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為什麽2008年奧運會的體育場要建成鳥巢的形狀?

“鳥巢”的看臺是專門為觀眾設計的,以獲得最佳的觀看效果。

大多數體育場不太註重看臺的設計,但“鳥巢”的看臺設計得像壹個邊緣起伏的“碗”,是圍繞體育場的折疊結構,有的上下看臺之間交錯。這樣,觀眾無論坐在“鳥巢”的哪個位置,離比賽場地中心的視線距離都在140米左右。

從坐在鳥巢裏的觀眾擡頭望去,除了藍天白雲,只能看到薄薄的壹層白色“窗欞紙”——鳥巢屋頂雙層膜結構的下層。這種半透明的聚四氟乙烯薄膜就像家裝中的天花板壹樣,覆蓋在復雜的鋼屋頂和屋架中的設備和管道上。觀眾的視線裏沒有亂七八糟的物體,無形中就會把註意力集中在球場內的賽事上。

9萬多人同時觀看比賽,現場的嘈雜可想而知。沒有好的吸聲材料和聲學效果,運動員和觀眾都很難聽清楚轉播。“鳥巢”的下層膜采用的是吸聲膜,可以起到聲學吊頂的作用。加上鋼結構構件上布置的壹些吸聲材料,以及場館內使用的電聲擴聲系統,“鳥巢”內部的語音清晰度指數達到了0.6——這個數字完全可以保證坐在任何角落的觀眾都能清晰地聽到場館內的廣播。

8月的北京,天氣炎熱,91000人坐在壹個體育場裏看比賽。如何提高他們的舒適度?

“鳥巢”的中國設計師經過多次論證,借用流體力學設計中的壹種計算機CFD模擬方法,對“鳥巢”觀眾廳的熱舒適性和風舒適性進行模擬分析。可以精確模擬“鳥巢”的鋼結構和膜結構,模擬91000人同時觀看比賽時的自然通風,計算出每個區域觀眾能感受到的溫濕度氣流速度,在圖紙上用不同的顏色標註出來。現在“鳥巢”的所有通風設施都是根據這種模擬分析對國外設計師的圖紙進行調整和優化的結果。無論觀眾坐在上看臺還是下看臺,普通座位還是VIP座位,都能享受到自然的光線和風力,達到更好的舒適度。

在“鳥巢”的觀眾席裏,有200多個供殘疾人使用的輪椅座位。與普通座椅相比,這些輪椅座椅的高度得到了提高,以保證與普通觀眾壹樣的視野。對於有聽力和視力障礙的觀眾,將為他們提供助聽器和比賽解說無線廣播系統。這些科技手段的應用,讓所有在“鳥巢”觀看比賽的人,都能平等地享受到運動帶來的樂趣。

讓運動員充分發揮自己的水平

決定采用觀眾席下送風的空調設計,即在觀眾席內增設空調送風管,讓涼風從觀眾座位下吹出。

東四環邊上有壹個體育館。白色的圓形屋頂使它看起來像壹個微微張開的蚌殼和壹頂倒扣的帽子。這是北京工業大學新建的體育館,第29屆奧運會的羽毛球和藝術體操比賽將在這裏舉行。

了解羽毛球的人都知道,這個項目對球場內部的空調設計有特殊要求,因為空調引起的風速和風向會直接影響運動員的成績。

北京工業大學體育館由華南理工大學建築設計院設計。為了找到最適合羽毛球運動的場館設計方案,中國設計師到處“取經”,參觀了雅典奧運會、巴塞羅那奧運會甚至1960羅馬奧運會的場館,參觀了國家體育總局國家隊羽毛球訓練館,去年年初跟隨國家隊赴英國參加全英羽毛球公開賽...然而,這些體育場的設計要麽不適合羽毛球比賽,要麽不可復制。

沒有先例可參考,只好靠中國人自己想辦法。

經過多次論證,決定采用觀眾席下送風的空調設計,即在觀眾席內增加壹個空調送風風道,讓涼風從觀眾座位下吹出。每兩個座位下有三個直徑為13cm的出風口,整個體育館有10000多個這樣的出風口。

座下送風,說起來容易做起來難。為了避免打開送風管道,充分利用有限的空間,中國設計師反復修改。和原來的圖紙相比,最終的設計方案幾乎把所有的房間都搬走了。

我們不僅在空調上下了功夫,每扇門的位置都考慮得很周到。在原圖上,為了方便疏散,休息廳的門和觀眾的門是相對的。後來有專家提出,如果遊戲過程中同時打開兩扇門,會形成直通流,影響遊戲。設計師馬上做了修改,錯開了門的位置。

經過各種改進,現在羽毛球館的風速可以控制在0.2米/秒以下,完全符合國際羽聯的要求。除了保證運動員發揮出最佳競技水平,還能保證觀眾的舒適度——觀眾席內的溫度在25-27℃之間,而賽場內的溫度在26-28℃之間。

消除比賽隱患。

根據計算機模擬結果,疏散“鳥巢”內的所有觀眾大約只需要14分鐘。

在“鳥巢”周圍,有12對引人註目的鋼制樓梯蜿蜒向上,是通往上層看臺的必經之路。去過慕尼黑安聯體育場的人都會覺得這些大樓梯似曾相識——沒錯,安聯的設計師和“鳥巢”的外國設計師都是來自瑞士的赫爾佐格和德梅隆,所以安聯體育場也有這樣的大樓梯通往上層看臺,但基本都是筆直的,壹路到底。事實上,“鳥巢”的樓梯最初就是這樣設計的。但大家很快意識到,通往盡頭的樓梯可能存在安全隱患,國外設計師的方案有待改進。

這些樓梯每壹段都有60多米長,壹端與上層看臺的分配大廳相連,另壹端與下面的平臺相連,中間沒有任何出口。演出結束,大家都在往下走,人群密集。萬壹走在中間的人絆倒了,會不會引起恐慌,引起觀眾踩踏?

中方設計單位專門找了專業公司,用專門的軟件模擬了大樓梯在非正常狀態下的疏散,並根據結果對大樓梯的設計進行了改進:壹是將原來的大樓梯改成了壹段壹段彎曲的形狀,實際上是將大樓梯分成了幾個部分,防止觀眾在摔倒的情況下繼續摔倒;其次,全程安裝攝像頭,有管理人員監控。壹旦出現問題,馬上會有管理聯動,可以臨時封閉某個區域,避免事故發生;第三,每個樓梯中間加壹排扶手;最關鍵的改變是增加緊急疏散通道,連接大樓梯和下面的樓層。這些段落平時不用。在緊急情況下,通道將被打開,以便走在大樓梯上的觀眾可以從附近的其他樓層疏散,工作人員也可以通過緊急通道快速進入大樓梯進行疏散或救援。

改進後,如遇緊急情況,可在最短時間內疏散“鳥巢”內的所有觀眾。根據計算機模擬結果,疏散“鳥巢”內的所有觀眾大約只需要14分鐘。今年,北京國安與山東魯能的比賽結束後,約2萬名觀眾離開球場,耗時約14分鐘。