還兼做各種報告、團(tuán)體訓(xùn)練、技能培訓(xùn)、文化科技作品展覽場所。另外,由于距離國家羽毛球隊(duì)駐地僅有3.5公里,因此該體育館還將成為中國羽毛球國家隊(duì)的訓(xùn)練基地。