现代建筑中哪个科技含量最高

Question

现代建筑中哪个科技含量最高？

Answer 1

　　水立方。
　　国家游泳中心，俗称“水立方”，是2008年北京奥运主要的水上项目比赛场馆，位于奥林匹克公园，奥运期间会用作游泳、花样游泳与跳水赛事之用，建筑费用为10.2亿元。“水立方”位于北京奥林匹克公园内，与国家体育场分列于北京城市中轴线北端的两侧，共同形成相对完整的北京历史文化名城形象。国家游泳中心虽然被叫做“水立方”，但实际上并非立方体，而是长方体。
　　膜结构建筑是21世纪最具代表性的一种全新的建筑形式，至今已成为大跨度空间建筑的主要形式之一。它集建筑学、结构力学、精细化工、材料科学与计算机技术等为一体，建造出具有标志性的空间结构形式，它不仅体现出结构的力量美，还充分表现出建筑师的设想，享受大自然浪漫空间。在2008年的奥运会建筑设计上，膜结构应用就得到完美的体现。
　　“水立方”是世界上最大的膜结构工程，建筑外围采用世界上最先进的环保节能ETFE(四氟乙烯)膜材料。
　　“水立方”整体建筑由3000多个气枕组成，气枕大小不一、形状各异，覆盖面积达到10万平方米，堪称世界之最。除了地面之外，外表都采用了膜结构。安装成功的气枕将通过事先安装在钢架上的充气管线充气变成“气泡”，整个充气过程由电脑智能监控，并根据当时的气压、光照等条件使“气泡”保持最佳状态。
　　这种像“泡泡装”一样的膜材料有自洁功能，
　　使膜的表面基本上不沾灰尘。即使沾上灰尘，自然降水也足以使之清洁如新。此外，膜材料具有较好的抗压性，人们在上面“玩蹦床”都没问题，“正常的放上一辆汽车都不会压坏”。如果万一出现外膜破裂，根据应急预案，可在8个小时内把破损的外膜修好或换新。“水立方”晶莹剔透的外衣上面还点缀着无数白色的亮点，被称为镀点，它们可以改变光线的方向，起到隔热散光的效果。
　　“水立方”是世界上最大的膜结构工程，除了地面之外，外表都采用 了膜结构———ETFE材料，蓝色的表面出乎意料的柔软但又很充实。国家体育馆工程承包总经理谭晓春透露，这种材料的寿命为20多年，但实际会比这个长，人可以踩在上面行走，感觉特别棒。世界上只有三家企业能够完成这个膜结构。
　　“考虑到场馆的节能标准，膜结构具有较强的隔热功能；另外，修补这种结构非常方便，比如，射枪或者是尖锐的东西戳进去后，监控的电脑会自动显现出来。如果破了一个洞，只需用不干胶一贴就行了；膜结构还非常轻巧，并具有良好的自洁性，尘土不容易粘在上面，尘土也能随着雨水被排出。”谭晓春说，膜结构自身就具有排水和排污的功能以及去湿和防雾功能，尤其是防结露功能，对游泳运动尤其重要。
　　此外，“水立方”占地7.8公顷，却没有使用一根钢筋，一块混凝土。其墙身和顶棚都是用细钢管连接而成的，有1.2万个节点。只有2.4毫米厚的膜结构气枕像皮肤一样包住了整个建筑，气枕最大的一个约9平方米，最小的一个不足1平方米。跟玻璃相比，它可以透进更多的阳光和空气，从而让泳池保持恒温，能节电30%。
　　科技攻关
　　“水立方”设计方、中建国际(深圳)设计顾问有限公司总建筑师郑方告诉记者，基于“水立方”设计方案原创特点，确定了三大科技攻关课题，分别是室内声环境系统关键技术、钢结构关键技术和ETFE膜结构装配系统关键技术。
　　“水立方”的科研攻关在解决一系列科技难题的同时，在很大程度上填补了国、内外在建筑科技领域的技术空白，有力推动了科学技术产业化和国外技术的国产化进程。
　　LED景观照明、钢结构安全与健康监测、基于ETFE膜的大空间声学效果控制、热回收空调技术、场地照明高强气体放电灯专用电源HEPS系统、智能救生系统、智能应急照明控制系统、智能消防系统……美轮美奂的“水立方”中包含的科技奥运内容不胜枚举。
　　外挂材料
　　“水立方”不仅是一幢优美和复杂的建筑，它还能激发人们的灵感和热情，丰富人们的生活，为人们提供记忆的载体。因此设计中不仅利用水的装饰作用，同时还利用其独特的微观结构。采用在整个建筑内外层包裹的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）是一种轻质新型材料，具有有效的热学性能和透光性，可以调节室内环境，冬季保温、夏季散热，而且还会避免建筑结构受到游泳中心内部环境的侵蚀。更神奇的是，如果ETFE膜有一个破洞，不必更换，只需打上一块补丁，它便会自行愈合，过一段时间就会恢复原貌!
　　国际上在建筑使用膜结构时，多用的是PTFE膜，这是一种纤维材料，特点是不透明，但是，使用技术比较成熟。而“水立方”使用的是ETFE膜，这是一种透明膜，能为场馆内带来更多的自然光。在国内对这种薄膜结构的理论研究几乎就是空白。
　　2006年德国世界杯主要赛场之一的慕尼黑安联体育场也使用了ETFE气枕式外墙，但与水立方相比，两者的区别在于，德国安联体育场的气枕覆盖面积为6万平方米，而水立方则达到为10万平方米；安联运动场是单层气枕并且是规则排列的，水立方则是双层气枕，并且几乎没有形状相同的两个气枕。
　　按照设计方案，水立方的内外立面膜结构共由3065个气枕组成（其中最小的1－2平方米，最大的达到70平方米），覆盖面积达到10万平方米，展开面积达到26万平方米，是世界上规模最大的膜结构工程，也是惟一一个完全由膜结构来进行全封闭的大型公共建筑。无论对设计还是施工、使用都是一个极大的挑战，对ETFE膜的材料、通风空调、防火、声、光、电的控制等技术提出了一个难度很大的课题。
　　新型环保
　　游泳中心内的游池应用了许多创新式的设计，如把“水立方”效果图室外空气引入池水表面，带孔的终点池岸，视觉和声音发出信号等。还有一些高科技设备，如确定运动员相对位置的光学装置、多角度三维图像放映系统等，这些装置将帮助观众更好地观看比赛。
　　在设计中还充分考虑了环保的需要。为了减少二氧化碳的产生，在设计中减少了 电的使用。利用太阳能电池提供电力。大幅地使用了新型材料，使空调和照明负荷降低了20%-30%。另外，游泳中心消耗掉的水分将有80%从屋顶收集并循环使用，这样可以减弱对于供水的依赖和减少排放到下水道中的污水。系统对废热进行回收，热回收冷冻机的应用一年将节省60万度电。还有现代化消防装置为建筑量身定做，比常规设施节约74%。
　　在建筑节能上，“水立方”的设计也有独到之处。在“水立方”总共8万平方米的建筑面积中，3万平方米屋顶将使雨水的收集率达到100%，而这些雨水量相当于100户居民一年的用水量；在光的利用上，由于“水立方”采用了特殊的膜材料和相应的技术，使得该场馆每天能够利用自然光的时间达到了9.9小时，一年下来，8万平方米的“水立方”将节约大量的电力资源。
　　科研创新是“水立方”建筑设计中的一大亮点，它所采用的特殊膜材料、钢结构，以及室内环境设计，在奥运场馆建筑历史当中很多都是空白，因此，科技创新成为 “水立方”建设工作中的重头戏，经过参建各方共同努力，“水立方”项目中经国家有关部门批准立项的科研项目达到10多项，此外，“水立方”的建设还产生了类似项目的施工验收标准。
　　设计细节
　　“水立方”设计注重细节，充分考虑运动员和水立方观众需求，体现了北京奥运会“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的三大理念。
　　作为奥运会的比赛场馆，国家游泳中心首先要满足奥运会期间的比赛需要。“水立方”的设计将尽可能的让运动员在这里感到舒适，让观众感到舒适。而这种舒适往往来自很小的细节。“水立方”拥有跳水池、比赛池、热身池，这些池子的水温及其所在厅的温度没有太大的差异，这就为运动员稳定发挥创造了良好条件。
　　此外，“水立方”在地面的设计上也花费了不少心思，由于比赛池和热身池中间有一定距离，运动员在这两池之间往往是赤脚往返，“水立方”对这段路程的地面做了特殊、细致的处理，届时，“运动员走过去都很舒适”，不会觉得脚凉。
　　防雷设计
　　“水立方”与“鸟巢”相似，也是采用了传统的防雷技术。“水立方”的地下及基础部分是钢筋混凝土结构，地上部分是钢网架，钢结构与钢筋混凝土结构中的钢筋通过焊接连接，共同形成了一个立方体的笼子。屋面上，镶嵌、固定一块块充气枕的是槽形的钢构件，钢构件又宽又厚，与“水立方”四壁的钢网架焊接为一体，支撑着整个屋顶。雷雨天气里，这些钢构件的作用更是非同小可。它们一方面作为天沟，收集、排除屋面的雨水；同时又充当了接闪器，及时将雷电流引到“笼式避雷网”，保护整个建筑物的安全。这是一个非常理想的“笼式避雷网”，完全依靠建筑物自身结构中的材料，无须单独架设避雷针、做引下线或接地体，屋面没有突出的避雷针或避雷带，既经济美观又安全可靠。
　　抗震设计
　　“水立方”是典型的外柔内刚。外部只看到充气薄膜，好像弱不禁风，而支撑这些薄膜的是坚实的钢结构，里面观众看台和室内建筑物为钢筋混凝土结构。“水立方”的墙壁和天花板由1.2万个承重节点连接起来的网状钢管组成，这些节点均匀地分担着建筑物的重量，使其坚固得足以经受住北京最强的地震。“水立方”的地下部分是钢筋混凝上结构，在浇筑混凝上的时候，在每根钢桂的位置都设置了预埋件（上部为钢块），钢结构的钢柱与这些预埋件牢固的焊接在一起，就这样，地上部分的钢结构与地下部分的钢筋混凝土结构形成一个牢固的整体。正是靠着优越的结构形式和良好的整体性，“水立方”才拥有了“过硬的身体”，达到了抗震8级烈度的标准。
　　建声设计
　　国家游泳中心采用的ETFE膜气枕[6-7]在大型建筑中大规模使用在国内外尚属首次，国内外还未有相关ETFE膜气枕声学性能的准确数据。因此，在国家游泳中心声学设计之初，清华同衡规划设计研究院建筑声学与室内设计研究所对ETFE膜气枕进行了模型测试，获得了详实的ETFE膜气枕声学性能参数，为国家游泳中心比赛大厅室内声学问题的完满解决提供了坚实的基础。提出的声学解决方案较为圆满地解决了国家游泳中心的声学问题，竣工实测数据表明比赛大厅现场混响时间与计算机模拟值、设计值三者较为吻合，也说明了前期模型实验检测工作的重要性和检测结果的真实有效性。

Answer 2

水立方

Answer 3

矗立在奥林匹克公园里的中国科技馆新馆是北京2008年奥运会的相关附属设施之一。它不仅是向世界展现中国科技、文化和社会发展形象的一个窗口，也是中国公众了解科技、提高科学素质的场所。在2008奥运工程的建设中，中国的建设者们就是在继承中国传统建筑理念和技艺的基础上，用巧妙的心思、灵巧的双手和理性的情操造就了这一座座镌刻着人文光辉和凝聚着高科技结晶的场馆。
科技馆新馆采用方形作为建筑形状，这在某种程度上也与中国哲学的思想有一种契合。“方形”是中国古代城市建筑最基本的形态，它体现的是中国文化中以纲常伦理为代表的社会生活规则。中国人将自己定位于宇宙的中心，以与中心等距的“方”来界定自己身外的领域，从而赋予未知世界一种抽象的秩序，以建立一种有序的和谐。在湖的两岸，方形的科技馆新馆和近似于椭圆的国家体育馆隔湖相望，也构成了中国传统文化中最初的宇宙观和宇宙图式——“天圆地方”。两者之间的相对关系形成了地与天，坤与乾，水与火，内敛与放射，诗意与震撼，可变的情绪与强烈性格之间的碰撞和对话。将中国哲学与现代科学技术完美地结合起来，科技馆新馆用独特的方式在向世界传达着中国人对宇宙、对世界的一种特殊理解和认识，而这些也正是现代科学技术的雏形和生长的土壤。
　　在2008年的北京，当全世界的眼光都汇聚在中国时，这样一种用传统表达现代魅力，用线条勾勒理智情感，用古典元素彰显智慧精髓的方式有了一种成功的范式。科技馆新馆的古典气质也暗合了科技馆引进国际上先进的展览教育设计思想，以“全球视角、中国特色”为指导方针，将世界科技发展趋势与中国的现实相结合，以“创新·和谐”为主题的展览构想。科技馆新馆用一种外在的、具象的形式在向全世界展现中国建筑艺术博大精深的同时，也诠释了中国文化海纳百川的胸怀和情感。流连在这样一座将古典气质和现代科技完美融合的建筑物里，观展者定能体验到科技的美妙与神奇，更真切地感受科技的力量，更深刻地领悟科学的真谛，并由此体悟到科技与人、自然和社会的关系。