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奧運科技：北京打破的10項紀錄

[日期：2008-08-13] 來源：千龍網作者：發表評論(0)打印

　　“砰”的一聲巨響，藍、橙、綠、白、紅五種顏色的焰火光環交錯相扣，形成“奧運五環”在空中綻放開來。2008個“笑臉”焰火的升空向人們展示著北京奧運會的快樂節奏；居庸關長城和鳥巢的空中用焰火打造出彩虹造型。

　　早在2006年10月，奧組委通過相關部門找到南京理工大學，希望由他們來研制開發北京奧運會所用焰火。南理工焰火研究室教授潘功配教授參與了這項工作。

　　“我們學校在1953年就開設了焰火專業，當時是國內唯一一所開設此專業的大學，這大概也是奧組委選中我們的原因之一。”潘功配告訴《北京科技報》，在研發初期他們就制定了一個目標，就是在奧運會上所使用的焰火在美觀上要突破以前，并且保證更加環保和100%的安全。

　　奧運焰火全面采用包含稀土在內的材料。“將稀土作為焰火材料之一的好處在于，可以讓焰火的色彩更為逼真、艷麗，釋放出來的效果就像舞臺燈光的色彩轉換一般。”潘功配介紹說，但僅僅是好看還不夠，他們還與計算機專家合作，將芯片技術植入部分禮花彈，讓這些焰火彈具有“思想”，它們知道什么時候發射，在什么高度炸開。

　　無煙微煙火藥的采用也是此次奧運焰火的特點之一，用無煙藥替代黑火藥，將減少焰火燃放對大氣的污染程度。潘功配還將奧運焰火稱為“無飄落物焰火”，研發人員更改了焰火的藥劑配方，將其燃放殘渣調至最低，并且盡量減少外包裝上的多余部分，這樣焰火在空中燃燒后能夠將材料全部燒完。

　　北京奧運會開幕式上燃放焰火采用的膛壓式技術為世界首創，能夠通過發射裝置底部的壓力調整，焰火打高、打低、打快、打慢都能得到控制。“開幕式上用焰火打出的奧運五環圖樣便是利用這項技術，精準、可控性強是這項技術的最大特點。”

　　“鳥巢”18時30分將有降雨，風向偏南風3級，風速每秒4米……這樣精確的氣象預報，出現在北京奧運的各個場館內，且每3小時更新一次。此外，每幾個小時之間的降水量是多少，以及溫度、氣壓等指標的具體數目值也都有顯示。

　　為了保證精細預報的準確性，捕捉更細微的天氣變化，天上衛星成員“擦亮眼睛”齊上陣，地下監測站更是絲毫不敢懈怠。

　　目前，風云一號D星、風云二號C星、D星以及今年發射的風云三號01星，正在我國上空3.6萬千米的高度上，密切觀測著北京奧運期間的風云變幻，每 15分鐘就能獲取一次衛星云圖。

　　在北京及每個協辦城市，新一代天氣多普勒雷達投入使用，每6分鐘就能獲取一次探測資料。自動氣象站的密度達到城區約每5公里、郊區約每10公里，每5分鐘就可以實時更新觀測資料。此外，奧運場館附近也都增設了自動氣象觀測站。

　　中國氣象局新聞發言人于新文告訴《北京科技報》，奧運會期間，北京奧運氣象服務中心將每天制作滾動更新的奧運場館0-72小時逐3小時氣象要素精細預報。每日數次滾動制作0-72小時比賽場館氣象要素逐3小時的預報。這種較長預報時效的服務，也超過了往屆奧運會的0-48小時的氣象服務要求。

　　針對個別賽事的需求，氣象部門還將提供未來24小時逐小時的預報服務，這相當于以往氣象部門工作量的40倍。遇有重大轉折天氣，如可能出現雷陣雨、龍卷風、冰雹等影響比賽的天氣，將制作0-2小時臨近天氣預報，并及時發布更新的臨近預報信息。

　　在體育界，流行著這樣一句話：“查得出來的叫興奮劑，查不出來的叫高科技。”事實上，在奧運會期間反興奮劑的核心任務，就是運用高科技與興奮劑展開搏斗。

　　國家奧林匹克興奮劑檢測中心，是亞洲最大、世界一流的興奮劑檢測中心。奧運會期間，將有創紀錄的4500例興奮劑檢測在這里進行。這個數字，比雅典奧運會高出25%，比悉尼奧運會高出90%，為歷屆奧運會之最。

　　在檢測中心大樓內，最引人注目的，當屬檢測HGH(生長激素)實驗室。

　　HGH(生長激素)，是運動員服用最廣泛的一種興奮劑。它屬于國際反興奮劑組織嚴禁的肽類激素。由于人體自身也能產生HGH，如何辨別其內源性還是外源性，成為HGH檢測的一個難題。此外，HGH在人體血液內循環的代謝時間很短，用藥者只要在檢測前及時停用，就可以逃過藥檢。

　　中國反興奮劑中心主任杜利軍告訴《北京科技報》，經過改良的檢測HGH新方法，在奧運期間開始使用。新方法的主要優勢是檢測時限擴大了，可以擴大到48小時以上。這意味著，服用HGH的運動員，至少要在檢測前的兩天內停藥，否則難逃藥檢。

　　此外，檢測中心還大大增加了“液相色譜質譜聯用儀”的數量。這種檢測儀在雅典奧運會僅采用了4臺。而在承擔北京奧運會反興奮劑檢測任務的儀器中，“液相色譜質譜聯用儀”占了十余臺。

　　一場大雨過后，路面不見積水。雨水落到地面，立即被地磚“喝”掉。這種地磚名叫“生態砂透磚”，它通過破壞水的表面張力，讓水在虹吸收的作用下，被其像海綿一樣迅速吸收。

　　在奧運村的各條小路上，鋪的就是這種地磚。雨水落到草坪上，透過草皮底部的沙層和鵝卵石，迅速滲入地下，再通過埋設好的管道流入雨水收集池，可以重新用來澆灌草坪。

　　8月的北京，正值高溫天氣，奧運村的空調幾乎都被打開。不過，當人們漫步在奧運村的小區里時，卻并不覺得氣溫比外面高許多。這正是國奧投資公司總工程師、奧運村工程副總指揮徐亞柯想要達到的效果。

　　通常，當人們進入配備空調的樓盤小區時，都會感覺比馬路上更加悶熱難耐。這是眾多的室外機散發出更多的熱量，形成一個區域性的熱島效應。

　　“在奧運村內，沒有一臺室外機。” 徐亞柯告訴《北京科技報》，奧運村的制冷效果，來自清河污水處理廠的再生水。再生水通過管道，先來到換熱站，通過熱泵機組換熱后，再排入河道。其中蘊含的溫度能量被提取出來，用于奧運村的夏季制冷和冬季供暖。

　　在奧運村的各種建筑中，水循環系統被不停地反復利用。收集來的生活污水，被引入到社區中的景觀花房，達到“雙贏”的效果——鮮花、綠葉和食菌動物從污水中汲取養料，污水通過植物和微生物的生化分解得到凈化。

　　在綠意盎然的奧運中心區，可以看見帶有“Beijing2008”字樣的奧運電動車來往穿行，由于其12米的車身上印有“祥云”主題圖案，因此也被稱作“祥云”電動車。

　　“零排放、高技術含量、人性化是這款電動車的最大優點，世界上沒有哪一款電動車的技術比它更先進，它能夠代表目前世界電動客車技術的最高水平。”北京理工大學電動車研究中心教授林成告訴《北京科技報》。

　　從1972年德國慕尼黑奧運會以來，幾乎每屆奧運會的主辦國都會推出自行研制的電動車，以展示其科技成就和環保理念。林成和他所在的項目團隊參與了國家863電動汽車重大專項的研究，“祥云”便是他們研制的得意之作。

　　“‘祥云’電動車跟往屆奧運會的相比，最大不同在于使用了鋰離子電動電池組，這在國際上也是首次。”林成說，鋰離子電動電池相比往屆奧運會電動車采用的鉛酸電池來看，無論是能量和壽命都比其高出3倍以上。在不開空調的情況下，每公里僅消耗1.2度電，能耗比燃油車低3倍左右，“即便是開空調，每公里也只消耗1.6度電，能耗之低是燃油車無法比擬的”。

　　正因為“祥云”電動車采用了電池作為驅動力，所以不用擔心尾氣排放等污染因素，在運行過程中實現了真正意義上的零排放、零污染。在奧體中心，面積達5000平方米的、國際規模最大的電動車充電站也已經投入使用，能為50余輛“祥云”提供24小時不間斷充電。

　　值得一提的還有在“祥云”電動車內部的人性化設計。林成說，由于考慮到殘奧會的應用狀況，這批電動客車采用了低地板設計，就是電池組的布置，在均衡載荷的同時還不占用底盤空間。這對于殘疾運動員來說，上車就更為方便。

　　隨著65輛高清轉播車開進奧運會的各個場館，奧運的高清轉播正式拉開了帷幕。央視的轉播間中，兩個巨大的屏幕顯示著完全一樣的圖像，但是只要看上一眼，就會發現，右邊顯示器中的人像要逼真許多，在特寫鏡頭中，連人的毛孔都能清晰可辨——這就是奧運高清數字信號的出色表現。

　　奧運會期間，央視將有7個頻道報道奧運會，其中5個是開路頻道，還有兩個付費頻道。而其中的高清頻道將在其中大顯身手，專門轉播那些最能體現高清畫質特征的項目，例如游泳、田徑、體操等。中國電視電聲研究所高清工程師安永成告訴《北京科技報》，高清數字節目信號的信息容量是普通標清信號的5倍，能夠把電視里的人物和景象顯示的非常逼真。

　　造價高達5000萬人民幣的高清轉播車全世界僅有140輛，這次奧運會就將使用65輛，達到總數的近50%。在北京奧運會期間全部28個比賽項目的電視轉播都將采用高清信號進行，這使得北京奧運會將成為奧運歷史上首次采用全部高清信號轉播的奧運會。

　　為了能讓觀眾們收看到清晰的數字節目，光有信號還不夠。網通公司為本屆奧運會提供1048芯光纜。其接收的信號不單單包括從各個比賽場傳回的賽事，而且包括一些其他的特殊拍攝信號通過光纜和衛星來進行傳輸。

　　在拍攝到了街頭人們歡迎火炬經過的圖片后，一個媒體記者迅速把自己的電腦就地連上網，在幾分鐘內就傳回了編輯的手中；一名在奧運村徜徉的運動員，在樹陰下怡然自得地喝著飲料上網沖浪，時間和環境再也不能成為在北京上網的阻礙。為了能夠使人們能在第一時間得到奧運相關的信息，北京無線城市的建設已經初露鋒芒。這是中國目前最大的無線網絡建設，如果建成之后，也將成為世界最大的城市級無線網絡。

　　負責進行北京無線城市建設的中華電通告訴《北京科技報》，北京無線城市的一期工程，總投資接近1億元人民幣，初步實現二環、三環、CBD商圈、金融街、中關村等地區共約100平方公里的全覆蓋。二期的建網費用將達到5億元，三期的建網費用達到10億元，最終的目的是要實現全市地域全覆蓋。到2010年底，實現北京市全市城鄉的無線寬帶網絡建設，北京無線城市計劃的建設目標是覆蓋整個北京市，覆蓋范圍達到625平方公里。

　　通過無線網絡還可以實現公交電子站牌、公交調度監控系統、安防監控系統、候車亭電子監控、多媒體信息播報等多項城市信息管理業務，把北京變成一個全方位便捷安全的信息城市。

　　8月8日晚，觀眾可以看到夜幕下的“鳥巢”，火熱的“中國紅”透過巨大的鋼結構，呈現出綺麗的剪影效果；而當觀眾進入“鳥巢”，復雜的鋼結構在朦朧的膜材料的掩蓋之下，仿佛消失了一般。

　　法國《回聲報》贊嘆道：“‘鳥巢’是中國標志性的奧運工程之一，不僅是因為這里將舉行奧運會開幕式、閉幕式以及田徑比賽，還因為它令人驚訝的建筑結構。作為奧運會標志的‘鳥巢’理所當然成為北京最引人注目的建筑之一。”

　　“鳥巢的結構比較新穎，國內首次應用。”國家體育場有限責任公司(鳥巢)副總經理袁泉告訴《北京科技報》。24個傾斜的主鋼柱，外加大量輔助鋼柱，“編織”成一個完整而又堅實的“鳥巢”，這是世界上最大跨度的鋼結構建筑。

　　“鳥巢”在設計方面有很多的亮點，如：焊接薄壁箱形構件研究，應用于國家體育場大跨度結構設計，填補了國內外現行鋼結構設計規范進行薄壁焊接箱形構件設計時的空白。

　　不過，由于大跨度的空間鋼結構是首次應用的結構形式，國內外均無抗震性試驗，其安全性需要驗證。清華大學土木工程系教授錢稼茹教授說，試驗結果表明：在大震作用下，“鳥巢”鋼結構最大位移小于其限值，其結構設計達到了預定的抗震設防性目標。

　　此外，“鳥巢”所用鋼材全部都是國產的，是由我國科研單位專門為其研制的鋼材，和普通的鋼材相比，這種鋼的強度和抗撕裂性都要好得多。

　　3000個“水泡泡”，拼接成一個靈動而又夢幻的“水立方”。站在“水立方”里，抬頭便可以透過房頂看到藍天，在這個全封閉的建筑內，運動員和觀眾絲毫也不覺得悶熱，更沒出現眩光的狀況。

　　秘密就在于“水立方”獨特的膜結構。

　　“水立方”工程項目的執行總工程師陳蕾告訴《北京科技報》，這種膜是一種新型材料，名叫ETFE(乙烯一四氟乙烯共聚物)，每塊膜都能承受一輛汽車的重量，還能抵擋暴雨、冰雹、沙塵暴的襲擊。只有715℃以上的燃點才能使其燃燒，而且不會擴散，也沒有煙。

　　在膜上，布滿了上億個肉眼看不見、密度不等的鍍點，這個鍍點可以控制膜的透光度，解決了陽光直射的問題，這樣就減少了陽光帶來的熱量，不會使室內的溫度太高。這些“鍍點”布成的點陣，就像一把把遮陽傘，把刺眼的光線和多余的熱量擋在場館之外；而在一把把“遮陽傘”之間，所需光線可以自由通過，保證場館的溫度和采光

　　此外，膜還有很強的自潔性，塵土不容易粘在上面，即使粘上了，只要下點小雨，立刻就能將膜沖洗得干干凈凈。即使人工擦洗，擦干凈ETFE膜也要比自家擦玻璃、擦桌子省力得多。

　　8月13日，奧運賽場將會迎來中國人最熟悉的賽事——乒乓球比賽。由于乒乓球輕而小巧，場館內空調的微風都會直接影響到運動員的表現，可是如果一旦沒有涼氣，在炎熱的夏季，運動員和觀眾都將無法忍受。

　　“這個被稱為地燃熱泵的技術完美地解決了這個問題。”清華同方設計人員告訴《北京科技報》。熱泵的原理實際上就是把房間里面的熱量拿出去，儲藏在一個“能量庫”里，到了冬天要采暖的時候，再把“能量庫”里儲存的熱量運到屋里，如此循環往復。

　　此次在北京兵乓球館，設計者參考了周圍地理環境后，通過一系列的測評發現最適宜做“能量庫”的是地源的能量，于是最終他們選用了地源熱泵。

　　設計人員說到，地源熱泵系統是一個節能環保型的技術，如果用在酒店、醫院，或者其他設施里面，它的運行費用會比常規的系統的運行費用節約30%以上，“而像奧運會比賽這么集中的，高密度的使用，它的節能率還要更高一些。”設計人員說。

編輯：Aggie | 閱讀：次

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