揭密悉尼奥运场馆设计理念及使用建筑材料情况

    一、奥运场馆、运动员村及辅助设施建设情况
    1.建筑设计和使用材料的理念
    (1)绿色奥运：悉尼奥运会是有史以来第一届以绿色奥运为主题来开展各项建设和组织的奥运会，在奥运各项建设中，十分注重环保，强调与环境的协调，对使用的建筑材料要求无污染、可回收，不能使用有毒有害物质。并为此成立了专门机构，对每个专业和材料的环保程度和环保要求进行全面的评估，设计公司和建筑公司要根据环保要求来设计和建造场馆，所有材料和产品都须经过评审、评议后才能使用。建筑商必须对粉尘、噪声、废弃物等进行了严格控制，并要建立相应的控制报告。同时成立了计划、管理部门、按对资金、对奥委会、对公众负责的原则，对各项工业进行监督和管理。同时，还将建造场馆的要求及原则制订成文件，以法律形式来保证实施。
    (2)设计的灵活性：悉尼奥运会的各项设计始终贯彻绿色奥运的设计理念，完全按照商业化运作，成本是建设奥运场馆设计的一个重要考虑因素，这就要求设计灵活，以节省成本。永久性建筑选材要求寿命要长，不需要经常更换，尽量减少维护，造价要低。而临时性建筑主要是从减少以后的维护费用、使用频率等方面来考虑，其建设成本不一定比永久性建筑成本低。有些建筑在办完奥运后其用途可能会改变，部分场馆和附属建筑在奥运后会出售，灵活的设计是避免造成浪费的重要举措。此外，运动员村在建成后就已经全部出售，业主在奥运结束后才能搬入，大大提高了资金周转速度。
    (3)现代文化和传统文化相结合：运动场馆及相关建筑的设计既要表现现代化，又要表现澳洲文化传统。运动场馆要建设得现代一些，展示现代的一面；辅助设施可传统一些，表现传统的一面。重视场馆及辅助设施的视觉效果，在确定设计方案和建造前用计算机模拟，从不同角度来观察比较，采用给人以美感的设计方案。
    (4)节材节能：整个奥运建设重装饰、轻装修，很少使用天然石材等档材料，主要是用好现有常规材料，同时尽量减少材料用量；多用钢材、石膏板、刨花板、塑料等循环材料。所有奥运建筑物，要求自身能够提供能源或尽量少使用能源；场馆内采取空气自然流通形式，靠自循环降温，少用空调或使用无氟制冷空调；雨水和废水回收处理后再用；场馆篷顶采用透明板材以减少用电量，灯光安装在屋顶下以减少浪费；场馆主平面在±0.00m下以减少提升量。材料使用防火等级不要求太高，重点考虑的问题是尽快疏散。材料使用防火等级不要求太高，重点考虑的问题是尽快疏散。悉尼奥运场馆现有防火墙一般耐火4小时。大量采用玻璃幕墙和玻璃隔断。政府规定，面积超过1m2时应采用钢化玻璃。
    (5)大型人流的疏散：在计划奥运时，观众的疏散问题应优先考虑，奥运期间，比较困难的是观众流量相当大，每天达50万人次，要合理设计和安排场馆、道路、桥梁等，以满足要求。
    总的来讲，悉尼奥运会在整个建设中，始终按照绿色环保标准进行各项工作，少用材料，对材料的环保性、可回收、再循环有较高的要求。在设计和建设中，按照灵活设计、以人为本的设计理念及经济性原则进行各个环节建设的组织和实施，避免浪费。
    2.奥运场馆结构和材料使用情况
    从悉尼奥运场馆使用材料来看，主要采用混凝土、钢结构和玻璃三大传统材料。场馆主看台采用混凝土结构，次看台采用钢结构。主看台外墙采用混凝土砌或空心砖，内墙采用石膏板和涂料，座椅使用塑料材质，篷顶采用钢架和膜结构，主看台篷顶内部有铝扣板吊顶，对于有采光要求的采用聚碳酸酯透明板材而无吊顶，主看台外墙稍用涂或整个场馆设计外部全部不用涂料，一般是水泥墙面。大多数场馆设计非常简洁，尽量少用材料，而且设计非常灵活，以便改变其用途时容易拆卸而不造成浪费。永久性建筑及构件大都考虑其寿命要长，装饰耐久，尽量减少维修和维护；临时性建筑则考虑能满足使用要求即可，不过多使用高档材料。场馆外部地面多采用水泥砖铺设，场馆主看台地面一般采用混凝土面，有特殊要求时铺地毯或在地毯下采用废旧轮胎回收再生的塑料/橡胶地毯作垫层。
    (1)墨尔本游泳馆：（Melbourne Sports Aquatic Centre）：2000人游泳馆。主体建筑为混凝土结构，其余为钢结构。外墙采用砌块，内墙采用铝塑板、纤维水泥板和石膏板，玻璃门及隔断用量较大，篷顶局部吊顶采用铝扣板，座椅为塑料椅，地面铺瓷砖。
    (2)墨尔本奥林匹克中心（Melbourne Rod Laver Arena）：主体建筑为混凝土结构的圆形场馆；墙体为混凝土结构的圆形场馆；墙体为混凝土砌块，内墙用石膏板；部分窗户采用铝合金材料，表面涂有涂料，用以装饰；篷顶为两块活动钢架结构，重350t，在20分钟内可以打开或关闭。可用作封闭的音乐厅和网球场。Melbourne Vodafone Arena 馆是音乐会、室内赛车、篮球的多功能场馆，可容纳1万观众。
    (3)布里斯本ANZ体育馆（ANZ Stadium）：该馆可容纳4.5万人。主看台采用混凝土结构，外墙采用混凝土和空心砖篷采用钢架结构，吊顶主要采用刨花棋逢对手，用扁钢材作压条；主看台内部采用钢化玻璃隔断及门，室内用石膏板墙，部分吊顶用珍珠岩板，看台档板采用中密度板。其余二侧露天看台均为钢结构；座椅采用塑料和铝长椅两种，主看台铺地毯，其余看台为水泥地面而无装饰。
    (4)悉尼奥运场馆（Stadium Australia）：奥运主场馆是悉尼奥运最大的场馆，可容纳11.5万名观众。最高点58m，屋面面积3万m2，屋面重量4100t，主拱跨度295.6m，挖土方量5.5万m3，混凝土用量9万m3，结构钢材用量1.2万t，混凝土中钢筋用量1万t，立柱数量2600个，砌块用量100万块，造价6.9亿澳元，用二年半时间建成。主看台采用混凝土结构，外部基本上未采用涂料，内墙面采用铝塑板和涂料，其余三侧看台基础采用混凝土结构，其余为钢结构。篷顶采用钢结构，顶板为透明聚碳酸酯板材料 ，重量轻，虽比玻璃耐久性差，但容易弯曲以适应顶部曲面形状。看台地面是水泥面，个别地面铺有地毯。（该馆两侧看台现正在拆除，改造后为容纳8万观众，封闭看台。）
    (5)悉尼网球馆（Sydney Tennis Centre）：网球运动是澳洲人最喜欢的运动项目，但其场馆的简洁程度出预料。该馆是一个类似车轮形状的建筑，主平面低于地面，地面下1/3部分采用混凝土建筑；2/3部分在地成上，采用钢结构。该馆外部没有采用任何涂料，水泥、砌块表面直接外露；篷顶内装饰材料为铝扣板；采取自然通风降温；座椅为塑料材质。
    (6)悉尼游泳馆（Sydeny Aquatic Centre）：材料使用情况与墨尔本游泳馆相同，规模比墨尔本游泳馆要大。
    3.运动员村建筑结构和材料使用情况
    运动员村共建有2000多套住宅，属二层、三层联排别墅建筑，墙体采用空心石膏板浇混凝土或木框架石膏板体系，外墙砌空心砖，部分使用涂料。内墙为石膏板和涂料，地成除卫生间、厨房铺瓷砖外，其余都铺地毡，屋顶采用木屋架，上层采用机制水泥瓦。住宅内外装饰修追求舒适而不追求豪华，住宅前后都有花园草坪。下水管道室外采用陶管，室内采用塑料管，上水管采用铜管。
    整个运动员村是按环保要求来设计，用电、用水都要求节能和环保，每套住宅都采用太阳能发电，白天供给电网，晚上用电由电网供给，比普通用电节省25%，同时装有太阳能热水器（光热转换）。雨水收集后用于浇草和冲厕所。运动员村避免使用空调，所有窗户都有遮阳和反射阳光装置，夏天将阳光挡走，冬天把阳光反射到室内，建筑所用木材是人工速生林而产是来自天然森林，地毯是羊毛毯，这些材料都是自然循环材料。
    4.居民住宅样板房和建筑工地
    为进一步了解运动员村建筑的建设及使用材料情况，参观了居民住宅样板房和建筑工地。居民住宅样板房属于建筑公司开发的商品住宅，独立院落，前后有花园，二层或三层结构，建筑面积为300~500m2/套不等，用于出售或欲建房的参考样式。建筑大小、风格及使用的材料可根据使用者拥有土地的大小和要求来改变，整套住宅室内全部装修后交给住户，业主购置必备的家具即可居住。
    在建筑工地看到，居民住宅楼的基础和楼板采用混凝土现浇，墙体用空心石膏板内浇混凝土（无模板），屋顶铺彩色水泥瓦。外墙根据要求可用空心砖装饰或直接在石膏板上涂刷涂料。上水管采用铜管，下水管采用塑料管，抽水马桶有3升、6升两个按钮，以节约用水。整套住宅建造（包括细装修）费用在10~17万澳元之间。
    5.奥运村火车站
    奥运村火车站是奥运会期间主要交通设施，为钢结构建筑，全部采用玻璃墙和玻璃隔断，篷顶内吊铝扣板。
    6.建筑辅助设施情况
    (1)太阳能发电装置：太阳能发电装置是悉尼奥运高科技的展示，也是清洁能源的运用。场馆、路灯、运动员村都采用该装置，由BP Solar太阳能电子公司提供，该公司占世界太阳能设备的8%~10%。有5种产品，其使用效率在10~17%，试验室寿命为50年，保证使用寿命在20年以上。用太阳能板屋顶，其造价比普通屋顶要高，为促进该产品的应用，政府采取了补贴措施。奥运村的一条主要街道采用太阳能发电来照明，奥运主场馆路灯每个塔有16KW的发电能力。
    (2)污水处理：整个奥运场馆的污水是经污水处理厂处理，固体残渣运往附近的有机肥加工处理。污水应用纳滤技术进行处理，经处理后水质达到排放标准，COD和BOD小于5%，与自来水水质相当，经处理后的水排往一蓄水池，在蓄水池中有青蛙存活，说明环境保护很好。
    此外，污水处理厂在奥运会举办期间，只能处理全部污水的80%，其余20%送往其他污水处理厂进行处理。这样的设计避免了奥运后污水处理能力过剩造成的浪费情况。
    (3)垃圾处理：固体垃圾的处理是采用填埋式，填埋坑经过密封处理，上部填土，植树种草。在奥运公园附近，可看到大小同的小山包，是建设奥运场馆时固体垃圾的填埋场。据设计人员介绍，填埋后的有机垃圾靠自然降解。
    二、奥运场馆材料及相关企业情况
    在澳期间，结合奥运场馆使用的材料，重点考察了以下材料及企业。
    1. Wattyl涂料：Wattyl涂料公司生产的涂料分为五大类：(1)建筑涂料，用于内外墙；(2)工业涂料，用于家具等；(3)电器涂料，用于电视机等电器产品；(4)金属涂料，属油性涂料，用于油罐、管道等内壁；(5)船用涂料。用于建筑外墙的涂为Solagard，其中加有UV（紫外线吸收剂），耐老化、性能优良；用于内墙的涂料为Pascol。内外墙涂料均为100%的Acrylic（丙烯酸型）涂料，快干，可水洗，耐久性好。用于内外墙的涂料有一定的伸缩性，即使墙有裂纹时，涂料也不裂。该公司针对水泥外墙专门设计了一种Granosite涂料，其特点是耐久、装饰、装修效果强，价格比较便宜，该公司同时生产仿石涂料，其效果与天然石材十分相似，而且不需要底漆，寿命较长。Solagard涂料保证期为10年，其他产品的保证期为7年，在产品包装上已注明。该公司在新西兰、美国、泰国、新加坡、马来西来都有生产和销售代理，该公司在上海已有代理商，2000年销售业绩达8000万人民币，现欲将其产品推入北京市场。
    值得一提的是，在参观该公司时，其办公楼外墙涂料已使用了20年，仍完好无损。
    2.Low-I玻璃：是悉尼奥运太阳能发电装置的采光材料，铁含量很低，含铁量有0.02%和0.04%两种，用于太阳能发电装置的玻璃和规格有：3mm、4mm两种。从外观看，Low-I玻璃比普通玻璃白，不反光，其透光率为76%，普通为60%。Low-I玻璃在澳大利亚不生产，从英国皮尔金顿公司进口，根据BP Solar公司的要求进行加工。太阳能发电装置所用的Low-I玻璃全部经过钢化处理，据皮尔金顿（悉尼）玻璃加工厂人员介绍，低铁玻璃与普通玻璃的制造工艺不同，其技术处于保密阶段。目前用于太阳能发电的Low-I玻璃售价为：3mm厚17~18澳元/m2，4mm厚20~21澳元/m2。皮尔金顿（悉尼）玻璃加工厂Low-I玻璃的年销售额为100万澳元，BP Solar公司是第五大客户。
    3.抗张薄膜结构：由Shade Structures Birdair公司设计和制造。25%的产品是伞形结构（Mordular和Pre-assembled Products），75%是停车场用遮阳系统（Car Park Shelter Sytems）和用户定制结构（Custom Designed Structures）该结构的支撑采用钢结构；膜的材料有3种：PVC、Ferrari和Teflon与聚酯纤维或玻璃纤维复合（含有UV），有不同颜色，也可采用网格结构以增加透气性。边框采用特制铝合金和钢缆，整个膜结构由计算机设计、裁剪，拼缝通过热压粘接，使用温度为-30℃~70℃，Ferrari和Teflon的耐热温度更高，使用寿命为：网格结构10年，PVC膜10~15年，Teflon膜30年以上。悉尼奥运露天剧场是其最大的结构之一。此外，奥运公园的厕所采用该结构造型装饰，从外表看是一个艺术造形，入口处用时升起，不用时放下，不影响视线，该结构普在奥运建筑中获奖。该结构已在南京长江大桥、上海世纪大道、昆明世博园、广州海洋馆等建筑中应用。
    4.玻璃：皮尔金顿（墨尔本）玻璃厂有三条生产线：(1)浮法玻璃线生产能力2500t/周；(2)制镜生产线2500万m2/年；(3)夹层玻璃生产线300万m2/年，其产品除供给该公司悉尼玻璃加工厂外，出口到新西兰、欧洲、马来西亚和台湾弯。该厂在悉尼的市场占有率65%。在悉尼奥运建设期间，为场馆提供了夹层玻璃，为奥运火车站提供了3.5km长的着色、钢化和夹层玻璃，为1500个汽车站、酒店以及家用玻璃、镜子、厨窗、桌面、热水器、屏风（压花玻璃）等提供了大量的玻璃产品，其最畅销的玻璃为10~15mm厚。奥运建设期内，其产量比平均增加了30~40%。据该公司人员介绍，奥运建筑总额100亿澳元，该公司提供了35%额度的玻璃产品。
    5. Bevis Corner建筑系统：该系统是一种比较简单、安全快捷、经济的快装建筑系统，对于钢材、木材或其他建筑材料都很适用，安装十分简单，安装人员不需要专门培训。Bevis Corner建筑体系共有六种构件：弯角件、延长件、支脚件、墙体连接件、圆形顶构件、框形构件。使用该系列产品，可轻而易举地将常规建筑框架在任何点、任何角度衔接起来。该系统的接点可随时调整，省时、省力、省费用，用该系统可建造任何复杂的建筑，适用于建筑库房、简易房、凉亭和各种普通建筑等。
    6.可调光玻璃板（Laser Cut Panel）：由昆士兰技术大学（Queensland University of Technology）研究开发，可直接用于采光，亦可在现有窗玻璃内部安装，与原窗结合使用。这种玻璃在冬天可把阳光反射室内任何地方；在夏天，可通过调整反射玻璃的角度，把阳光反射出去。这种玻璃也可用于天窗采光。常规窗有遮阳板时，室内光线很暗，可将遮阳板改造，通过此反射玻璃，可增加室内光线强度。其价格为200澳元/m2。
    7.座椅：悉尼奥运场馆所采用的座椅几乎都是塑料椅。为主场馆提供座椅的是Sebel Furniture Ltd，用了半年时间生产并提供了11万把。全部彩PP注塑成型，在PP添加UV吸收剂和阻燃剂，座椅使用寿命为5年。从成本上考虑，场馆所用座椅不使用其他材料。该公司为香港一家医院、广州交响乐厅提供了座椅。
    8.防水材料：Concure Australia公司针对水泥外墙设计了一种防水材料（Envirolastic胶），可在0℃~250℃下快速养护，弹性高（1300%），耐化学品，耐腐蚀，喷雾施工，无挥发性有机化合物。可用于防水基层或二层衬里，水库、水箱、住房、地板、墙体、冷却塔、水槽、水井、火车车厢等的防水处理。
     三、几点启示
    1.悉尼奥运高科技的反映一是采用新型清洁能源—太阳能发电装置，二是通过合理设计场馆出入口和通道，道路、桥梁、车站交通，在最短时间接待和疏散大量的观众（奥运期间，每天有50万人观看比赛）。
    2.奥运场馆、运动员村、酒店等的投资主体的企业（私人），政府所占比例仅为1/6，采取商业运作。成立专门机构对设计、建筑、材料企业、资源、环保等诸方面进行评估、监督和管理。
    3.对于公益性场馆，装饰装修比较简洁，尽量少用材料；对于经营性场所（如宾馆、饭店等）功能比较齐备，装饰装修比较豪华、考究。运动员村及居民住宅，功能比较完善，装修比较简单但并不简陋，主要追求舒适，并不追求豪华和档次。因其采用新型能源，倍受人们青睐。
    4.奥运场馆建设充分考虑到近期和长期使用相结合，尽量减少以后的维护费用。临时建筑多采用张力膜结构。
    5.在节能、节材料 、环保方面：发挥现有材料的性能，采用传统的混凝土、钢结构和玻璃三大建筑材料，看台和吊顶多采用钢结构，墙体多采用混凝土砌块、空心砖，地面采用混凝土砌块，内部隔断以玻璃为主。采用自然通风降温，尽减少使用空调和提升设备，外墙很少使用涂料。十分注意环境保护生态平衡，排水管采用陶管，中央空调采用无氟制冷，地毯采用纯羊毛和用废轮胎回收再生的地垫，建筑废弃物用于铺路或封固。污水经过处理。
    6.参与奥运建设的企业，善于做市场调查和研究，善于推销自己。通过悉尼奥运提高了企业的知名度和影响力。
    7.建材展览中心与我国的建材城类似，几乎每种建筑材料都有展示，其区别是每种材料都是以样板间的形式展示，而并非展示单项产品。每种产品都有编号，可从服务台索取产品资料。
    北京2008年奥运申办成功，意义重大。“绿色奥运，科技奥运，人文奥运”的理念，对中国建筑材料工业提出了新的挑战，也提供了发展机遇，对绿色建材的开发、生产和应用将产生极大的推动作用。
    根据北京奥申委向国际奥委会所作的承诺，奥运场馆的建设对建筑材料必须三方面的要求：建材企业提供给奥运场馆的材料必须是绿色、环保的，要能够回收和再利用；为了与国际接轨，要把最先进的建筑材料用到奥运设施的建设上；要重视隔音、节能材料的研究开发。借鉴悉尼运场馆及使用建筑材料的成功经验，北京2008奥运会将会办得更成功。