置身于深圳第26届大学生夏季运动会的开幕式现场——深圳湾体育中心，看台与深圳湾的海景只有“一墙之隔”，薄薄的网格状“墙”外面就是深圳宁静的滨海夜景，整个场馆内的绚丽灯光也透过薄薄的春茧四散开来。而在龙岗的大运体育中心，一入夜，被称为的“水晶石”的大运中心就不断变幻出各种颜色，成为大运中心亮丽的风景。不仅如此，“水晶石”还采用透光却隔热的“会呼吸的幕墙”，室外平整的混凝土地面却和土壤一样透水，这些新型的建筑科技为大运平添了科技和绿色的色彩。
记者了解到，在建筑领域，高科技的材料和建筑工艺、创意十足的结构设置以及低碳环保的新型建筑技术都被应用在深圳大运会的各个场馆当中。南方日报记者走访一座座闪烁着高科技因子的大运场馆，试图展示大运场馆背后的建筑科技。
有的幕墙会“呼吸”，有的幕墙可自洁
龙岗静谧的夜晚中，“水晶石”不断放出绚烂的光，夺目却不喧嚣，这里就是龙岗大运中心体育场，田径、足球等项目比赛的场馆。
“水晶石”的美让人屏住呼吸，除了独特的造型，外立面全透明的围护结构大胆新颖，这可是独树一帜。然而这份敞亮、大胆也难免让人生疑：大运会在深圳最热的8月份举行，坐在这全透明的“水晶石”里，和桑拿房露天晒太阳有什么区别？
大运中心的建筑师则告诉记者，不必担心：为解决透明幕墙带来的温度调节难题，设计方创造性地将围护设计为两层，外层为夹胶节能玻璃和聚碳酸酯板，这种新型节能材料通透、明亮又隔热、隔音、防眩光。在不影响可见光透过的前提下，达到最大的遮阳效果，同时也保证了建筑的节能效果；而内层则为半透明的玻璃纤维张拉膜，除了环保隔热，还是辅助灯光效果的投影幕布。更重要的是，它与外层幕墙之间形成了一个会“呼吸”的空腔，阳光带来的热空气在这里被牢牢“锁定”，再全部由自然通风系统带走，场馆内的温度调节通过这一吸一呼而完成。到了冬天，关上“天窗”，又可以最大限度地确保热量不流失。
同样是幕墙，大运中心的幕墙让人叹服，但盐田区体育馆的幕墙却未必“服气”，因为她也有特殊技能——纳米自洁。这种技术就是在大厦建筑外墙的玻璃、铝板、油漆等表面制备二氧化钛涂层，纳米二氧化钛在日光紫外线催化作用下具有超强氧化性和超亲水性。超强氧化性可降解汽车尾气和工业废气中排放出来的有机物如甲醛、甲苯等油污，并将这些污渍分解为二氧化碳和水，使附着在建筑表层的无机物如二氧化硫、氮氧化物等失去黏附力，当下雨时，已经降解的有机物和失去黏附力的无机物就很容易被水冲走。使用纳米自洁技术的建筑外墙可以不用定时人工清洗，不仅节省了大笔清洁费用，节能降耗方面也有收益，因为纳米自洁环保技术的二氧化钛涂层还能吸收紫外线，可以阻隔10%的太阳能进入室内，降低了电能消耗。
记者在采访中了解到，这种纳米技术除了自洁，还能净化空气，10000平方米的纳米自洁涂层相当于200棵杨树的空气净化效果！而老百姓接触最频繁的民用住宅，将是这一技术进一步推广的重点目标。
路面收集渗透水，通过暗沟流向景观湖
大运中心的设计大气美观，远处青山环抱，身旁还有一湾澄澈的湖水，脚下广场很宽敞。细心的市民可能会注意到，大运中心不少路面都呈银灰色，仔细看起来像是一块块小石子拼接到了一起，与传统平整的水泥路面和沥青马路相比，这里显得有些“寒碜”。不过，可别小看这种设计，如果你把一瓶水倒在路面上，你会发现一整瓶水转眼间便从看似毫无缝隙的地面上消失了。
路面能“喝水”，是因为应用了一种新型的透水混凝土。大运中心的工程人员告诉记者，大运中心室外路面铺设了总面积达15万平方米的透水路面，其透水系数为3毫米／秒。这么大的“胃口”，积水现象几乎不可能出现，“就算拿水管直接扔在地上不停放水，也顶多出现脸盆大的水渍，连水洼都不会有。奥妙就在这混凝土下，布满了纵横交错的暗沟，像人体的毛细血管，收集渗透水，迅速送进人工湖补充景观用水或者储存用来灌溉”，工程人员解释，而湖水又被用来进行绿化浇灌和场地道路冲洗。消失了的水，实际上始终在被循环利用着。看似喝水，实则节水。然而神奇之处不止于此，记者还了解到，在炎热天气下，相对于普通地面，这种透水地面的温度会低5—10摄氏度。
节能和绿色被作为本届大运会的一个主题，很多场馆都应用了最新的节能技术。在盐田区综合体育馆，玻璃幕墙外侧采用国际先进水平的全天候智能遮阳电动百叶窗，这种百叶窗可随阳光的直射角度调整遮阳板角度，达到防止阳光直射玻璃导致的能量损耗。
在“春茧”，记者还见识了另一项节能的“独门绝技”：空调制冷，不用电，还能用什么——用冰：简单来说就是晚上制冰，白天制冷，利用冷凝和升华的物理原理节约能源。晚上11时后，开始制冰并储存起来，第二天，制好的冰可供应空调制冷。这样既错开了用电高峰，又节约了成本。据测算，使用“冰蓄冷”后，“春茧”每年节省运行费用200万元，还可节约用电280万千瓦时。而冰蓄冷也代表着当今世界中央空调的发展方向。
-科技点击
1.节省钢量60%
大运中心体育场采用了国际上首创的单层折面空间网格结构，这种结构体系使得大运中心体育场用钢量大大节省，6万座的大运中心体育场用钢量只有1.8万吨，只有“鸟巢”的40%。
2.会“呼吸”的玻璃幕墙
大运中心外立面全部设计为全透明的围护结构，外围护结构设计为两层，外层为XIR夹胶节能玻璃和聚碳酸酯板，内层为半透明的玻璃纤维张拉膜。XIR夹胶节能玻璃具有通透、明亮、隔热、隔音、环保、防眩光等特点，可见光透过率超过70%，可见光反射率低于8%，可屏蔽99.8%的红外线及紫外线，在不影响可见光透过的前提下，可以提供很高的遮阳系数，达到最大的遮阳效果，在保证了建筑物通透性的同时，也保证了建筑的节能效果。通过这两层材料间形成空腔，可以将空腔间阳光辐射造成的热空气全部由自然通风系统带走，其作用类似呼吸幕墙，但比呼吸式幕墙更节约造价，施工更简单。
3.可透水的混凝土地面
大运中心室外地面全部采用透水混凝土，共计15万平方米，透水系数达3毫米/秒，可以起到透水、透气、保水、节水的作用，每年使用雨水与中水等非传统水资源可达到92万立方米。室内消防用水全部利用现有的游泳池水，可节水0.21万立方米／年；智能绿地浇灌可节水15万立方米／年，并节约10万元以上管理劳务支出。综合起来，年节水约107.37万立方米，够2200余人用一年。
4.建筑可“变色”
夜色中的大运中心“水晶石”不断的变幻着自身的颜色，吸引着周围市民的目光。据了解，大运中心设计了20多种不同配光，并运用了世界领先的6个核心专利技术的独立控制系统，可以同步控制23880套智能灯具，共88350个独立控制单元，并可实现一年365天全自动运行和监控。所有的灯具都安装在钢结构的部分主梁和次梁上，实现了灯具和线槽的隐蔽，完全消除了显光，构成了美丽的剪影效果。
5.省电一半的灯
专门研发的百万颗专用LED芯片和非线性透镜，具有节能、环保、体积小、耗电量低、寿命长、高亮度、低热量等优点，灯具寿命可达5万小时以上，比荧光灯光源寿命长2.5—3倍，比荧光灯光源节能60%以上。场馆内会客厅、休息室、功能房、采访间采用的T5荧光灯，节能率也达到35%—50%。
建筑也可以有“脉搏”
“春茧”顾问工程师：
-人物
坐落在美丽深圳湾的“春茧”，犹如孕育破茧而出冲向世界的运动健儿的孵化器，构思新颖、造型独特，与“鸟巢”的设计手法有异曲同工之妙。“春茧”由东向西的头、身、尾分别隔出三大场馆——体育场、室内体育馆和游泳馆，开创了国内体育场馆设计和建设的先河。在负责“春茧”项目咨询的奥雅纳总工程师汪洋看来，深圳大运会开幕式场馆——深圳湾体育中心的建筑难度甚至高于北京的鸟巢，而在为这所大运场馆提供建筑工程的咨询服务时，工程师们则让“春茧”具备了“脉搏”，让她在施工中随时可以发现“身体”的异样，此外包括航空航天等领域的先进技术都在春茧设计和施工中首次进入了建筑领域。
创意外观也需要科技才得以实现
奥雅纳工程顾问公司总工程师汪洋至今仍记得当初华润来找到他们时的场景。2009年初，华润作为深圳湾体育中心(俗称“春茧”)的开发商找到奥雅纳做项目结构、安全和施工方面的咨询优化，“那时听说他们还在做施工图设计”，而联想起深圳湾体育中心是在2010年5、6月进行“合拢”的，汪洋慨叹华润在“春茧”这一建筑上面完成了相当了不起的成绩。
奥雅纳是在建筑行业知名的集设计、工程、规划和业务咨询为一体的全球性公司，其在中国参与咨询和结构优化的项目就包括央视新大楼、鸟巢、水立方、广州塔等多个地标性建筑，在深圳他们则在京基100的建造中提供了专业的意见。
接到这一咨询人物后，奥雅纳开始组建以深圳当地有经验的专家为主的团队，并动用东亚区的专家库，此外还邀请香港、伦敦等地公司的专家，其中不乏负责鸟巢等重大项目的结构负责人。而汪洋，则成为“春茧”咨询顾问的总负责人。
“春茧”采用了国际上首创的单层折面空间网格结构，借助屋顶巨幅钢结构铺装，将体育场、体育馆、游泳馆置于一个白色的巨型网格状钢结构屋面之下，精巧的设计让人惊叹不已。而这背后，为了实现设计师的这一外观构想，工程师们付出了很多艰辛的努力，“其实设计外观与实际应力不符，而日本设计师佐藤坚持设计尺寸，让准备改动尺寸以符合实情的顾问公司、施工团队都处在两难境地”，汪洋表示。
为达到外观效果，同时又要保证安全的前提下，工程师们考虑节省材料以减轻自身承重，奥雅纳的咨询团队就建议采用表面积大、矩形截面小的特殊薄壁作为箱体构件。“春茧”的薄壁板厚在10毫米~30毫米之间，比起“鸟巢”厚达60毫米的钢板，构件成型虽然容易，但是也更容易反弹，这对施工的要求也更高。
汪洋作了这样一个比喻，“如果把‘春茧’剖开，其剖面就会是一个矩形，网壳的钢结构和内部巨大的空间相比就像是易拉罐”，汪洋告诉记者，建筑中的钢结构如果越轻，自重越低就会减少对建筑本身的影响，但是够轻的同时又不能像易拉罐一扭就完全变形了，“于是我们在轻薄的同时也要努力控制钢结构的节点，让一个节点的变形不能影响到整个建筑的结构和安全”。
“健康监测”将伴随“春茧”整个生命历程
最后，整个“春茧”是由1万多根构件组成的长达530米、宽241米的钢结构包裹。汪洋告诉记者，构件的设计走向是打破常规的，是扭曲的，“春茧”扭曲的数量和程度都超越“鸟巢”。在施工中，为保证定位准确性，奥雅纳提出分片组装的建议，施工方最终也是采用了分块累积提升与高空分块吊装相结合的方案进行施工，即在地面上一个一个区域焊接、拼装好，然后将大块单元体逐步吊装上去。
奥雅纳工程顾问公司的董事林奉军告诉记者，奥雅纳所赋予“春茧”的，就是帮助开发商实现让大运开幕式场馆更加安全、结构更加优化、施工过程更加万无一失的目标。汪洋表示，像“春茧”这样的建筑，即使最有经验的工程师也无法判别出最优的选择方向。而奥雅纳是借助了航空航天的高端软件，结合土木工程，进行二次开发，有针对性地给出项目的优化方向，并借助3D技术表现空间结构的几何关系，在系统中模拟校核。
而为了保证施工的精准，整个“春茧”在建造、合拢、卸载的工程中有了“健康监测”。工程师们在春茧钢结构的各个节点安装感应元器件，即时监测建筑在施工和合拢期间的受力状态和温度分布，以便检测施工过程是否有问题。“钢的建筑构件存在热胀冷缩的现象，而对于这么大的钢架构来说，热胀冷缩就会更明显”，汪洋解释，“因此钢结构合拢等作业必须在一定温度范围内进行”，有了健康监测我们就知道每个环节施工是否可以继续进行，就好比人的脉搏，“随时监测一个人在工作中的身体健康状况”。
此外，“春茧”坐落在深圳湾，台风时有发生，能否应对台风或者地震等极端天气成为最为关注的问题。而“春茧”的设防裂度为7度，能否达到设计要求，作为工程顾问的奥雅纳，需要准确作出判断。比如体育场北侧看台的头顶上有一片巨大的单层“网壳”，“片状的钢结构就怕风，强风吹过会使其抖动，而抖动多了就会垮塌”，汪洋表示，最后我们通过控制单层网壳的位移和受力状态让其更稳定，从而使得“春茧”不惧怕强风。
“健康监测系统，将伴随‘春茧’的整个生命历程”，汪洋告诉记者，即使施工结束，“春茧”的健康监测依然存在，在未来的岁月中，它所记录的一切，会成为所有建设者交给深圳、交给历史的成绩单。
