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奧運科技:北京打破的10項紀錄
日期:2008-08-13 來(lái)源:千龍網(wǎng) 作者: 我要評論()
“砰”的一聲巨響,藍、橙、綠、白、紅五種顏色的焰火光環(huán)交錯相扣,形成“奧運五環(huán)”在空中綻放開(kāi)來(lái)。2008個(gè)“笑臉”焰火的升空向人們展示著(zhù)北京奧運會(huì )的快樂(lè )節奏;居庸關(guān)長(cháng)城和鳥(niǎo)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(guò)相關(guān)部門(mén)找到南京理工大學(xué),希望由他們來(lái)研制開(kāi)發(fā)北京奧運會(huì )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(xué)校在1953年就開(kāi)設了焰火專(zhuān)業(yè),當時(shí)是國內唯一一所開(kāi)設此專(zhuān)業(yè)的大學(xué),這大概也是奧組委選中我們的原因之一!迸斯ε涓嬖V《北京科技報》,在研發(fā)初期他們就制定了一個(gè)目標,就是在奧運會(huì )上所使用的焰火在美觀(guān)上要突破以前,并且保證更加環(huán)保和100%的安全。 奧運焰火全面采用包含稀土在內的材料!皩⑾⊥磷鳛檠婊鸩牧现坏暮锰幵谟,可以讓焰火的色彩更為逼真、艷麗,釋放出來(lái)的效果就像舞臺燈光的色彩轉換一般!迸斯ε浣榻B說(shuō),但僅僅是好看還不夠,他們還與計算機專(zhuān)家合作,將芯片技術(shù)植入部分禮花彈,讓這些焰火彈具有“思想”,它們知道什么時(shí)候發(fā)射,在什么高度炸開(kāi)。 無(wú)煙微煙火藥的采用也是此次奧運焰火的特點(diǎn)之一,用無(wú)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(chēng)為“無(wú)飄落物焰火”,研發(fā)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(huì )開(kāi)幕式上燃放焰火采用的膛壓式技術(shù)為世界首創(chuàng ),能夠通過(guò)發(fā)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!伴_(kāi)幕式上用焰火打出的奧運五環(huán)圖樣便是利用這項技術(shù),精準、可控性強是這項技術(shù)的最大特點(diǎn)!
“鳥(niǎo)巢”18時(shí)30分將有降雨,風(fēng)向偏南風(fēng)3級,風(fēng)速每秒4米……這樣精確的氣象預報,出現在北京奧運的各個(gè)場(chǎng)館內,且每3小時(shí)更新一次。此外,每幾個(gè)小時(shí)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(fēng)云一號D星、風(fēng)云二號C星、D星以及今年發(fā)射的風(fēng)云三號01星,正在我國上空3.6萬(wàn)千米的高度上,密切觀(guān)測著(zhù)北京奧運期間的風(fēng)云變幻,每 15分鐘就能獲取一次衛星云圖。 在北京及每個(gè)協(xié)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(dòng)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(shí)時(shí)更新觀(guān)測資料。此外,奧運場(chǎng)館附近也都增設了自動(dòng)氣象觀(guān)測站。 中國氣象局新聞發(fā)言人于新文告訴《北京科技報》,奧運會(huì )期間,北京奧運氣象服務(wù)中心將每天制作滾動(dòng)更新的奧運場(chǎng)館0-72小時(shí)逐3小時(shí)氣象要素精細預報。每日數次滾動(dòng)制作0-72小時(shí)比賽場(chǎng)館氣象要素逐3小時(shí)的預報。這種較長(cháng)預報時(shí)效的服務(wù),也超過(guò)了往屆奧運會(huì )的0-48小時(shí)的氣象服務(wù)要求。 針對個(gè)別賽事的需求,氣象部門(mén)還將提供未來(lái)24小時(shí)逐小時(shí)的預報服務(wù),這相當于以往氣象部門(mén)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(fēng)、冰雹等影響比賽的天氣,將制作0-2小時(shí)臨近天氣預報,并及時(shí)發(fā)布更新的臨近預報信息。
在體育界,流行著(zhù)這樣一句話(huà):“查得出來(lái)的叫興奮劑,查不出來(lái)的叫高科技!笔聦(shí)上,在奧運會(huì )期間反興奮劑的核心任務(wù),就是運用高科技與興奮劑展開(kāi)搏斗。 國家?jiàn)W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(huì )期間,將有創(chuàng )紀錄的4500例興奮劑檢測在這里進(jìn)行。這個(gè)數字,比雅典奧運會(huì )高出25%,比悉尼奧運會(huì )高出90%,為歷屆奧運會(huì )之最。 在檢測中心大樓內,最引人注目的,當屬檢測HGH(生長(cháng)激素)實(shí)驗室。 HGH(生長(cháng)激素),是運動(dòng)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(lèi)激素。由于人體自身也能產(chǎn)生HGH,如何辨別其內源性還是外源性,成為HGH檢測的一個(gè)難題。此外,HGH在人體血液內循環(huán)的代謝時(shí)間很短,用藥者只要在檢測前及時(shí)停用,就可以逃過(guò)藥檢。 中國反興奮劑中心主任杜利軍告訴《北京科技報》,經(jīng)過(guò)改良的檢測HGH新方法,在奧運期間開(kāi)始使用。新方法的主要優(yōu)勢是檢測時(shí)限擴大了,可以擴大到48小時(shí)以上。這意味著(zhù),服用HGH的運動(dòng)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(zhì)譜聯(lián)用儀”的數量。這種檢測儀在雅典奧運會(huì )僅采用了4臺。而在承擔北京奧運會(huì )反興奮劑檢測任務(wù)的儀器中,“液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀”占了十余臺。
一場(chǎng)大雨過(guò)后,路面不見(jiàn)積水。雨水落到地面,立即被地磚“喝”掉。這種地磚名叫“生態(tài)砂透磚”,它通過(guò)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(guò)草皮底部的沙層和鵝卵石,迅速滲入地下,再通過(guò)埋設好的管道流入雨水收集池,可以重新用來(lái)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(kāi)。不過(guò),當人們漫步在奧運村的小區里時(shí),卻并不覺(jué)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(jìn)入配備空調的樓盤(pán)小區時(shí),都會(huì )感覺(jué)比馬路上更加悶熱難耐。這是眾多的室外機散發(fā)出更多的熱量,形成一個(gè)區域性的熱島效應。 “在奧運村內,沒(méi)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(lái)自清河污水處理廠(chǎng)的再生水。再生水通過(guò)管道,先來(lái)到換熱站,通過(guò)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(lái),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(huán)系統被不停地反復利用。收集來(lái)的生活污水,被引入到社區中的景觀(guān)花房,達到“雙贏(yíng)”的效果——鮮花、綠葉和食菌動(dòng)物從污水中汲取養料,污水通過(guò)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(jiàn)帶有“Beijing2008”字樣的奧運電動(dòng)車(chē)來(lái)往穿行,由于其12米的車(chē)身上印有“祥云”主題圖案,因此也被稱(chēng)作“祥云”電動(dòng)車(chē)。 “零排放、高技術(shù)含量、人性化是這款電動(dòng)車(chē)的最大優(yōu)點(diǎn),世界上沒(méi)有哪一款電動(dòng)車(chē)的技術(shù)比它更先進(jìn),它能夠代表目前世界電動(dòng)客車(chē)技術(shù)的最高水平!北本├砉ご髮W(xué)電動(dòng)車(chē)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(huì )以來(lái),幾乎每屆奧運會(huì )的主辦國都會(huì )推出自行研制的電動(dòng)車(chē),以展示其科技成就和環(huán)保理念。林成和他所在的項目團隊參與了國家863電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項的研究,“祥云”便是他們研制的得意之作。 “‘祥云’電動(dòng)車(chē)跟往屆奧運會(huì )的相比,最大不同在于使用了鋰離子電動(dòng)電池組,這在國際上也是首次!绷殖烧f(shuō),鋰離子電動(dòng)電池相比往屆奧運會(huì )電動(dòng)車(chē)采用的鉛酸電池來(lái)看,無(wú)論是能量和壽命都比其高出3倍以上。在不開(kāi)空調的情況下,每公里僅消耗1.2度電,能耗比燃油車(chē)低3倍左右,“即便是開(kāi)空調,每公里也只消耗1.6度電,能耗之低是燃油車(chē)無(wú)法比擬的”。 正因為“祥云”電動(dòng)車(chē)采用了電池作為驅動(dòng)力,所以不用擔心尾氣排放等污染因素,在運行過(guò)程中實(shí)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(dòng)車(chē)充電站也已經(jīng)投入使用,能為50余輛“祥云”提供24小時(shí)不間斷充電。 值得一提的還有在“祥云”電動(dòng)車(chē)內部的人性化設計。林成說(shuō),由于考慮到殘奧會(huì )的應用狀況,這批電動(dòng)客車(chē)采用了低地板設計,就是電池組的布置,在均衡載荷的同時(shí)還不占用底盤(pán)空間。這對于殘疾運動(dòng)員來(lái)說(shuō),上車(chē)就更為方便。
隨著(zhù)65輛高清轉播車(chē)開(kāi)進(jìn)奧運會(huì )的各個(gè)場(chǎng)館,奧運的高清轉播正式拉開(kāi)了帷幕。央視的轉播間中,兩個(gè)巨大的屏幕顯示著(zhù)完全一樣的圖像,但是只要看上一眼,就會(huì )發(fā)現,右邊顯示器中的人像要逼真許多,在特寫(xiě)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(huì )期間,央視將有7個(gè)頻道報道奧運會(huì ),其中5個(gè)是開(kāi)路頻道,還有兩個(gè)付費頻道。而其中的高清頻道將在其中大顯身手,專(zhuān)門(mén)轉播那些最能體現高清畫(huà)質(zhì)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(jià)高達5000萬(wàn)人民幣的高清轉播車(chē)全世界僅有140輛,這次奧運會(huì )就將使用65輛,達到總數的近50%。在北京奧運會(huì )期間全部28個(gè)比賽項目的電視轉播都將采用高清信號進(jìn)行,這使得北京奧運會(huì )將成為奧運歷史上首次采用全部高清信號轉播的奧運會(huì )。
為了能讓觀(guān)眾們收看到清晰的數字節目,光有信號還不夠。網(wǎng)通公司為本屆奧運會(huì )提供1048芯光纜。其接收的信號不單單包括從各個(gè)比賽場(chǎng)傳回的賽事,而且包括一些其他的特殊拍攝信號通過(guò)光纜和衛星來(lái)進(jìn)行傳輸。 在拍攝到了街頭人們歡迎火炬經(jīng)過(guò)的圖片后,一個(gè)媒體記者迅速把自己的電腦就地連上網(wǎng),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(dòng)員,在樹(shù)陰下怡然自得地喝著(zhù)飲料上網(wǎng)沖浪,時(shí)間和環(huán)境再也不能成為在北京上網(wǎng)的阻礙。為了能夠使人們能在第一時(shí)間得到奧運相關(guān)的信息,北京無(wú)線(xiàn)城市的建設已經(jīng)初露鋒芒。這是中國目前最大的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )建設,如果建成之后,也將成為世界最大的城市級無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。 負責進(jìn)行北京無(wú)線(xiàn)城市建設的中華電通告訴《北京科技報》,北京無(wú)線(xiàn)城市的一期工程,總投資接近1億元人民幣,初步實(shí)現二環(huán)、三環(huán)、CBD商圈、金融街、中關(guān)村等地區共約100平方公里的全覆蓋。二期的建網(wǎng)費用將達到5億元,三期的建網(wǎng)費用達到10億元,最終的目的是要實(shí)現全市地域全覆蓋。到2010年底,實(shí)現北京市全市城鄉的無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò )建設,北京無(wú)線(xiàn)城市計劃的建設目標是覆蓋整個(gè)北京市,覆蓋范圍達到625平方公里。 通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )還可以實(shí)現公交電子站牌、公交調度監控系統、安防監控系統、候車(chē)亭電子監控、多媒體信息播報等多項城市信息管理業(yè)務(wù),把北京變成一個(gè)全方位便捷安全的信息城市。
8月8日晚,觀(guān)眾可以看到夜幕下的“鳥(niǎo)巢”,火熱的“中國紅”透過(guò)巨大的鋼結構,呈現出綺麗的剪影效果;而當觀(guān)眾進(jìn)入“鳥(niǎo)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(niǎo)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(huì )開(kāi)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(huì )標志的‘鳥(niǎo)巢’理所當然成為北京最引人注目的建筑之一! “鳥(niǎo)巢的結構比較新穎,國內首次應用!眹殷w育場(chǎng)有限責任公司(鳥(niǎo)巢)副總經(jīng)理袁泉告訴《北京科技報》。24個(gè)傾斜的主鋼柱,外加大量輔助鋼柱,“編織”成一個(gè)完整而又堅實(shí)的“鳥(niǎo)巢”,這是世界上最大跨度的鋼結構建筑。 “鳥(niǎo)巢”在設計方面有很多的亮點(diǎn),如:焊接薄壁箱形構件研究,應用于國家體育場(chǎng)大跨度結構設計,填補了國內外現行鋼結構設計規范進(jìn)行薄壁焊接箱形構件設計時(shí)的空白。 不過(guò),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(wú)抗震性試驗,其安全性需要驗證。清華大學(xué)土木工程系教授錢(qián)稼茹教授說(shuō),試驗結果表明:在大震作用下,“鳥(niǎo)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(niǎo)巢”所用鋼材全部都是國產(chǎn)的,是由我國科研單位專(zhuān)門(mén)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(gè)“水泡泡”,拼接成一個(gè)靈動(dòng)而又夢(mèng)幻的“水立方”。站在“水立方”里,抬頭便可以透過(guò)房頂看到藍天,在這個(gè)全封閉的建筑內,運動(dòng)員和觀(guān)眾絲毫也不覺(jué)得悶熱,更沒(méi)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(chē)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(diǎn)才能使其燃燒,而且不會(huì )擴散,也沒(méi)有煙。 在膜上,布滿(mǎn)了上億個(gè)肉眼看不見(jiàn)、密度不等的鍍點(diǎn),這個(gè)鍍點(diǎn)可以控制膜的透光度,解決了陽(yáng)光直射的問(wèn)題,這樣就減少了陽(yáng)光帶來(lái)的熱量,不會(huì )使室內的溫度太高。這些“鍍點(diǎn)”布成的點(diǎn)陣,就像一把把遮陽(yáng)傘,把刺眼的光線(xiàn)和多余的熱量擋在場(chǎng)館之外;而在一把把“遮陽(yáng)傘”之間,所需光線(xiàn)可以自由通過(guò),保證場(chǎng)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(diǎn)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(chǎng)將會(huì )迎來(lái)中國人最熟悉的賽事——乒乓球比賽。由于乒乓球輕而小巧,場(chǎng)館內空調的微風(fēng)都會(huì )直接影響到運動(dòng)員的表現,可是如果一旦沒(méi)有涼氣,在炎熱的夏季,運動(dòng)員和觀(guān)眾都將無(wú)法忍受。 “這個(gè)被稱(chēng)為地燃熱泵的技術(shù)完美地解決了這個(gè)問(wèn)題!鼻迦A同方設計人員告訴《北京科技報》。熱泵的原理實(shí)際上就是把房間里面的熱量拿出去,儲藏在一個(gè)“能量庫”里,到了冬天要采暖的時(shí)候,再把“能量庫”里儲存的熱量運到屋里,如此循環(huán)往復。 此次在北京兵乓球館,設計者參考了周?chē)乩憝h(huán)境后,通過(guò)一系列的測評發(fā)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(shuō)到,地源熱泵系統是一個(gè)節能環(huán)保型的技術(shù),如果用在酒店、醫院,或者其他設施里面,它的運行費用會(huì )比常規的系統的運行費用節約30%以上,“而像奧運會(huì )比賽這么集中的,高密度的使用,它的節能率還要更高一些!痹O計人員說(shuō)。
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