夜晚的路灯和膜结构外观

国家体育馆和水立方夜景

抗压隔热保温又自洁 “水立方” ETFE膜节水又省电




业已竣工的“水立方”内景
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　　国家游泳中心有个美丽别致的名字——“水立方”。这是一个关于水的建筑。“水”是这个建筑的灵魂，“方”来自中国文化的“天圆地方”概念。这个摹写水的建筑，“方”中有着纷繁自由的钢结构，湛蓝的泡泡ETFE膜所蕴含的传统建筑哲学将“水”的优雅与灵动完美地表现出来。

　　“水立方”最大的设计特色是建筑中气泡和自由结构的加入，使得形体上的极端简洁与表现上的极端丰富愈发相得益彰，体现出东方思想与现代的契合。共由3000多个气枕组成，覆盖面积达到11万平方米的“水立方”膜结构，是世界上规模最大的膜结构工程，也是唯一一个完全由膜结构来进行全封闭的大型公共建筑。要说起这个膜的好处，那简直就太多了。

　　3000个泡泡 抗压性很好 每个泡泡都可承受汽车的重量

　　“水立方”的长宽高分别为177米、177米、30米，设计采用了泡沫理论，建筑外墙分布着3000个不规则的泡泡气枕，该建筑的围护结构采用了一种新型的ETFE（乙烯一四氟乙烯共聚物），由约3000块气枕组成的膜结构，表面覆盖面积达到11万平方米，比德国世界杯安联球场还要大5万平方米。

　　ETFE膜具有较好延展、抗压性，充气后，每块膜都能承受一辆汽车的重量，暴雨、冰雹、沙尘暴就更没的说了。此外，膜的延展性非常好，耐火性、耐热性都很明显。它可以拉到本身的三到四倍长都不会断裂，燃点在715度以上才能烧成一个窟窿，但是不扩散，也没有烟，也没有燃烧物掉下去。

　　“水立方”的外墙膜有一定厚度，但假如刻意破坏也会破裂。不过，小面积的破损不会对整个气泡造成影响，专用胶布就可轻易修复。而破损的外膜经修补后重新充气。

　　保温隔热

　　在“水立方”外层气枕的内层膜和内层气枕的外层膜上，镀有上亿个密度不等的镀点以控制膜的透光度，解决了阳光直射的问题，这样就减少了阳光带来的热量，不会使室内的温度太高。

　　同时，“水立方”两层气枕间的空厢是封闭的，也形成了一个隔热的单元。通风也是解决散热问题的一个办法，在游泳中心外围的底部，有一个一米多高的百叶通风口，可以将内外互相连通，通过换气将热量排出，起到降温的效果。以上这些措施，主要是针对夏天而言，夏天的隔热方针，是“隔外不隔内”，当然冬天则正好相反。而在冬季，百叶通风口也将封闭，以保证室内的温度。

　　水立方中方设计师、中建国际(深圳)设计顾问有限公司总工程师郑方解释说，“水立方”在室内环境的设计上充分考虑了运动员和观众的需要。国家游泳中心的比赛大厅、戏水大厅都采用了百叶自然进风、上部机械排风，可替代强制新风量。从施工开始，场馆就进行了全过程的健康监测。这样，能够真实地记录并分析结构的风压和脉动以及温度场的变化，从而确保室内环境冬暖夏凉。

　　会“呼吸”

　　“水立方”的屋顶及两层膜结构的中间底下开口都设有自然排风的风机，相当于设置了8个自然通风口，空气进来，通过屋顶的空腔出去，这样就把建筑空间中的热量散发出去。

　　外层膜结构所需的所有气枕均需通过三次检查后才能成为“水立方”的一分子。第一步检查是在加工厂，主要对膜材料的材料检查、热荷检查和外观质量检查。第二步是监理会在施工现场对整个气枕的外观质量进行复查，复查合格后才同意安装。最后一步是监理工程师在安装过程中对气枕的外观质量、固定、气枕的室高等方面进行一次全面的大检查。

　　“水立方”能自己洗脸

　　ETFE气枕不仅在视觉效果上充分显示了建筑美学对水的形态——泡沫状态下的水分子结构的表达，同时也最大限度的配合了主体钢结构“泡沫”结构系统的设计。

　　“ETFE膜有很强的自洁性。”水立方中方设计师、中建国际(深圳)设计顾问有限公司总工程师郑方解释说，由于这种材料的摩擦系数很小，尘土不容易粘在上面。即使粘上的尘土，只要下点小雨，立刻就能将膜冲洗得干干净净。即使人工擦洗，擦干净ETFE膜也要比自家擦玻璃、擦桌子省力得多。“泡泡”之间的凹陷处也有助于积水分流，这样就不会因为积水而滋生霉菌。

　　“建筑就像是人的衣服，再好的衣服也会被弄脏，再好的建筑也需要维护。”水立方外方设计公司负责人巴特勒曾经提出过这样的观点。其实在“水立方”被预定为“塑料”外衣时，就被赋予了能自己用雨水“洗脸”的“特异功能”。

　　节能 每天自然光照9个小时以上

　　“水立方”外层气枕的内层膜和内层气枕的外层膜上都镀着密度不等的小镀点，以控制膜的透光度，减少阳光带来的热量，以免室内温度过高。透过的阳光在室内会形成舒适的温室效应，保持室内的温暖，能节省约30％的能源。

　　这些镀点的妙用还不仅与此，分布在ETFE膜上的上亿个镀点，可以改变光线的方向，起到隔热散光的效果。这些“镀点”布成的点阵，就像一把把遮阳伞，把刺眼的光线和多余的热量挡在场馆之外；而在一把把“遮阳伞”之间，所需光线可以自由通过，保证场馆的温度和采光。

　　对此，“水立方”业主单位北京市国有资产经营有限责任公司副总经理康伟说，“水立方”是个节能省电的场馆，不仅有雨水回收系统，还自建了中水站和水晶水循环处理系统，雨水利用率约为0.76 。“水立方每天用自然光照明达到9个小时以上，也节省了不少电能。”

“水立方”内部 更多精彩图片>>
　　官方网站1月28日讯 2003年7月29日，国家游泳中心的设计方案正式确定为国家游泳中心建筑设计方案竞赛的B04号参赛方案。也就是现在的“水立方”设计方案。该方案由中国建筑工程总公司、澳大利亚PTW公司、澳大利亚ARUP公司组成的联合体设计。很多人并不知道，在提交“水立方”设计方案之前，这个联合体设计的国家游泳中心是一个波浪形状的建筑。

“水立方”内部 　　设计单位之一的中建国际（深圳）设计顾问有限公司总建筑师郑方回忆“水立方”设计工作时说，设计团队在最初的阶段取得的共识仅仅是“国家游泳中心必须体现水的主题”。然而，这个主题如何体现，并没有一个非常明确的想法。

外国运动员在刚刚竣工的“水立方”适应场地

　　最初，设计团队提出了“波浪形”的设计理念，澳大利亚的一位设计师非常喜欢这个设计，他曾经这样说道：“想想一下，我的孩子在海岸边，沙滩上奔跑，旁边海浪翻涌，这是一幅怎样的美景。”然而，当国家体育场“鸟巢”的设计方案最终确定并公布后，团队便开始重新审视国家游泳中心的设计方案。

　　熟悉北京奥林匹克中心区规划的人都知道，国家游泳中心位于国家体育场“鸟巢”西侧，分立北京城市中轴线两侧。国家体育场“鸟巢”椭圆形的设计方案公布后，联合体的设计师们便将国家游泳中心的设计与“鸟巢”纳入统一的区域景观予以考虑。赵小钧等三名中方设计师以东方人特有的视角和思维提出了方形建筑的设计思想，在他们看来，东方人更愿意以一种含蓄、平静的方式来表达对水的理解——“水，也可以是方的，不一定都是波浪。” 国家体育场的圆加上国家游泳中心的方，“天圆地方”的设计理念就这样逐渐成型。

　　中方设计师的“方盒子”造型设计得到了澳大利亚设计师的认可，具有悉尼奥运会场馆设计经验的澳大利亚PTW公司的设计师们在此基础上，为这个“方盒子”加入了符合奥运会比赛需求的细化设计，而澳大利亚ARUP公司的设计师们则创造性地为这个方盒子加入了不规则的钢结构和膜结构创意。团队的智慧最终使得“水立方”浮出水面。

　　在提交了最终的设计方案之后，考虑到建筑的建设和运营成本，“水立方”也曾经经历过优化设计，最初35米高、194米见方正方体被瘦身为31米高、177米见方的建筑。郑方说，瘦身后，“水立方”的设计更加符合节俭办奥运的方针，不但降低了造价，后期的能耗、维护等运营成本也随之降低。（黎晗 范帆）

国家游泳中心业主：奥运会后“水立方”将成市民水上乐园



官方网站1月28日讯 北京2008年奥运会后，“水立方”能干啥？普通老百姓消费得起吗？这也许是北京市民最为关心的问题了。“水立方”业主单位北京市国有资产经营有限责任公司副总经理康伟说，“水立方”从招标、设计到建设的各个环节都充分考虑了赛后运营，奥运会后，经过改建的“水立方”将成为北京市民的水上娱乐中心。