誰知道水立方的獨特設(shè)計 和鳥巢的設(shè)計理念

【專家解說】：國家游泳中心又被稱為“水立方”（Water Cube）,位于北京奧林匹克公園內(nèi)，是北京為2008年夏季奧運會修建的主游泳館，也是2008年北京奧運會標(biāo)志性建筑物之一。它的設(shè)計方案，是經(jīng)全球設(shè)計競賽產(chǎn)生的“水的立方”（[H2O]3）方案。2003年12月24開工，在2008年1月28日竣工。其與國家體育場(俗稱鳥巢)分列于北京城市中軸線北端的兩側(cè)，共同形成相對完整的北京歷史文化名城形象。國家游泳中心規(guī)劃建設(shè)用地62950平方米，總建筑面積65000-80000平方米，其中地下部分的建筑面積不少于15000平方米,長寬高分別為 177m × 177m × 30m.到目前，來自101個國家和地區(qū)的35萬多港澳臺同胞及海外僑胞共捐獻(xiàn)了8.5億人民幣。,其中鄭裕彤、鄭家純父子及屬下企業(yè)曾捐贈五千萬元人民幣。 【總包單位】：中建一局建設(shè)發(fā)展有限公司 【國家游泳中心工程建設(shè)大事記】 2003年7月 國家游泳中心建筑設(shè)計方案正式確定 2003年12月24日 水立方奠基 土方及基礎(chǔ)處理工程開工 2004年4月7日 完成土方及基礎(chǔ)處理工程 2004年7月17日 國家游泳中心建筑安裝工程施工總承包合同正式簽約 2005年一季度 完成全部主體混凝土結(jié)構(gòu)施工 2006年4月10日 國家游泳中心主體結(jié)構(gòu)封頂 完成鋼結(jié)構(gòu)的安裝 2006年6月16日 鋼結(jié)構(gòu)支撐體系成功卸載 2006年8月1日國家游泳中心膜結(jié)構(gòu)安裝第一塊膜結(jié)構(gòu)氣枕 2006年12月26日 完成膜結(jié)構(gòu)安裝 2007年3月 完成設(shè)備安裝 并開始聯(lián)機(jī)調(diào)試 2008年1月28日 正式竣工 【用途】 2008年奧運會期間，國家游泳中心承擔(dān)游泳、跳水、花樣游泳、水球等比賽，可容納觀眾坐席17000座，其中永久觀眾坐席為6000座，奧運會期間增設(shè)臨時性座位11000個(賽后將拆除)。賽后將建成為具有國際先進(jìn)水平的、集游泳、運動、健身、休閑于一體的中心。 【設(shè)計】 國家游泳中心的設(shè)計方案，是經(jīng)全球設(shè)計競賽產(chǎn)生的“水的立方”（[H2O]3）方案。該方案由中國建筑工程總公司、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。設(shè)計體現(xiàn)出 [H2O]3(“水立方”)的設(shè)計理念，融建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計于一體，設(shè)計新穎，結(jié)構(gòu)獨特，與國家體育場比較協(xié)調(diào)，功能上完全滿足2008年奧運會賽事要求，而且易于賽后運營。 國家游泳中心由北京市國有資產(chǎn)經(jīng)營公司負(fù)責(zé)建設(shè)、管理和運營，于2003年年底開工，2007年底前完工并投入試運行，接受國際游泳聯(lián)合會和國際奧林匹克運動委員會的檢查和驗收。 【綠色場館】 綠色奧運、科技奧運、人文奧運，作為北京奧運會的三大核心理念，對于北京奧運會的各項工作具有綱領(lǐng)性指導(dǎo)意義，三大理念中，首當(dāng)其沖的就是綠色奧運。從《北京奧運行動規(guī)劃》中對綠色奧運的定義不難看出，實現(xiàn)綠色奧運的每個環(huán)節(jié)，都需要以人們具有高標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)素養(yǎng)為保障，按照標(biāo)準(zhǔn)來落實各項工作。 國家游泳中心建設(shè)主要的先進(jìn)節(jié)能技術(shù)包括熱泵的選用、太陽能的利用、水資源綜合利用、先進(jìn)的采暖空調(diào)系統(tǒng)，以及控制系統(tǒng)和其他節(jié)能環(huán)保技術(shù)，如采用內(nèi)外墻保溫，減少能量的損失；采用高效節(jié)能光源與照明控制技術(shù)等。這些新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)、新材料的采用，為我國今后建筑節(jié)能建設(shè)起到了良好的示范作用，還可進(jìn)一步帶動和促進(jìn)我國建筑節(jié)能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。 水立方首次采用的ETFE膜材料,可以最恰當(dāng)?shù)乇憩F(xiàn)“水立方”，水立方”的外形看上去就像一個藍(lán)色的水盒子，而墻面就像一團(tuán)無規(guī)則的泡泡。這個泡泡所用的材料“ETFE”，也就是我們常說的“聚氟乙烯”。這種材料耐腐蝕性、保溫性俱佳，自清潔能力強(qiáng)。國外的抗老化試驗證明，它可以使用15至20年。而這種材料也很結(jié)實，據(jù)稱，人在上面跳躍也不會損傷它。同時由于自身的絕水性，它可以利用自然雨水完成自身清潔，是一種新興的環(huán)保材料。猶如一個個“水泡泡”的ETFE膜具有較好抗壓性，厚度僅如同一張紙的ETFE膜構(gòu)成的氣枕，甚至可以承受一輛汽車的重量。氣枕根據(jù)擺放位置的不同，外層膜上分布著密度不均的鍍點，這鍍點將有效的屏蔽直射入館內(nèi)的日光，起到遮光、降溫的作用。 “鳥巢”的設(shè)計理念 國家體育場坐落在奧林匹克公園中央?yún)^(qū)平緩的坡地上，場館設(shè)計如同一個的容器，高地起伏變化的外觀緩和了建筑的體量感，并賦予了戲劇性和具有震撼力的形體，國家體育場的形象完美純凈，外觀即為建筑的結(jié)構(gòu)，立面與結(jié)構(gòu)達(dá)到了完美的統(tǒng)一。結(jié)構(gòu)的組件相互支撐，形成了網(wǎng)絡(luò)狀的構(gòu)架，它就像樹枝編織的鳥巢。體育場的空間效果即具有前所未有的獨創(chuàng)性，卻又簡潔而典雅，它為2008年奧運會樹立了一座獨特的歷史性的標(biāo)志性建筑。體育場就像一個巨大的容器，不論是近看還是遠(yuǎn)觀，都將給人留下與眾不同的、永不磨滅的形象，它完全符合國家體育場在功能和技術(shù)上的需求，又不同于一般體育場建筑中大跨度結(jié)構(gòu)和數(shù)碼屏幕為主體的設(shè)計手法。體育場的空間效果既具有前所未有的獨創(chuàng)性，而又簡潔、典雅。從這里，人們可以瀏覽包括通往看臺的樓梯在內(nèi)的整個區(qū)域動線。體育場大廳，是一個室內(nèi)的城市空間，設(shè)有餐廳和商店，其作用就如同商業(yè)街廊或廣場，吸引著人們留戀忘返。 “鳥巢”的基本情況 體育場外殼采用可作為填充物的氣墊膜，使屋頂達(dá)到完全防水的要求，陽光可以穿過透明的屋頂滿足室內(nèi)草坪的生長需要。比賽時，看臺是可以通過多種方式進(jìn)行變化的，可以滿足不同時期不同觀眾量的要求，奧運期間的20，000個臨時座席分布在體育場的最上端，且能保證每個人都能清楚的看到整個賽場。入口、出口及人群流動通過流線區(qū)域的合理劃分和設(shè)計得了完美得到的解決。 “鳥巢”的外形結(jié)構(gòu) 基本材料 “鳥巢”外形結(jié)構(gòu)主要由巨大的門式鋼架組成，共有24根桁架柱，現(xiàn)已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊裝。國家體育場建筑頂面呈鞍形，長軸為332.3米，短軸為296.4米，最高點高度為68.5米，最低點高度為42.8米。 設(shè)計方案的改變 在保持“鳥巢”建筑風(fēng)格不變的前提下，新設(shè)計方案對結(jié)構(gòu)布局、構(gòu)建截面形式、材料利用率等問題進(jìn)行了較大幅度的調(diào)整與優(yōu)化。原設(shè)計方案中的可開啟屋頂被取消，屋頂開口擴(kuò)大，并通過鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化大大減少了用鋼量。大跨度屋蓋支撐在24根桁架柱之上，柱距為37.96米。主桁架圍繞屋蓋中間的開口放射形布置，有22榀主桁架直通或接近直通。為了避免出現(xiàn)過于復(fù)雜的節(jié)點，少量主桁架在內(nèi)環(huán)附近截斷。鋼結(jié)構(gòu)大量采用由鋼板焊接而成的箱形構(gòu)件，交叉布置的主桁架與屋面及立面的次結(jié)構(gòu)一起形成了“鳥巢”的特殊建筑造型。主看臺部分采用鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系，與大跨度鋼結(jié)構(gòu)完全脫開。 Q460鋼材的運用 說起Q460鋼材，大多數(shù)人可能都不了解?！傍B巢”結(jié)構(gòu)設(shè)計奇特新穎，而這次搭建它的鋼結(jié)構(gòu)的Q460也有很多獨到之處：Q460是一種低合金高強(qiáng)度鋼，它在受力強(qiáng)度達(dá)到460兆帕?xí)r才會發(fā)生塑性變形，這個強(qiáng)度要比一般鋼材大，因此生產(chǎn)難度很大。這是國內(nèi)在建筑結(jié)構(gòu)上首次使用Q460規(guī)格的鋼材；而這次使用的鋼板厚度達(dá)到110毫米，是以前絕無僅有的，在國家標(biāo)準(zhǔn)中，Q460的最大厚度也只是100毫米。以前這種鋼一般從盧森堡、韓國、日本進(jìn)口。為了給“鳥巢”提供“合身”的Q460，從2004年9月開始，河南舞鋼特種鋼廠的科研人員開始了長達(dá)半年多的科技攻關(guān)，前后3次試制終于獲得成功。如今，為“鳥巢”準(zhǔn)備的Q460鋼材已經(jīng)開始批量生產(chǎn)。2008年，400噸自主創(chuàng)新、具有知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)Q460鋼材，將撐起“鳥巢”的鐵骨鋼筋。 特殊結(jié)構(gòu) 此外，屋頂內(nèi)環(huán)主桁架吊裝和立面次結(jié)構(gòu)安裝已全面展開?！傍B巢”鋼結(jié)構(gòu)所使用的鋼材厚度可達(dá)11厘米，以前從未在國內(nèi)生產(chǎn)過。另外，在“鳥巢”頂部的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)外表面還將貼上一層半透明的膜。使用這種膜后，體育場內(nèi)的光線不是直射進(jìn)來的，而是通過漫反射，使光線更柔和，由此形成的漫射光還可解決場內(nèi)草坪的維護(hù)問題，同時也有為座席遮風(fēng)擋雨的功能?；瑒邮降目砷_啟屋頂是體育場結(jié)構(gòu)中必可少的一部分。當(dāng)它合上時，體育場將成為一個室內(nèi)的賽場。如同一個容器的蓋子，不管屋頂是閉合還是開啟，它都是建筑物的基本組成部分。除了一些特定的結(jié)構(gòu)需要外，可開啟屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)基本上也是一個網(wǎng)絡(luò)狀的架構(gòu)，裝上充氣墊后，成為一個防水的殼體。 更為匠心獨具的是，“鳥巢”把整個體育場室外地形微微隆起，將很多附屬設(shè)施置于地形下面，這樣既避免了下挖土方所耗的巨大投資，而隆起的坡地在室外廣場的邊緣緩緩降落，依勢筑成熱身場地的2000個露天座席，與周圍環(huán)境有機(jī)融合，并再次節(jié)省了投資。