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书名 建筑高智商/少年科学大讲堂
分类 少儿童书-启蒙益智-科普百科
作者 路溪
出版社 少年儿童出版社
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简介
编辑推荐

亲爱的小读者,科学的美丽好像离你很远,却又在你身边。为了帮助你了解科学发展的最新动态,编辑了《少年科学大讲堂》这套书。本书是其中之一,主要讲述了建筑学的有关知识:从图纸到施工,设计师为现代建筑增添了种种激动人心的功能:无现金小区、电子感应、自然环保,还对它进行加固、修整,甚至平行移动、定向爆破等等。

内容推荐

房子智商高,还要很健康。从图纸到施工,设计师为现代建筑增添了种种激动人心的功能:无现金小区、电子感应、自然环保,每一项设计都像科幻小说一样神奇。当房屋健康出现问题的时候,房屋医生还能对它进行加固、修整,甚至平行移动、定向爆破呢!

目录

前言

一、房屋医生与现代建筑

 房子为什么会生病

 600多年前的房屋医生

——比萨斜塔改建者

 现代房屋医生如何“妙手回春”

二、智能建筑来了

——奥运“鸟巢”国家体育场

 安全的智能系统

 宏大的交通控制

 环保百分百

三、IQ200的贴身女佣

——比尔·盖茨的五千万豪宅

 森林中的绿色城堡

 无所不在的感应器

四、智慧屋的群居部落

——“无现金小区”

 社区智能化。“无现金小区”的理念诞生

 “无现金小区”在国外

 “无现金小区”在国内

五、后现代设计奢华版

——迪拜七星级酒店

 设计的历史:古典——现代——后现代

 后现代建筑家族成员一览

 迪拜,最奢侈的水生建筑

六、房屋医生的精准手术

——上海音乐厅的平移

 平移前:仔细体检

 平移中:大胆下刀

 平移后:康复保健

七、壮观的“安乐死”

——三峡奉节老城爆破

 爆破新技术:控制爆破

 爆破是怎么被控制的

 控制爆破,最重要是安全

试读章节

安全的智能系统

在遥远的非洲,有一种鸟叫苍头燕雀,它是鸟类中的“织女”。非洲的草原上长着零星的树木,苍头燕雀衔来草叶、树皮和各种纤维,像织布一样编织起来,织成自己的家——鸟巢,再用斑马和羚羊的毛,将鸟巢系在树枝上。这样的巢,可以承受鸟爸爸、鸟蚂妈和几只小鸟的重量,任凭风吹雨打,还是牢牢地悬挂在树上。

奥运“鸟巢”国家体育场就是这样一个结实的“巢”。它顶面像一个马鞍的形状,马鞍的中线,长的那根300多米,短的200多米,放射形的桁架交叉布置,从顶延伸下来。“鸟巢”是2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格·德梅隆与中国建筑设计师合作设计而成的,它是用于大规模比赛的巨型体育场,2008年,中国首次举办的奥运会上,大部分比赛都会在这个场馆举行。设计者的匠心,在于他们没有做任何多余的装饰和处理,而是把网状的结构暴露在外,让这个钢筋铁骨的体育场,像一个孕育生命的“鸟窝”,又像一个温柔的摇篮。

最开始的方案中,鸟巢体育场的顶像一张放射形的网。仿佛被一个巨人从空中抛撒下来,而鸟巢的观众座位如同一个巨大的“碗”,围绕着旋转而成,鸟巢的屋顶是可以打开和合上的。可是,施工进行到一半。专家们发现,鸟巢有危险!于是,紧急停工,房屋医生出动了。经过一系列的检查和测量,对设计图纸的重新研究和预测,房屋医生们发现以下几个潜伏的问题:

a.鸟巢的两块顶盖,加起来比一个足球场还要大。足有1700吨重,按照原先的设计方案,只用三个点来支撑,没有任何多余的支点,一旦顶盖受到大风或较强的震动,每个点的受力都会很大,有可能会超过理想设计的大小。

b.可以打开或合上的活动顶盖,在暴风雨天气下,可能会有雨水进入,在顶盖打开或者合上时,可能会有巨大的噪音。

c.为了完成这样宏大的工程,可能要花掉比预算多得多的金钱。  于是,房屋医生垒起手术刀,对设计方案进行了大刀阔斧的改革:屋顶改为不能打开的,开口变大,对钢结构进行了优化组合,用钢量减少了,节约的目的达到了。大跨度的顶盖被24根桁架柱支撑着,受力均匀分布,观众的主看台与顶盖的钢结构完全分开,这样就避免了受力过大中间节点“受不了”的情况。

经过这样一番修整,鸟巢在结构上已经比较安全,而作为智能建筑,它更是被安装了全面的智能控制系统,修炼了最高级别的“内功”,打通了“任督二脉”,练成了“金刚不坏”之身。

什么是人脸识别系统

奥运期间,成千上万人涌人北京,涌进鸟巢,前来观摩这难得一见的盛事。同时,或许也会有一些破坏分子,试图混在人群中,在奥运场馆施放炸弹,或绑架人质,就像他们在别的国家举办的奥运会上所做的那样。怎样才能将坏人从人群中一眼就识别出来呢?或者说,怎么才能确保进入鸟巢的都是“益鸟”,而不是“害鸟”呢?

为了达到这一目的,鸟巢安装了最新研发的智能系统——“人脸识别系统”。看起来,它就像鸟巢场馆前的一道“神奇的门”。当有观众走过这道“神奇的门”时,不用喊“芝麻开门”,也不用比画任何的暗号动作,门,自动打开了。相反,如果是坏人试图走进这道门,那肯定是徒劳的,非吃“闭门羹”不可。

为什么人脸识别系统有这么神奇呢?其实,仔细观察就会发现,当有人走近这道门时,在门边上的一个电子屏幕上,会自动出现这个人的图像和信息。在这背后,有电脑在控制。首先,安装在门口的摄像头和感应器,会拍摄并搜集这个人的外表特征,传输到电脑里,电脑会从它的数据库里,自动挑选与这个人相似的头像来进行比对,如果发现头像一致,而预先保存在电脑里的头像又属于一个可以被允许进入的人时。大门就会自动打开,请贵客进入。如果不是的话,那门就不会为他而开啦。

人脸识别系统连接着一个非常庞大的数据库,只需要0.01秒就能识别出来者是“善”还是“恶”,如果是“恶”的话,它会在3秒内发出警报,非常安全。

那么,或许你要问,对于电脑来说,人和人的差别有那么大吗?不都是两个眼睛一个鼻子一个嘴巴?电脑凭什么来“认出”他们呢?

其实,在人脸识别系统的电脑里,有一把神秘的“钥匙”,这“钥匙”就是人的骨骼生成的几千位密码。这个密码是通过扫描骨骼的基本特征而编成的,它不会因为人种和肤色而受影响,表情是哭是笑,年龄是否有长大,戴了围巾或没戴,换了什么发型,戴不戴眼镜,都不会降低它的准确程度。

人脸识别系统立下的“汗马功劳”

在亚特兰大奥运会和盐湖城冬奥会上,曾经使用过类似人脸识别系统的设备。但是,这些设备跟2008年奥运会上使用的比起来,仅仅算是进出海关的安检设备的“升级版”,真是小巫见大巫了。在2008年奥运会开始之前一年多,人脸识别系统已经被试用在北京站、北京西客站和北京地铁,作为追踪犯罪嫌疑人的一个手段。投入试用半年多的时间里,已经有1000多个犯罪嫌疑人因为这个系统而落入法网。人脸识别系统确实厉害!

如何应用人脸识别系统

据估计,奥运期间将会有1000万人来到会场。来宾里有教练员、运动员、裁判、奥运官员和观众。不同的人会受到不同方式的接待,所以,对于人脸识别系统来说,最重要的考验,一是要把危险的犯罪人员从人群中“筛”出来,二是要对进入场馆的人员进行分类,做适当的安排。所以,奥运的人脸识别系统数据库,将是非常巨大的,据资料显示,它足足包含了10多亿人的数据信息!包括鸟巢在内,10多个奥运场馆都将安装探头,每个比赛场馆安装的探头数量可能是数百个甚至数干个。即使门口同时涌进几百个甚至上千个人。电子探头都可以在瞬间进行抓拍。即使由于角度关系,只拍到了四分之一的侧面,也可以在几秒钟内认出“可疑的人”。

宏大的交通控制

你曾留意过十字路口的交通警察吗?他站在车流和人流的交汇处,指挥若定,很神气。大手一挥,该停的车停下了,再一指,该走的车走了。一个交通警察可以同时指挥各个方向来的七八辆车有序地行进。现在城市的大部分路口,都看不见交通警察,仅仅用红绿灯和电子测速的仪器来控制。红灯停,绿灯行,司机自觉地按照这个规则来走,如果有超速的、违规的,电子眼(电子测速)会给他拍下照片,记录在案。红绿灯加上电子眼,在城市里车水马龙的大街上,同时调控几十辆车也不成问题。

但你知道,奥运期间,有多少人会经过“鸟巢”门口吗?据估计,来自国际奥委会、200多个国家和地区奥委会、28个国际单项体育组织的官员有近5000名,运动员和随队官员16000名,技术官员2500名,持证媒体人员22000名,工作人员和志愿者将有近十万名,观众总数将达到几百万名。除日常交通出行和观看奥运赛事外,2008年的北京还将成为旅游观光热点,城市交通需求将达到历史最高水平。

也就是说,如果没有合理的控制,奥运期间,“鸟巢”门口也许会出现这样的画面:10万辆汽车从门口一字排开,邻近几公里的所有马路上,全是车,司机狂按喇叭,焦急万分;与此同时,近百万人塞满了车与车之间的每个空隙,大家都挥汗如雨,如果一个人身在其中,他向前、向后、向左、向右看,全是人或者车,八月的天气如同蒸笼,身在其中的人如同到了地狱。  那么,我们该怎么办呢?是不是只要在“鸟巢”门口,装上监控的设备,控制进鸟巢的车和人的数量,就能解决这个问题了呢?

答案显然是否定的。因为交通是一个系统的问题。或者,可以把交通比作洪水。当洪水来的时候,一味加固堤防、“堵”是没有用的,这里堵上了,洪水流到那里去,一样会毁坏农田、庄稼,造成危害。同样,鸟巢门口限制了车流和人流,车和人就会集中到其他地方去,一样会造成严重的交通堵塞。所以,要解决“鸟巢”邻近地区的交通问题,需要从整个北京的交通控制开始着手。

P29-35

序言

在一个落后时代的人看来,现代科学和魔法是没什么区别的。实际上,现代科学的发展早已远远超越了哈利·波特的想像。在魔法和神话里,从来没有出现过2000万吨级的聚变核弹,无论是宙斯的闪电还是孙悟空的金箍棒,在能量上和核弹根本不是一个级别;另外,神话和魔法的空间也显得过于狭窄,当魔幻故事还在月球轨道内进行的时候,人类的探测器快要飞出太阳系了。

科学的发展常常会超出人类的想像。19世纪时,有科学家通过流体力学原理得出结论:火车速度不可能超过每小时150千米,否则车内的空气就会被抽空;20世纪初,大多数物理学家都认为人类对于物质规律的认识已经完成,没有什么更多的事情要做了;20世纪60年代的大师冯·诺依曼说,全世界有一台巨型计算机就足够了,因为我们根本没那么多东西要算……

亲爱的小读者,科学的美丽就是:充满力量,又在迅速变化;好像离你很远,却又在你身边。为了帮助你了解科学发展的最新动态,我们编辑了《少年科学大讲堂》这套书。从作者到编辑,都努力用最浅显的语言,尽量让科学变得易读易懂。但是。这毕竟不是一套校园小说,你需要一点点耐心,才能享受到阅读和思考带来的乐趣。在阅读完成以后,你可以试着回答这样一个问题:科学能给我们带来什么呢?更强大的动力,更方便的沟通,更接近神话的世界,还是更惨重的灾难,更恐怖的损失?

这个问题没有标准答案,你可以在漫长的时间里,验证自己的回答。

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更新时间:2025/3/16 10:08:23