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引领创新的奥运范本——“科技奥运”向世界报告之三
作者:赵雪 刘莉  文章来源:科技日报  点击数  更新时间:2008/7/16 8:31:18  文章录入:ahaoxie  责任编辑:ahaoxie

新华社记者杜华举摄

  北京工人体育场内景(摄于5月19日)。改造后的工人体育场,总建筑面积达80000平方米,可以容纳62000名观众,场内设施完全满足奥运会足球比赛技术标准要求。

  看着桌上一页页翻过的日历,福田汽车北京公司技术部副主任刘继红有种特别的期待。

  7月10日,他们和清华大学一起研制生产的三辆氢燃料电池大客车将正式交付奥组委,为即将到来的第29届北京奥运会提供服务。“奥运给我们提供了最好的展示平台。”他告诉记者,“为了这场国际级的展示,几年来公司加快了新能源汽车整车技术研发的进度。”

  为奥运而加速的不仅仅是新能源汽车的研发,科技部部长万钢今年5月曾对科技奥运实施7年来的效果做了这样的总结:结合北京奥运会建设的重大科技需求,开发和应用了大批先进、适用的创新技术成果,为北京奥运建设提供全方位技术支持和服务的同时,也大大地促进了我国科技以及产业化的发展。

  借“东风”,为科技项目管理带来启示

  2007年5月17日,一位不速之客敲开了清华大学环境学院汪诚文教授的办公室。

  “请问哪位是汪诚文教授?”

  “我就是。”汪教授诧异地看着来者,轻声回应。

  “我是北京奥林匹克森林公园设计专家组的何伟嘉,是来向您请教源分离技术的。”

  历时三年建设的北京奥林匹克森林公园,是我国面积最大的城市生态公园,依靠“生活废物源分离及资源化利用循环系统”,在国际上第一次实现了大规模污水“零排放”技术的应用。而其中的关键技术———源分离技术就是何伟嘉这样找来的。

  从2003年起,奥科委确定了“需求导向”的项目管理方式,由奥运项目建设的业主提出科技需求,立项研究。从以前的科研单位的“从科研出发看奥运”变成“从奥运需求出发做科研”。这一方式的转变,理顺了产学研的关系,促成了大量成熟科技成果的应用转化,科技部负责奥运项目的田野处长介绍说。

  奥运建设的高标准给科学技术提供了大量的施展空间,在“需求导向”下,只要业主需要的技术,他们就会主动去找科研单位,而且会从市场的角度考虑性价比,让大批以前没有机会进入市场的科技成果,通过与同类产品的较量,有机会走出象牙塔得到应用。

  被奥森公园“相中”之前,汪诚文一直在国内为他的研究寻求应用契机。现代卫生条件下人类生活污水的主要成分来自于粪便,其中80%%的氮和50%%的磷来自于尿液,由于处理难以达标很容易造成湖泊富营养化等环境问题。如果在排放时将尿、便分离,通过处理系统将尿液处理成有机尿肥,就能够彻底解决这个问题。这种源分离的理念,上世纪末在欧洲首次提出,在国际上被认为是定位最好,体系最完整的生态处理方式。德国国家发展纲要中已经明确写道:“到2100年逐步改变现有市政设施,全面推行源分离的生态卫生处理方式。”但一直处于理念推广和技术研发阶段。汪诚文没想到,“科技奥运”理念的实施竟然让他多年的研究有机会变成现实。

  分离后如何收集、处理?怎样让生成的有机肥用于园中树木生长?怎样让处理后的再生水达标回补园内湖泊?一心要让奥森公园实现“零排放”的何伟嘉和同事们从设计“需求”出发,一步步地寻找、整合相关技术,最终形成了完整的循环系统,项目获得科技奥运专项支持,理念终于变成了现实。与此同时,系统中各环节涉及到的众多的成熟技术成果也找到了产业化的机会,并通过奥运会向国内外展示。

  像这样借奥运“东风”成功转化的科技成果还有很多。为了推广更多的成熟技术,从2004年起,奥科委结合奥运需求不断组织各类高新技术产品的专项推介会,包括LED及半导体照明、光伏发电、食品安全、信息通讯等共计20多次。“2004年以后,我们支持的奥运科技项目百分之百以需求为导向,有效地解决了以前产学研脱节的问题,对今后的科技项目管理改革也带来一些启示。”田野说。

  抓“契机”,提升相关行业国际竞争力

  北京工业大学奥运羽毛球、艺术体操比赛馆,以新颖、轻盈的世界上第一个大跨度预应力弦支穹顶,在众多的新建奥运场馆中独树一帜。而以钢结构专家身份,亲自主持场馆钢结构体系创新、优化设计和结构健康监控全过程研究与应用,让北京工业大学副校长张爱林教授和整个科研团队受益匪浅。

  为落实“科技奥运”理念,2001年至今,在科技部、北京市科委和国家体育总局联合先后启动了1209项重大科技奥运课题,内容涉及节能建筑、绿色环境、信息通讯、智能交通、科学训练、安全保卫、食品安全等。北京市科委奥运办公室主任唐涓介绍说,这些课题的研究与应用,在加速成果推广的同时,也提升了大学、科研单位和企业的创新水平和研发能力。

  弦支穹顶这种结构本身并不新鲜,在日本和我国天津都有这样结构的建筑,但规模都比较小,跨度最大也不超过40多米。像北工大羽毛球馆93米这么大的跨度,国内外还从来没有过。“这之间的难度相差非常大。就像是陶瓷艺术品中那种极薄的瓷盘,相对于一个直径5寸的薄瓷盘,做一个10寸薄瓷盘难度的增加,绝非简单的线性增长。”

  早在2002年,张爱林就在国家自然科学基金的资助下做预应力钢结构优化设计方面的研究工作,而奥运羽毛球馆的建设,则成为这些基础研究和成果应用推广的催化剂,他们得到了北京市科委科技奥运专项“奥运羽毛球馆预应力钢结构体系优化设计及结构健康监控研究”的支持。

  当时国内在预应力钢结构领域还没有技术规范,而奥运羽毛球馆等多个奥运工程的主体结构采用的又都是预应力钢结构。于是,北工大钢结构学科带头人张爱林和陆赐麟教授,就向国家标准化委员会申请了《预应力钢结构技术规程》编制项目。几年来,伴随着场馆一起成长的,还有我国首部《预应力钢结构技术规程》。从2004年到2006年,这本规程六易其稿,2006年底面世,为多个奥运工程的预应力钢结构建造和验收提供了依据。规程出版后,得到了各方一致好评,钢结构学界的很多专家都高兴地评价说,这项成果的“出生”正当其时,填补了国家空白。

  与此同时,北工大的结构工程学科2007年被评为国家重点学科。学科研究的领先,与奥运场馆的建设密不可分。编制首部《预应力钢结构技术规程》之外,北工大结构工程学科还参与完成了国家体育馆模型试验、“鸟巢”的部分桩基实验等多项工作,在为奥运羽毛球馆等奥运场馆的设计、建设解决科技难题的同时,丰富了自身的研究方向和课题,得到了宝贵的重大工程实践经验,培养了人才,迅速成长了起来。

  “我们结构工程学科是2000年才获得博士学位授权的,这次可谓是跨越性的提高。如果没有羽毛球馆等科技创新工作,也许我们就没有这么快的进步。”张爱林感慨地说。

  刚刚完成《2008奥运工程钢结构创新技术及成果集成》编撰工作的、国家钢结构工程技术研究中心总工程师侯兆欣告诉记者,钢结构建筑与钢筋混凝土建筑相比,轻巧抗震,材料可以反复使用,保护环境,是国际建筑界的发展方向。北京奥运场馆37个场馆中,新建、改扩建的场馆主要都采用钢结构体系,其中有一大批造型独特、结构体系新颖的作品。这次高科技含量的奥运场馆钢结构集中建设,让我国钢结构行业的技术水平极大提升,不仅能为今后重大工程建设提供许多借鉴,也为今后在国内推广钢结构住宅建筑打下了坚实基础。

  目前,我国与“科技奥运”相关的国内外专利申请数量已超过320项,经授权专利已逾180项。唐涓说,除钢结构外,“科技奥运”使我国的新能源汽车、移动通讯、生态环境保护等行业创新能力也快速提升。

  做“示范”,促进节能减排可持续发展

  这几天,在北京市昌平区永丰至颐和园的路上,时常可见三辆12米长的白色大客车在进行最后的负重运行测试。这就是清华大学和福田合作研发,即将服务奥运的氢燃料电池车。

  能在奥运这个国际舞台上,展示自己的技术和产品,为奥运服务,刘继红的激动可想而知。激动的不只是他,奥运期间,共有500辆新能源汽车用于奥运。我国多家新能源汽车研发机构和汽车厂家,第一次有机会将如此大规模自主产权的新能源汽车展示给国内外观众。

  从20世纪70年代以来,奥运会把保护环境看做奥林匹克精神的第三大支柱。北京奥运会也郑重承诺:将“严格控制汽车尾气和其他污染源的污染物排放总量以及市区主要污染物的日平均浓度,保证在最不利气象条件下空气质量达到国际奥委会要求的标准”。新能源汽车以其良好的节能型和环保性成为各界奥运会主办城市宣传绿色奥运和科技奥运主题的主要手段,也成为北京奥运的首选用车。

    “这是兑现我们对国际社会的承诺,也是一个让政府、企业、公众更关注和了解新能源汽车的机会。”科技部能源与运输处处长武平甚至认为,由于奥运示范的带动,现在我国的新能源汽车“进入了历史上最好的发展阶段”。中国是负责任的大国,通过奥运,能够展示中国人为解决能源环境问题而努力的决心。同时示范运行还具有科普功能,向国人普及新能源汽车的知识,让公众从感性和理性认识这种车,接受这种车,改变人们对未来交通工具的选择。

  为了让节能减排理念更加深入人心,科技部还专门邀请了著名主持人杨澜出任“2008北京奥运新能源汽车示范应用”形象大使。

  近几年来,随着“科技奥运”专项的不断支持,国内新能源汽车车载能源系统、驱动系统、控制系统等研发平台不断完善,与此同时,国家发改委于去年11月推出了我国首部《新能源汽车生产准入管理规则》。

  “以前,新能源汽车一直处于无标准、无管理办法的状态,我们企业的研发生产只能自己找欧洲、美国、日本的标准来做。如今这个规则出台,让我们厂家在发展新能源汽车时能够有章可循,少走很多弯路。”刘继红如此评价这个标准,“如果不是奥运,也许这个准则的出台不会这样快。”

  和他一样,在很多从事新能源汽车研发生产者眼中,是奥运加速了社会对新能源汽车的关注。

  唐涓告诉记者,除了新能源汽车,还有多项“科技奥运”项目致力于节能减排理念和技术的推动。在绿色能源的使用方面,采用太阳能、风能等为奥运场馆提供绿色能源供应共计约6450万度/年,奥运场馆绿色能源供应达到26.9%,减少二氧化碳排放5.7万吨/年;在高效节能技术方面,集成应用了建筑节能、绿色照明、地源热泵、冷热电三联供等高新技术,实现节能60—70%;在生态改善和环境保护方面,通过广泛应用雨洪利用、中水回用、污水处理及再生利用、大气污染控制、城市污水和垃圾处理等生态改善与环境综合治理技术,为“绿色奥运”理念提供了科技支撑。

  目前,科技部正在会同有关部门制定相关科技计划,促使新能源汽车等节能减排新技术成果,在奥运结束后产业化推广和应用,在更大范围内推进我国的温室气体减排。

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