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"水立方"简介
 

2007-08-06 14:20:32
华夏经纬网

场馆名称:国家游泳中心
建设地点:奥林匹克公园
赛时功能:游泳、跳水
花样游泳、水球
面积(M2):65000-80000 
座席:永久座席为6000个
临时性座席11000个
开工时间:2003.12.24
预计完工时间:2007年四季度


  专家揭露"水立方"名称来历 三个名字综合而成

  12月26日讯 今天上午,随着国家游泳中心"水立方"最后一块外层膜结构被"补上",1437块"泡泡"安装全部完工,充满魔幻色彩的水蓝色建筑宣布外观整体亮相。下午,"水立方"中方建筑师胡小明在接受官方网站专访时表示,"水立方"的名字灵感来源于"一个方盒子"、许多"水泡泡"和许多的"水分子"。 

  胡小明回忆说,在国家游泳中心进入竞标阶段后,中方的几位建筑师和澳大利亚PTW公司一直都在思考给这个建筑取一个什么样的名字。当时的构思是"一个方盒子",容纳了许多"水泡泡"和"水分子"的形象,大家为构思兴奋了很久,但却没有立即给它取一个确切的名字。

  "有一天晚上工作很晚了",胡小明说,大家在工作之余又开始为这个"方盒子、水泡泡和水分子"的形象起名字,于是,五花八门的创意都涌向了这个方盒子。在这些创意中间,一个英文名"水的立方体"(Water Cube)既表达了方形的,又与水相关,引起了很多人的注意。经过大家的深思熟虑后,确定了"水立方"这一简洁明了的名字。

  "水立方"的秘密--PTW建筑事务所主设计师访谈

  晶莹剔透的国家游泳中心"水立方"是北京目前所有在建的奥运体育场馆中较为漂亮的一个,梦幻般的方形"水泡"效果图给人们留下了深刻的印象。但是如何清洁、如何节能等问题在人们心中一直盘桓不去。如今,它正式取下面纱完整地走入人们视线,于是早已深藏人们心中的一些疑问纷纷摆上台面。本报由此采访了"水立方"的设计方PTW建筑事务所的两名主设计师约翰·保林(John Pauline)与托比·王(Toby Wong),希望能为读者带来满意的答案。 
  中国房地产报:在北京这个风沙较多的城市,"水立方"如何清洁?

  PTW:北京是一个沙尘暴较多的城市会给"水立方"的外观带来影响,我们在设计时也考虑到了这点。但是,ETFE本身比较光滑,不会粘上脏东西,所以不用太担心。而且ETFE的清洁也非常简单,表面沙粒用水一冲就掉,基本都可以采用人工清洁了,即使是更换一层新的ETFE也只需要几个小时。

  中国房地产报:目前,很多城市都要面临奥运比赛后体育场馆的运营和维护问题,在离"水立方"不到1公里的北四环上还有一座英东游泳馆,那么奥运比赛后,"水立方"该如何运营?

  PTW:"水立方"在奥运会期间能容纳1.7万名观众,赛后将保留6000个座位。而且赛后具体该如何运营,目前甲方也在考虑,据我所知业主的初衷并非在奥运比赛后将"水立方"作为普通的游泳馆来经营。

  根据悉尼的经验,奥运会后游泳馆是所有奥运场馆里惟一做到收支平衡的,去游泳的人很多。但主赛厅并不是最赚钱的,反而是悉尼游泳馆的水上游乐项目最赚钱,所以我们也建议"水立方"的赛后运营主要靠水上娱乐中心来赚钱。

  中国房地产报:慕尼黑安联体育场的ETFE安装在比较高的位置,行人无法碰触到。但"水立方"的ETFE安装位置比较低,从图片上看似乎很容易被人碰触到。ETFE是充气膜,如何保证它在离行人如此之近的情况下,不被人为地破坏?

  PTW:"水立方"底部是会装有围栏一类的保护措施的,行人基本不太可能触摸到它。

  中国房地产报:据闻"水立方"的屋顶也将铺上ETFE,且将来人们还可登上游泳馆的屋顶参观,那么ETFE在通过充气外鼓后,人走在屋顶上会不会有跳跃的感觉?

  PTW:屋顶是平的。但外立面的ETFE充气以后,屋顶也会在一定程度上"鼓"起来。如果人在屋顶上跳,肯定会感觉到反弹力,但只是在屋顶上行走的话是非常安全的,也不会感觉到弹力。

  中国房地产报:虽然ETFE通过了大量实验室检测,但实验室的环境毕竟与自然环境有所不同。水立方使用的ETFE在自然环境下,会不会像温室那样产生霉菌之类的生物?
  PTW:ETFE在中国是一个新鲜的东西,但在欧洲已经经历了比较漫长的发展过程,在过去20年内,欧洲有600~800个建筑都用了这种材料,没有出现过发霉的现象。"水立方"使用的这些ETFE已经在工地上放置了一到两年的时间,材料还是很稳定。且"水立方"的内部将来也不会像温室那样种植大量植物,所以不会产生霉菌。

  另外ETFE的厂家保证ETFE的使用寿命为30年,而且欧洲第一座应用了ETFE的建筑建造于在30多年前,到现在还没有发现任何问题。

  中国房地产报:"水立方"的节能设计体现在什么地方?

  PTW:PTW在做每个建筑设计的时候都会考虑节能方面的问题,我们认为建筑节能并不能说是为了节能而节能,每个不同的地块都会做不同的考虑。就"水立方"而言,ETFE膜结构很轻,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。

  资讯:

  PTW的体育建筑脚步

  PTW是体育建筑设计经验非常丰富的建筑事务所。"水立方"主设计师约翰·保林在入主"水立方"设计之前,曾经先后为悉尼奥运会和雅典奥运会设计过比赛场馆,并参与了雅典奥运村的总体规划。保林还负责了今年多哈亚运会的主场馆设计。

  保林曾经表示,全球有他这种工作经验的人非常少。悉尼奥运场馆的设计为他带来了为雅典奥运工作的机会,也使他不再局限于传统意义上的建筑师,转而变成奥运会规划师。而在雅典工作的时间里,他也在奥运村内反复观察,寻找北京奥运会可借鉴的元素。这些都成为后来"水立方"得以中标的铺垫。现在保林在北京奥组委工作,职责与在雅典奥组委相同,即倾听不同部门的需求,为每个奥运场馆做出最合理的安排规划。

  目前在亚洲承接了很多设计项目的PTW在中国也接手了很多体育建筑的设计。除"水立方"之外,PTW还设计了上海黄浦体育中心。目前该项目正在施工当中,被命名为"Sport Box",意图将各种体育运动一体化。其中最大的特色是侧面半透明的攀岩墙,建成后可以从体育馆外部看到馆内运动员攀岩的景象。

  安徽的蚌埠体育中心是PTW在中国进行的另外一个体育项目,该项目的主要亮点在于将运动员的动态行为描绘在建筑外立面上,以清水混凝土材料制成,建成后外立面的维护费用将十分低廉。

  水立方:性别、开尔文定律与ETFE

  2006年12月11日,澳大利亚PTW建筑事务所两名主设计师约翰·保林(John Pauline)与托比·王(Toby Wong)出现在北京世纪剧院的LKP建筑系列讲座上。作为国家游泳中心"水立方"的主设计单位之一,正是他们为"水立方"带来了ETFE这种新型材料。在保林的娓娓道来之下,"水立方"的最初设计理念与建造过程被一一"解构"。

  四天前,已完成主钢结构施工的"水立方"向公众开放,其建筑外墙采用的新型环保节能ETFE(四氟乙烯)膜材料首次亮相,这种如液体气泡般、对中国来说无比新鲜的建筑材料成为"水立方"引人注目的焦点。

  在完成了钢结构和膜结构之后,"水立方"的施工已经渡过了最主要也是最艰难的阶段,年底前完成外立面封闭,明年10月将全部完工。

  美国易道公司北京主设计师迈克尔·埃瑞克森(Michael Erickson)将PTW描述为"集精妙创意和高超执行力于一身的建筑事务所"。带着这样的评价,主设计师保林面对讲座现场前来聆听的以建筑师为主体的听众,从容解答了他们对于"水立方"与ETFE的种种好奇与疑问。

  呼应鸟巢

  "水立方"由中国建筑工程总公司、澳大利亚PTW公司、澳大利亚ARUP公司组成的联合体协作设计。回顾"水立方"的中标过程,保林认为,"水立方"从众多方案中脱颖而出的原因,在于它根植于中国文化的"方形合院",并能与邻近的鸟巢紧密呼应。他指出,"水立方"的创意形成并非偶然的想法,而是一个循序渐进的设计思维过程。

  "作为来自悉尼的设计师,我们在设计国家游泳中心的方案时考虑最多的问题是如何体现中国运动场馆的东方特点和中国文化血脉,特别是游泳馆这种形式感和功能性都很强的建筑。"保林说,PTW在设计之初设想了各种水可能形成的形态,围绕水的主题,同时思考游泳时水波产生的各种变化,意图以一个有机的形体来塑造它。

  保林透露,早在设计之初,PTW便与中方合作伙伴中国建筑工程总公司达成了一致,认为国家游泳中心应该是一座高度透明的建筑,这个理念的统一最后促成了"水立方"的形成。并且,"在设计过程中,我们印象最深刻的是中方合作伙伴向我们阐释'方形合院'在中国文化的重要性,所以我们对方形建筑作了特别的探索。最后的效果很好,与椭圆形的鸟巢形成了鲜明对比。"他说。

  在PTW接手国家游泳中心投标方案时,国家体育场的方案已经确定为赫尔佐格和德梅隆设计的鸟巢。"有人认为鸟巢的存在使国家游泳中心的设计变得简单,但也有人认为这项工作更难。于是,怎样与鸟巢在建筑语汇上相互对话、取得中轴线两端两座建筑的平衡成为国家游泳中心设计主要考虑的问题。"保林说。

  "水立方"的外形被正式确定为方形后,PTW与中建公司针对它进行了各种理性思考,最终确定了以柔软而坚韧的ETFE外膜作为其外立面。从效果图上看,"水立方"与鸟巢对比强烈。"鸟巢强势,水立方优雅;鸟巢是椭圆形的,外立面边缘平滑,而水立方是方形的,棱角分明;鸟巢内部的座椅是红色的,颜色鲜艳,而水立方从外面看是泛着蓝光的冷色调。可以说,鸟巢是男性化的,水立方则对应地呈现出女性化的特质。"保林说。

  开尔文定律

  "水立方"被确定为国家游泳中心的方案后,一些专家和媒体评论它的形态过于随意,尤其是外部的ETFE膜。保林特别在讲座上指出,"水立方"看似随意闲散,其实体现了一个精密而理性的设计过程。

  PTW在讲座现场展示的一张设计早期的幻灯片显示,尽管当时建筑表面的材料问题还没有解决,但设计师已经比较一致地将目光锁定在"水泡"上,这激发了大家最终的设计灵感。"我们想到了有机细胞的天然图案以及肥皂泡的形成,希望观众坐在建筑里面,能体会到水的运动产生的各种形式,由此产生一种身处水中流动的感觉。"保林说,"最后终于发现能够支撑较大跨度的水泡是一种合适的有机结构,思路走到这一步时,所有设计师都非常激动。"

  而PTW的合作伙伴ARUP公司的主要工作则是将"水泡构思"转化为3D结构图,他们思考如果将"水立方"视为一个可以细分为若干均等部分的三维空间,何种形状能够保证界面接触面积最小?最终设计人员发现,19世纪末英国物理学家开尔文发现的开尔文定律能解释这个问题:14边形的三维结构球体组成的结构接触界面最小,后在经过1993年英国的两位科学家对其进行研究和改进后,使得界面接触面积又缩小了3%。

  "泡沫理论"最终帮助"水立方"形成了复杂的节点,成为其庞大的钢结构体系的依托,代入软件中,成为精确的模型。

  "泡泡墙"

  被戏称为"泡泡墙(Bubble Wall)"的ETFE膜在此时进入PTW的视线,因为它足够坚硬,非常适用于环境苛刻、温度敏感的游泳场馆,同时又是透明的,满足了PTW要求"水立方"高度透明的设计原则。

  "虽然ETFE是第一次进入中国,但实际上在国外建筑界已经应用了几十年,技术已经相对成熟。"托比·王说。在国外,ETFE多数应用于温室外立面,温室对环境和温度的要求与游泳馆类似。此外,赫尔佐格和德梅隆设计的德国慕尼黑安联体育场也应用了ETFE。

  应用于"水立方"之上的ETFE为双层结构,效果也与温室类似,冬日光线照进来时,可以保证室内温度;而夏天可以通过双层结构引入通风系统,并在建筑下部安装1米多高的百叶通风口,原理类似于呼吸幕墙。冬天关闭,夏天开启,保证冬暖夏凉。
  "水立方"的建筑面积约8万平方米,高约30米,使用的ETFE共由3000多个气枕组成,覆盖面积达到10万平方米,展开面积达26万平方米,是世界上惟一一个完全由膜结构来进行全封闭的公共建筑。工程建设方ARUP公司在对许多材料进行了一系列实验后,最终判定这种膜是最适合"水立方"的,随后对参数进行了优化,调整了膜的设计。气枕将通过事先安装在钢架上的充气管线充气。整个充气过程由电脑智能监控,根据当时的气压、光照等条件使气泡保持最佳状态。

  据保林介绍,"水立方"顶部的气枕膜层数已达4层,而墙体的膜则在2~3层之间。若顶层只有两层膜,下雨天"水立方"内的人就会感到头上有"打鼓"的感觉,在增加膜之后,雨点敲击顶部薄膜的声音就不会再对室内的正常使用造成影响。而ETFE的强度也被反复检测,结果表明即使在冰雹天气使用也没有问题。

  保林还透露,澳大利亚昆士兰一家请PTW做设计的公司看过"水立方"后,特别要求他们在设计中也使用ETFE,并从墨尔本空运了大量ETFE过去。"水立方"帮助PTW赢得了更多他们在澳大利亚本土的建筑项目。

  中方设计师王敏:进行特殊处理 外层膜采光好

  这里是现场安装组,第1437块,编号388,安装准备工作完毕,外层膜结构,第1437块膜开始安装。"

  随着现场工程人员振奋而激动的声音,2006年12月26日的11点10分,国家游泳中心(水立方)外层膜结构的安装工程正式开始。国家游泳中心是第29届奥运会游泳、跳水、花样游泳比赛的场馆,也是唯一一座全球华人捐资修建的奥运场馆。40分钟后的11点50分,最后一块外部膜结构的安装顺利完成,"水立方"的绝美身姿也完美呈现在了人们的面前。

  关于"水立方"独特的膜结构外层,很多关心北京奥运会进展的国人都感到非常好奇,作为"水立方"的设计者,王敏也现场解答了人们的不少疑惑。

  对于"美丽的水立方如何保护自己,保护膜结构,如何避免有利器刮伤"的问题,王敏回答说:"从设计的时候充分考虑这个特点,虽然我们一方面希望水立方并不是高高在上,离人很遥远,有视觉上的亲密感,同时不希望人能直接触摸它,在水立方四周围了四米宽的护城河,除了表演水景之外,还有武力屏障,人不能直接触摸它。"

  为何把"水无常形"的理念用"方"型来阐释,王敏解释说:"主要从三个方面考虑,一个方面方的形状代表中国人最朴实的一种观念,还有从城市规划角度,北京这个城市从方形演化成的城市,在这个格局里,方形代表着人的智慧。另外我们对水的理解更希望它是外表上很宁静的感觉,但是又蕴藏着很多可变的可能性,这是水的特点。它的颜色能反映周围自然界的表情,使建筑本身非常丰富。"

  由于参与游泳、跳水、花游、水球等项目的运动员身上只穿着泳衣,又是和水亲密接触,因此内部温度的控制就成为了非常重要的课题,对于这一点,王敏说:"在这个膜上做了一些特殊的处理,因为这个膜是90%以上的暴光率,光线已经进来了,不能让运动员觉得非常炎热,也不能非常寒冷,在这个膜上进行了特殊的处理,到下一步有专门的解释。"

  至于假如遇到降雨,将有可能出现的"噪音"问题,王敏表示:"目前正在研究一种在屋面上临时悬挂隔噪网。"

  对于膜结构可能造成的需要大功率的空调系统来维护的问题,王敏称:"游泳馆建筑向来都是高能耗的,尤其在夏季,不可避免的空调有一定的负荷,负荷比较高一点,你衡量一个建筑是不是耗能的,需要综合全面评比的,我们虽然在空调方面支出比较大,但是我们每天将近10个小时自然光的采光节省了很多电和能源。"

  经过设计师的阐释,人们对于"水立方"的部分怀疑也都得到了解决,而"水立方"的建设也又走过了一个里程碑似的一天,2008年奥运会也在有条不紊一步一步地走向北京。(思来)

  "这里是现场安装组,第1437块,编号388,安装准备工作完毕,外层膜结构,第1437块膜开始安装。"

  随着现场工程人员振奋而激动的声音,2006年12月26日的11点10分,国家游泳中心(水立方)外层膜结构的安装工程正式开始。国家游泳中心是第29届奥运会游泳、跳水、花样游泳比赛的场馆,也是唯一一座全球华人捐资修建的奥运场馆。40分钟后的11点50分,最后一块外部膜结构的安装顺利完成,"水立方"的绝美身姿也完美呈现在了人们的面前。

  安装过程中,"水立方"的项目经理孙洪庄就内部结构回答了人们关心的问题。

  对于水池深度的问题,孙洪庄解释说:"我们这个水深13米,这个主要考虑到赛时的时候,减少来自水温的干扰,让运动员发挥更好。有利于让花样游泳运动员表现得更加精彩。随着膜结构下一步封顶,转向室内封顶,游泳池的水温要控制在摄氏28度,围绕水温,采取很多高科技的手段。"

  对于内部两层看台的设计,孙洪庄说:"前方深颜色的看台是临时的,上面潜颜色是永久性的,深颜色作为赛后运行的考虑,永久性的坐台一共是6千个,赛后也可以满足其他国际比赛。"至于17000人共同坐在这里,是否会出现视线阻挡,他解释道:"我们做了很多人性化的处理,包括后台有清晰的看到各个角落里的比赛情况。室内环境是我们下一步重要的课题,包括在屋顶上灯光性,我们在安装的时候,对它的角度进行了优化,主要是防止光线到水面上产生的漩涡,从座椅安排到整个环境,为观众提供一个好的环境。除此以外,在泳池两侧放了大屏幕。屏幕尺寸达到了23.8平米。"

  "水分子"共有3000多个,但每个"水分子"的形状都不一样。因为它们要承载起整个场馆,所以每一个水分子的形状都是经过科研人员成千上万次的计算和实验产生的。
  国家游泳中心位于北京奥林匹克公园内,建筑面积约5万平方米,设有1.7万个坐席,工程造价约1亿美元,全部由港澳台同胞捐赠,是所有奥运场馆中唯一的一个。

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