(组图)水晶宫殿：奥运建筑经典水立方终竣工

中国国家游泳馆--水立方。

　　据第29届奥运会官网报导，2008年1月28日，北京，北四环北辰西桥东，“鸟巢”西。一座巨大的占地面积近8万平方米的蓝色水晶宫殿式的建筑——国家游泳中心(简称“水立方”)竣工了。

　　白天，“水立方”淡蓝色的“外衣”沐浴明媚的阳光，在蓝天白云的映衬下，一片柔和温润，如诗如画；夜晚，华灯闪耀，“水立方”气泡流光溢彩，这座湛蓝的水晶宫殿更加纯净、柔美，魅力无穷。

　　这座晶莹剔透的建筑，以巧夺天工的设计、纷繁自由的结构、简洁纯净的造型、环保先进的科技，成为了百年奥运建筑史上的经典，成为了北京乃至世界建筑史上的标志性建筑。

　　在第二届奥运会(1900年法国巴黎奥运会)和第三届奥运会(1904年美国圣路易斯奥运会)被淹没在了世界博览会里后，奥运建筑迎来了历史上 的首个现代化的体育馆——白城体育场。白城体育场是第一个专门为奥运会设计和修建的体育场，除煤渣跑道外，体育场内还建造了体操场、长100公尺宽15公 尺的游泳池，此外田径跑道周边一座周长666.66公尺的自由车赛道，可容纳66288名观众。以至于顾拜旦宣称“伦敦举行的奥运会是首次现代化奥运 会。”

　　就是这个现代化风格的体育场，开创了体育建筑或者说是奥运建筑的现代化先河，以后的1912年瑞典斯德哥尔摩奥运会、1920年比利时安特卫普 奥运会、1924年法国巴黎奥运会、1928年荷兰阿姆斯特丹奥运会……，2000年澳大利亚悉尼奥运会，2004年希腊雅典奥运，直到2008年北京奥 运会的奥运建筑(特别是主体育场)，都随着奥林匹克运动的发展日益向人们展示出独特的魅力和风采。

　　2003年7月“水立方”设计方案确定，与百年奥运建筑一脉相承和而不同。

　　2003年3月1日，国家游泳中心建筑设计竞赛新闻发布会召开，宣布了国家游泳中心建筑设计竞赛资格预审评审结果。共有来自澳大利亚、法国、英 国、美国、德国、希腊、荷兰、丹麦等12个国家和地区的33家符合资格的著名设计单位或设计联合体报名参加。经北京市政府批准，有10家设计单位(联合 体)正式成为国家游泳中心建筑设计竞赛的参赛人。

　　2003年7月3日、4日、6日，在北京国际会议中心举行为期3天的国家游泳中心建筑设计方案模型和展板展示活动，对10家国内外参赛单位的设计方案在京公开展示。 
 

    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。设计体现出 [H2O]3(“水立方”)的设计理念，融建筑设计与结构设计于一体，设计新颖，结构独特，与国家体育场比较协调，功能上完全满足2008年奥运会赛事要 求，而且易于赛后运营。

　　就是在同一天，“水立方”的设计方举行了正式的设计合同签约仪式。这是北京奥运专案建设中首个签署设计合同的奥运场馆项目。

　　尚在纸上的“水立方”到底是怎样的一个建筑呢？设计团队的中一名设计师——澳大利亚PTW建筑师事务所设计师约翰•保林给出了这样的答案：

　　“白天，明媚的阳光透过那些蓝色的泡泡照进来，你躺在人造沙滩上，耳边是涛声，还有冲浪的人们兴奋的尖叫；到了夜晚，灯光亮起来，那简直就是一座蓝色的水晶宫殿……”

　　约翰•保林的话让人们对这座“神秘”的建筑充满了期待。

　　“水立方”名字来源于：方盒子、水泡泡、水分子，体现中国建筑理念与主体育馆“鸟巢”遥相呼应。

　　“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”。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。

　　一天晚上，团队工作又工作到很晚，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”这一简洁明瞭的名字。

　　“水立方”的设计得到了专家和广大市民的认可和喜爱，这个湛蓝色的水分子建筑与东面“阳刚”的国家体育场“鸟巢”一起体现了中国建筑理念。

  
北京奥运会主会场“鸟巢”、国家游泳中心“水立方”与附近的中国古代建筑相映成趣，宏伟的国家体育场和明代的娘娘庙让现代与传统完美结合。

 
　　与主场馆“鸟巢”的设计相比，“水立方”体现了更多的女性般的柔美。这两个建筑一圆一方，一个阳刚，一个阴柔，形成鲜明对比，在视觉的上极具冲 击力。当初“鸟巢”与“水立方”的设计招标几乎是同时启动的，当时这两个建筑在外型上的搭配呼应让所有人眼前一亮。历届奥运会主场馆多为圆形建筑，国家体 育场也不例外，“水立方”的设计团队在参与设计投标时，充分考虑到这两个标志性建筑在外形上的呼应，方形的游泳中心与圆形的国家体育场一起体现了“天圆地 方”的理念。

　　除了考虑与国家体育场形成呼应外，方形的设计也符合中国传统的建筑理念。方形在建筑文化中尤其是在中国传统中具有很主要的地位，北京就是方形网格的城市格局，所有的民宅、故宫、四合院都是方形。所以“水立方”被设计成方形也反映了中国传统建筑格局。

　　2006年4月10日和6月16日，“水立方”完成6700吨主体钢结构安装和卸载，世界建筑领域内有了中国人创造的标准。

　　“水立方”的表面，晶莹剔透，温润典雅，然而，这样柔美的建筑也需要铮铮的筋骨，事实上，“水立方”委实用了不少钢材呢——整个“水立方”工程 使用的连接球9843个，杆件20670根，构件总数30513个，由于多数是细长的杆件，设计总重量才6700吨(不含埋件和加强板)。“水立方”屋盖 上下及墙体外表面使用的箱形焊接杆件虽然高度都相同，但按照不同的宽度和壁厚，共分出21种杆件形式；中间层框架的圆钢管杆件又分成16种类型；而钢球的 规格也多达28种。

　　说起来，“水立方”的钢结构设计施工难度一点都不亚于“鸟巢”，因为“水立方”的外墙和里层由3000多个不规则气泡组成，支撑起这些气泡的钢 结构也相应的被设计成不规则多面体空间钢框架结构，施工队需要在空中把一根根钢杆件当成气泡的边棱，逐个在空中按照设计好的位置固定，再与连接边棱的钢球 焊接，制成气泡形状。

　　刚一开始，“水立方”进行钢结构焊接时，施工单位开始考虑的方法也和鸟巢一样，在地面操作台上焊接一部分，再吊装进行整体焊接。但试验了几次以后发现，要把钢梁拼成气泡形状、找到钢梁在空中的准确位置非常困难。

　　由于“水立方”的组成部分都是不规则的多边形，如果进行平面焊接，再吊装整体组合，多点空中定位连接的误差不好控制，而且累加的误差像滚雪球般 越积越大，工程品质无法保证。工程师们试了GPS定位、镭射定位等很多办法，但工程进度总是太慢。即使在焊工们熟练之后，速度也只能提高到每天几十根。 “水立方”业主单位总负责人康伟当时忧心忡忡地，因为按照这个速度，“到2010年也装不完”。 

 
 
国家游泳中心(水立方)与国家体育场(鸟巢)同时开工建设。这个湛蓝色的水分子建筑与东面的“鸟巢”，一圆一方，体现了中国“天圆地方”建筑理念。 

 
　　出人意料的是，这个看似无法解决的问题竟然被几位师傅偶然破解——施工间歇，几名工人师傅在施工场地外抽烟闲聊，突然发现杆件和连接球连起来很 像一根火柴，这让他们找到了答案。施工人员恍然大悟，中学几何里的“一条直线和线外一个点确定一个平面”定理可以就用于杆件定位，新方法顿时让工程进度猛 增了3倍。两万根杆件、将近一万个连接球在20多个专门负责对号入座的工人传递下，在300多名焊过军舰、拿着至少八级焊工证书“全国顶极的”焊工手里， 像堆积木似地快速而准确地拼插在一起。

　　巧妙施工方式加上熟练的焊接技术，“水立方”的钢结构工程进度突飞猛进，工地高峰时每天杆件的焊接速度最高提到200多根。钢结构提前一个多月封顶后，工人自创的这套工作方法也同水立方工程师们的建筑理论一起，被写进了《多面体延性钢架结构施工管理技术规程》。

　　“水立方”是首个进行支撑结构卸载的奥运工程。都说万事开头难，可“水立方”在详尽的应急预案、经过多次演练的工人和结构健康安全检测系统的保 证下，卸载进行得非常顺利，最终的卸载结果优于模拟计算分析结果。在沉降幅度240毫米的理论指标下,“水立方”的实际沉降只有81毫米。让建设者们感到 骄傲的是,在世界建筑领域内,从此有了中国人创造的标准。

　　2006年8月1日，“水立方”安装第一块膜结构气枕，11万平方米的膜“爬上”“水立方”。

　　有了坚固的筋骨，“水立方”就像一个待嫁的新娘只等穿上华美的嫁衣。2006年8月，在这个火热的夏天，“水立方”膜结构气枕安装的各项作业条件已准备就绪，正式开始了膜结构安装。

　　8月1日下午4时许，膜结构施工单位完成了安装前的检测，但突降的大雨使得施工方不得不暂停原定安装计画。施工方并不甘心被老天搅乱工程的进 度，随着天气的逐渐好转，他们再次投入了膜结构安装的准备工作。当天，1块约1平方米的三角形膜结构气枕终于成功安装在了“水立方”的钢结构上。

　“气枕”就是填充水立方钢铁支架的“泡泡”。像这样的“泡泡”，整个水立方共需要3000多个，表面覆盖面积达到10万平方米，堪称世界之最。它 们大小不一，形状各异，最大一个达到9平方米多，最小的一个不足1平方米。根据室内与室外、里面与屋顶环境的不同，具体部位的气枕由2至5层薄膜组成。在 外墙上的气枕最外层薄膜带浅蓝色，中间透明，内墙气枕的最里层为透明。 
 
 
1月16日，“水立方”（国家游泳馆）还在进行最后的装饰完善工作，不久将以芳姿迎接“好运北京”相关赛事。

 
　　为了能够确保整个工程进度，所有“泡泡”在运到场馆前，先在加工厂按照施工方的要求进行裁剪，并一一编号。到达现场后，经过施工方的检验，按照编号安装到相对应的位置。

　　2006年11月，外层膜结构铺装准时完工。

　　那么“水立方”的膜到底是什么呢？

　　“水立方”的膜结构使用的是一种名为ETFE的特殊材料， ETFE薄膜的使用在国内尚属首次，但过去20年内，由于这种材料耐腐蚀性、保温性俱佳、自清洁能力强，欧洲有600至800个建筑都用了这种材料。为了 确保设计和施工万无一失，业主、设计方、施工方等多方人员组成的考察组分赴各地考察ETFE薄膜的使用经验，包括安联体育场、英国“伊甸园”植物园和一些 学校在内的膜结构建筑的成功修建给了他们极大的信心。在进行过几十次组合测试和对膜材料的声学、热学、抗风沙、抗冰柱等多种性能的测试与深化设计后，详尽 的资料让所有人吃了一颗定心丸。

　　您可别小看了这膜，作用可大着呢。北京奥运会举办时正值盛夏，酷暑天气会不会使“水立方”变成一个汇聚阳光的”温室浴场”？如何在保持游泳馆的透明、美观的同时，避免透明场馆温度偏高、出现眩光？

　　“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。

　　ETFE膜具有很强的自洁性。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。

　　顶部气枕的膜厚为4层，墙体膜厚则为2～3层，雨天雨点敲击薄膜的声音不会对室内的比赛造成影响。同样，通过在场馆内安装吸声材料的方法，观众的欢呼声和音响的声音也不会对场馆外形成噪音干扰。

  
1月16日，“水立方”（国家游泳馆）还在进行最后的装饰完善工作，不久将以芳姿迎接“好运北京”相关赛事。

 
　　2008年1月28日竣工，31日迎来08中国游泳公开赛

　　在经历了四年多的建设过程后，这一百年奥运建筑史上的经典之作，用科技唤起“水”的生命的“水立方”，在全世界关注的目光中，竣工了。

　　这座拥有4000个永久座席、2000个可拆除座椅、11000个临时座椅的世界上最大的大游泳中心，建筑面积达到了79532平方米。她将在2008年北京奥运会及残奥会期间举办游泳、跳水及花样游泳比赛。

　　在“后奥运”时期，水立方将拆除1.1万个临时座位，成为北京市民的水上娱乐中心，内有游泳、跳水、嬉水乐园和冰上娱乐设施。此外，它还能够接纳专业队、俱乐部队、国家队等各种游泳队的训练。

　　如今，这座水晶宫殿正在期待着1月31日的“好运北京”2008年中国游泳公开赛，届时她将迎来八方来客，您也可以一睹她的芳容。