关于水立方和鸟巢的物理知识（要简单的）

【专家解说】：（国家游泳中心）水立方 "水立方"的节能设计：“水立方”建筑围护结构采用了一种新型的ETFE（聚四氟乙烯）充气枕，ETFE膜结构很轻，减小了对支撑的钢的压力，支撑的钢结构也设计得相对轻巧，大大节省了材料。而且和温室一样，"水立方"通过收集太阳能并将其导入来加热水池，也节省了能源。膜结构具有较强的隔热功能，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,为了避免酷暑天气把“水立方”变成一个汇聚阳光的“温室浴场”， 如今已经安装的ETFE充气枕上点缀着无数被称为“镀点”的白色亮点，这些大小不一的镀点可以改变光线的方向（反射太阳光），起到隔热散光的效果。这些“镀点”布成的点阵，就像一把把遮阳伞，把刺眼的光线和多余的热量挡在场馆之外；而在一把把“遮阳伞”之间，所需光线可以自由通过，保证场馆的温度和采光。（白天可以直接用阳光照明，不用耗电）。从外表上看，这种泡沫式的设计好像不如传统结构结实,但实际上它却非常坚固,在吸收地震能量方面也非常理想。 国家体育场鸟巢 “鸟巢” 的含义：它是一个用树枝般的钢网把一个可容10万人的体育场编织成的一个温馨鸟巢！用来孕育与呵护生命的“巢”，寄托着人类对未来的希望。鸟巢”三大工程——钢筋混凝土结构、钢结构、膜结构。在“鸟巢”里一共用了4.2万吨钢材。全钢结构，热胀冷缩系数较大，“鸟巢”就像个向日葵，总是随着太阳转，这就要求膜的张力一定要够强。鸟巢”的整个钢筋铁骨焊接在一起，自身形成了一个巨大的避雷网，能把雷电迅速导入地下，而且做了特殊处理，雷电决不会伤害到人。“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱。 “鸟巢”顶部的网架结构外表面还贴上一层半透明的膜。使用这种膜后，体育场内的光线不是直射进来的，而是通过漫反射，使光线更柔和，由此形成的漫射光还可解决场内草坪的维护问题，同时也有为座席遮风挡雨的功能。滑动式的可开启屋顶，当它合上时，体育场将成为一个室内的赛场。开启屋顶，它又成为一个防水的壳体。“鸟巢”之所以是一个不完全封闭的“鸟巢”，是因为这样的设计既能使自然空气流通，又能为观众和运动员遮风挡雨。采用太阳能光伏发电系统。无锡尚德太阳能电力有限公司研发的尚德太阳能光伏发电系统落户“鸟巢”，将清洁、环保的太阳能发电与国家体育场容为一体，不仅是对北京奥运会三大主题的极好体现，同时对于提倡使用绿色能源、有效控制和减轻北京及周边地区大气污染，对国家体育场电力供应将起到良好的补充。鸟巢”的下层膜采用的吸声膜材料、钢结构构件上设置的吸声材料，以及场内使用的电声扩音系统，这三层“特殊装置”使“巢”内的语音清晰度指标指数达到0.6——这个数字保证了坐在任何位置的观众都能清晰地收听到广播。鸟巢”的相关设计师们还运用流体力学设计，模拟出91000个人同时观赛的自然通风状况，让所有观众都能享有同样的自然光和自然通风。“鸟巢”的观众席里，还为残障人士设置了200多个轮椅座席。这些轮椅座席比普通座席稍高，保证残障人士和普通观众有一样的视野。赛时，场内还将提供供助听器并设置无线广播系统，为有听力和视力障碍的人提供个性化的服务。和“水立方”不同的是，“鸟巢”所采用的是单层膜。“鸟巢”顶棚的外层膜结构虽然和“水立方”一样，能常保清洁、抵抗低温烟火的侵蚀，但仅有0.25毫米厚度的膜却也有个很大的弱点：怕鸟雀的利爪。此外，群鸟在“鸟巢”停留，粪便也是个大问题。为了拒鸟于“鸟巢”之外，在其顶部四周，安上了类似于机场用的驱鸟装置。考虑到此法拦不住一些“漏网之鸟”，在“鸟巢”外层膜上，还铺设了停鸟线，既能让鸟雀有地方落，不致伤膜，也不影响外观。 简单的说 鸟巢是用了三角形的稳定性， 水立方结构水分结构相同。 其实，建筑中的物理知识，在这里都会有体现。