關(guān)于水立方和鳥巢的物理知識（要簡單的）

【專家解說】：（國家游泳中心）水立方 "水立方"的節(jié)能設(shè)計(jì)：“水立方”建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用了一種新型的ETFE（聚四氟乙烯）充氣枕，ETFE膜結(jié)構(gòu)很輕，減小了對支撐的鋼的壓力，支撐的鋼結(jié)構(gòu)也設(shè)計(jì)得相對輕巧，大大節(jié)省了材料。而且和溫室一樣，"水立方"通過收集太陽能并將其導(dǎo)入來加熱水池，也節(jié)省了能源。膜結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的隔熱功能，膜結(jié)構(gòu)自身就具有排水和排污的功能以及去濕和防霧功能，尤其是防結(jié)露功能,為了避免酷暑天氣把“水立方”變成一個(gè)匯聚陽光的“溫室浴場”， 如今已經(jīng)安裝的ETFE充氣枕上點(diǎn)綴著無數(shù)被稱為“鍍點(diǎn)”的白色亮點(diǎn)，這些大小不一的鍍點(diǎn)可以改變光線的方向（反射太陽光），起到隔熱散光的效果。這些“鍍點(diǎn)”布成的點(diǎn)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。（白天可以直接用陽光照明，不用耗電）。從外表上看，這種泡沫式的設(shè)計(jì)好像不如傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí),但實(shí)際上它卻非常堅(jiān)固,在吸收地震能量方面也非常理想。 國家體育場鳥巢 “鳥巢” 的含義：它是一個(gè)用樹枝般的鋼網(wǎng)把一個(gè)可容10萬人的體育場編織成的一個(gè)溫馨鳥巢！用來孕育與呵護(hù)生命的“巢”，寄托著人類對未來的希望。鳥巢”三大工程——鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)。在“鳥巢”里一共用了4.2萬噸鋼材。全鋼結(jié)構(gòu)，熱脹冷縮系數(shù)較大，“鳥巢”就像個(gè)向日葵，總是隨著太陽轉(zhuǎn)，這就要求膜的張力一定要夠強(qiáng)。鳥巢”的整個(gè)鋼筋鐵骨焊接在一起，自身形成了一個(gè)巨大的避雷網(wǎng)，能把雷電迅速導(dǎo)入地下，而且做了特殊處理，雷電決不會(huì)傷害到人。“鳥巢”外形結(jié)構(gòu)主要由巨大的門式鋼架組成，共有24根桁架柱。 “鳥巢”頂部的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)外表面還貼上一層半透明的膜。使用這種膜后，體育場內(nèi)的光線不是直射進(jìn)來的，而是通過漫反射，使光線更柔和，由此形成的漫射光還可解決場內(nèi)草坪的維護(hù)問題，同時(shí)也有為座席遮風(fēng)擋雨的功能?；瑒?dòng)式的可開啟屋頂，當(dāng)它合上時(shí)，體育場將成為一個(gè)室內(nèi)的賽場。開啟屋頂，它又成為一個(gè)防水的殼體?！傍B巢”之所以是一個(gè)不完全封閉的“鳥巢”，是因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)既能使自然空氣流通，又能為觀眾和運(yùn)動(dòng)員遮風(fēng)擋雨。采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。無錫尚德太陽能電力有限公司研發(fā)的尚德太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)落戶“鳥巢”，將清潔、環(huán)保的太陽能發(fā)電與國家體育場容為一體，不僅是對北京奧運(yùn)會(huì)三大主題的極好體現(xiàn)，同時(shí)對于提倡使用綠色能源、有效控制和減輕北京及周邊地區(qū)大氣污染，對國家體育場電力供應(yīng)將起到良好的補(bǔ)充。鳥巢”的下層膜采用的吸聲膜材料、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件上設(shè)置的吸聲材料，以及場內(nèi)使用的電聲擴(kuò)音系統(tǒng)，這三層“特殊裝置”使“巢”內(nèi)的語音清晰度指標(biāo)指數(shù)達(dá)到0.6——這個(gè)數(shù)字保證了坐在任何位置的觀眾都能清晰地收聽到廣播。鳥巢”的相關(guān)設(shè)計(jì)師們還運(yùn)用流體力學(xué)設(shè)計(jì)，模擬出91000個(gè)人同時(shí)觀賽的自然通風(fēng)狀況，讓所有觀眾都能享有同樣的自然光和自然通風(fēng)。“鳥巢”的觀眾席里，還為殘障人士設(shè)置了200多個(gè)輪椅座席。這些輪椅座席比普通座席稍高，保證殘障人士和普通觀眾有一樣的視野。賽時(shí)，場內(nèi)還將提供供助聽器并設(shè)置無線廣播系統(tǒng)，為有聽力和視力障礙的人提供個(gè)性化的服務(wù)。和“水立方”不同的是，“鳥巢”所采用的是單層膜?！傍B巢”頂棚的外層膜結(jié)構(gòu)雖然和“水立方”一樣，能常保清潔、抵抗低溫?zé)熁鸬那治g，但僅有0.25毫米厚度的膜卻也有個(gè)很大的弱點(diǎn)：怕鳥雀的利爪。此外，群鳥在“鳥巢”停留，糞便也是個(gè)大問題。為了拒鳥于“鳥巢”之外，在其頂部四周，安上了類似于機(jī)場用的驅(qū)鳥裝置?？紤]到此法攔不住一些“漏網(wǎng)之鳥”，在“鳥巢”外層膜上，還鋪設(shè)了停鳥線，既能讓鳥雀有地方落，不致傷膜，也不影響外觀。 簡單的說 鳥巢是用了三角形的穩(wěn)定性， 水立方結(jié)構(gòu)水分結(jié)構(gòu)相同。 其實(shí)，建筑中的物理知識，在這里都會(huì)有體現(xiàn)。