水立方設(shè)計(jì)理念是什么

【專家解說(shuō)】：“水立方”位于奧林匹克公園B區(qū)西側(cè)，和國(guó)家體育場(chǎng)‘鳥(niǎo)巢’隔馬路遙相呼應(yīng)，建設(shè)規(guī)模約8萬(wàn)平方米，最引人注意的就是外圍形似水泡的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）。ETFE膜是一種透明膜，能為場(chǎng)館內(nèi)帶來(lái)更多的自然光，他的內(nèi)部是一個(gè)多層樓建筑，對(duì)稱排列的大看臺(tái)視野開(kāi)闊，館內(nèi)乳白色的建筑與碧藍(lán)的水池相映成趣。 國(guó)家游泳中心的設(shè)計(jì)方案，是經(jīng)全球設(shè)計(jì)競(jìng)賽產(chǎn)生的“水的立方”（[H2O]3）方案。該方案由中國(guó)建筑工程總公司、澳大利亞PTW建筑師事務(wù)所、ARUP澳大利亞有限公司聯(lián)合設(shè)計(jì)。其中中方設(shè)計(jì)者：中建國(guó)際(深圳)設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司總裁、總建筑師趙小鈞、總工程師毛紅衛(wèi)，PTW建筑事務(wù)所的兩名主設(shè)計(jì)師為約翰·保林 (John Pauline)與托比·王(Toby Wong)。 設(shè)計(jì)體現(xiàn)出 [H2O]3(“水立方”)的設(shè)計(jì)理念，融建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)于一體，設(shè)計(jì)新穎，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，與國(guó)家體育場(chǎng)比較協(xié)調(diào)，功能上完全滿足2008年奧運(yùn)會(huì)賽事要求，而且易于賽后運(yùn)營(yíng)。 設(shè)計(jì)理念 這個(gè)看似簡(jiǎn)單的“方盒子”是中國(guó)傳統(tǒng)文化和現(xiàn)代科技共同“搭建”而成的。中國(guó)人認(rèn)為：沒(méi)有規(guī)矩不成方圓，按照制定出來(lái)的規(guī)矩做事，就可以獲得整體的和諧統(tǒng)一。在中國(guó)傳統(tǒng)文化中，“天圓地方”的設(shè)計(jì)思想催生了“水立方”，它與圓形的“鳥(niǎo)巢”——國(guó)家體育場(chǎng)相互呼應(yīng)，相得益彰。方形是中國(guó)古代城市建筑最基本的形態(tài)，它體現(xiàn)的是中國(guó)文化中以綱常倫理為代表的社會(huì)生活規(guī)則。而這個(gè)“方盒子”又能夠最佳體現(xiàn)國(guó)家游泳中心的多功能要求，從而實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)文化與建筑功能的完善結(jié)合。 在中國(guó)文化里，水是一種重要的自然元素，并激發(fā)起人們歡樂(lè)的情緒。國(guó)家游泳中心賽后將成為北京最大的水上樂(lè)園，所以設(shè)計(jì)者針對(duì)各個(gè)年齡層次的人，探尋水可以提供的各種娛樂(lè)方式，開(kāi)發(fā)出水的各種不同的用途，他們將這種設(shè)計(jì)理念稱作“水立方”。希望它能激發(fā)人們的靈感和熱情，豐富人們的生活，并為人們提供一個(gè)記憶的載體。 為達(dá)此目的，設(shè)計(jì)者將水的概念深化，不僅利用水的裝飾作用，還利用其獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)?；凇芭菽崩碚摰脑O(shè)計(jì)靈感，他們?yōu)椤胺胶凶印卑狭艘粚咏ㄖ馄ぃ厦娌紳M了酷似水分子結(jié)構(gòu)的幾何形狀，表面覆蓋的ETFE膜又賦予了建筑冰晶狀的外貌，使其具有獨(dú)特的視覺(jué)效果和感受，輪廓和外觀變得柔和，水的神韻在建筑中得到了完美的體現(xiàn)。輕靈的“水立方”能夠奪魁，還在于它體現(xiàn)了諸多科技和環(huán)保特點(diǎn)。合理組織自然通風(fēng)、循環(huán)水系統(tǒng)的合理開(kāi)發(fā)，高科技建筑材料的廣泛應(yīng)用，都共同為國(guó)家游泳中心增添了更多的時(shí)代氣息。泳池也應(yīng)用了許多創(chuàng)新設(shè)計(jì)，如把室外空氣引入池水表面，帶孔的終點(diǎn)池岸，視覺(jué)和聲音出發(fā)信號(hào)等，這將使比賽池成為世界上最快的泳池。 創(chuàng)新的外掛材料 “水立方”不僅是一幢優(yōu)美和復(fù)雜的建筑，她還能激發(fā)人們的靈感和熱情，豐富人們的生活，為人們提供記憶的載體。因此設(shè)計(jì)中不僅利用水的裝飾作用，同時(shí)還利用其獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)。采用在整個(gè)建筑內(nèi)外層包裹的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）是一種輕質(zhì)新型材料，具有有效的熱學(xué)性能和透光性，可以調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境，冬季保溫、夏季散熱，而且還會(huì)避免建筑結(jié)構(gòu)受到游泳中心內(nèi)部環(huán)境的侵蝕。 國(guó)際上在建筑使用膜結(jié)構(gòu)時(shí)，多用的是PTFE膜，這是一種纖維材料，特點(diǎn)是不透明，但是，使用技術(shù)比較成熟。而“水立方”使用的是ETFE膜，這是一種透明膜，能為場(chǎng)館內(nèi)帶來(lái)更多的自然光。在國(guó)內(nèi)對(duì)這種薄膜結(jié)構(gòu)的理論研究幾乎就是空白。 2006年德國(guó)世界杯主要賽場(chǎng)之一的慕尼黑安聯(lián)體育場(chǎng)也使用了ETFE氣枕式外墻，但與水立方相比，兩者的區(qū)別在于，德國(guó)安聯(lián)體育場(chǎng)的氣枕覆蓋面積為6萬(wàn)平方米，而水立方則達(dá)到為10萬(wàn)平方米；安聯(lián)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)是單層氣枕并且是規(guī)則排列的，水立方則是雙層氣枕，并且?guī)缀鯖](méi)有形狀相同的兩個(gè)氣枕。 按照設(shè)計(jì)方案，水立方的內(nèi)外立面膜結(jié)構(gòu)共由3065個(gè)氣枕組成（其中最小的1－2平方米，最大的達(dá)到70平方米），覆蓋面積達(dá)到10萬(wàn)平方米，展開(kāi)面積達(dá)到26萬(wàn)平方米，是世界上規(guī)模最大的膜結(jié)構(gòu)工程，也是惟一一個(gè)完全由膜結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行全封閉的大型公共建筑。無(wú)論對(duì)設(shè)計(jì)還是施工、使用都是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)，對(duì)ETFE膜的材料、通風(fēng)空調(diào)、防火、聲、光、電的控制等技術(shù)提出了一個(gè)難度很大的課題。 新型環(huán)保設(shè)計(jì) 游泳中心內(nèi)的游池應(yīng)用了許多創(chuàng)新式的設(shè)計(jì)，如把室外空氣引入池水表面，帶孔的終點(diǎn)池岸，視覺(jué)和聲音發(fā)出信號(hào)等。還有一些高科技設(shè)備，如確定運(yùn)動(dòng)員相對(duì)位置的光學(xué)裝置、多角度三維圖像放映系統(tǒng)等，這些裝置將幫助觀眾更好地觀看比賽。 在設(shè)計(jì)中還充分考慮了環(huán)保的需要。為了減少二氧化碳的產(chǎn)生，在設(shè)計(jì)中減少了電的使用。利用太陽(yáng)能電池提供電力。大幅地使用了新型材料，使空調(diào)和照明負(fù)荷降低了20%-30%。另外，游泳中心消耗掉的水分將有80%從屋頂收集并循環(huán)使用，這樣可以減弱對(duì)于供水的依賴和減少排放到下水道中的污水。系統(tǒng)對(duì)廢熱進(jìn)行回收，熱回收冷凍機(jī)的應(yīng)用一年將節(jié)省60萬(wàn)度電。還有現(xiàn)代化消防裝置為建筑量身定做，比常規(guī)設(shè)施節(jié)約74%。 在建筑節(jié)能上，“水立方”的設(shè)計(jì)也有獨(dú)到之處。在“水立方”總共8萬(wàn)平方米的建筑面積中，3萬(wàn)平方米屋頂將使雨水的收集率達(dá)到100%，而這些雨水量相當(dāng)于100戶居民一年的用水量；在光的利用上，由于“水立方”采用了特殊的膜材料和相應(yīng)的技術(shù)，使得該場(chǎng)館每天能夠利用自然光的時(shí)間達(dá)到了9.9小時(shí)，一年下來(lái)，8萬(wàn)平方米的“水立方”將節(jié)約大量的電力資源。 科研創(chuàng)新是“水立方”建筑設(shè)計(jì)中的一大亮點(diǎn)，它所采用的特殊膜材料、鋼結(jié)構(gòu)，以及室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)，在奧運(yùn)場(chǎng)館建筑歷史當(dāng)中很多都是空白，因此，科技創(chuàng)新成為 “水立方”建設(shè)工作中的重頭戲，經(jīng)過(guò)參建各方共同努力，“水立方”項(xiàng)目中經(jīng)國(guó)家有關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)立項(xiàng)的科研項(xiàng)目達(dá)到10多項(xiàng)，此外，“水立方”的建設(shè)還產(chǎn)生了類(lèi)似項(xiàng)目的施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。 人性化的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié) “水立方”設(shè)計(jì)注重細(xì)節(jié)，充分考慮運(yùn)動(dòng)員和觀眾需求，體現(xiàn)了北京奧運(yùn)會(huì)“綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)、人文奧運(yùn)”的三大理念。 作為奧運(yùn)會(huì)的比賽場(chǎng)館，國(guó)家游泳中心首先要滿足奧運(yùn)會(huì)期間的比賽需要?！八⒎健钡脑O(shè)計(jì)將盡可能的讓運(yùn)動(dòng)員在這里感到舒適，讓觀眾感到舒適。而這種舒適往往來(lái)自很小的細(xì)節(jié)?！八⒎健睋碛刑?、比賽池、熱身池，這些池子的水溫及其所在廳的溫度沒(méi)有太大的差異，這就為運(yùn)動(dòng)員穩(wěn)定發(fā)揮創(chuàng)造了良好條件。 此外，“水立方”在地面的設(shè)計(jì)上也花費(fèi)了不少心思，由于比賽池和熱身池中間有一定距離，運(yùn)動(dòng)員在這兩池之間往往是赤腳往返，“水立方”對(duì)這段路程的地面做了特殊、細(xì)致的處理，屆時(shí)，“運(yùn)動(dòng)員走過(guò)去都很舒適”，不會(huì)覺(jué)得腳涼。 防雷設(shè)計(jì)： “水立方”與“鳥(niǎo)巢”相似，也是采用了傳統(tǒng)的防雷技術(shù)。 “水立方”的地下及基礎(chǔ)部分是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地上部分是鋼網(wǎng)架，鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋通過(guò)焊接連接，共同形成了一個(gè)立方體的籠子。屋面上，鑲嵌、固定一塊塊充氣枕的是槽形的鋼構(gòu)件，鋼構(gòu)件又寬又厚，與“水立方”四壁的鋼網(wǎng)架焊接為一體，支撐著整個(gè)屋頂。雷雨天氣里，這些鋼構(gòu)件的作用更是非同小可。它們一方面作為天溝，收集、排除屋面的雨水；同時(shí)又充當(dāng)了接閃器，及時(shí)將雷電流引到“籠式避雷網(wǎng)”，保護(hù)整個(gè)建筑物的安全。這是一個(gè)非常理想的“籠式避雷網(wǎng)”，完全依靠建筑物自身結(jié)構(gòu)中的材料，無(wú)須單獨(dú)架設(shè)避雷針、做引下線或接地體，屋面沒(méi)有突出的避雷針或避雷帶，既經(jīng)濟(jì)美觀又安全可靠。 抗震設(shè)計(jì)： “水立方”是典型的外柔內(nèi)剛。外部只看到充氣薄膜，好像弱不禁風(fēng)，而支撐這些薄膜的是堅(jiān)實(shí)的鋼結(jié)構(gòu)，里面觀眾看臺(tái)和室內(nèi)建筑物為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?！八⒎健钡膲Ρ诤吞旎ò逵?.2萬(wàn)個(gè)承重節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)的網(wǎng)狀鋼管組成，這些節(jié)點(diǎn)均勻地分擔(dān)著建筑物的重量，使其堅(jiān)固得足以經(jīng)受住北京最強(qiáng)的地震?！八⒎健钡牡叵虏糠质卿摻罨炷辖Y(jié)構(gòu)，在澆筑混凝上的時(shí)候，在每根鋼桂的位置都設(shè)置了預(yù)埋件(上部為鋼塊)，鋼結(jié)構(gòu)的鋼柱與這些預(yù)埋件牢固的焊接在一起，就這樣，地上部分的鋼結(jié)構(gòu)與地下部分的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形成一個(gè)牢固的整體。正是靠著優(yōu)越的結(jié)構(gòu)形式和良好的整體性，“水立方”才擁有了“過(guò)硬的身體”，達(dá)到了抗震8級(jí)烈度的標(biāo)準(zhǔn)