神奇的“鳥巢”

鳥巢的標(biāo)簽是“中國制造”

英國BBC曾發(fā)表一篇諷刺意味頗濃的題為《北京的建筑革命》的文章。文中寫道：“北京未來的新形象就是一大批外國建筑師設(shè)計的炫耀工程：奧運主會場被描繪成。動感城市”，呈鳥巢形狀中央電視臺的新樓設(shè)計成z字形，好像要挑戰(zhàn)重力定律。它們都是出自名師之手。著名建筑師ZahaHadid表示，有什么新設(shè)計新方案要付諸實施，在北京都可能做到，但其他地方不會允許。而瘦身風(fēng)波無疑讓中國已經(jīng)成為外國建筑師的實驗場這一說法甚囂塵上，直到現(xiàn)在還有很多人對中國的建筑為什么要請外國人來做這件事耿耿于懷。

事實并非如此，一個好的作品，就是應(yīng)該本著海納百川的精神，采中西方之所長?！傍B巢”設(shè)計方案是在2003年3月通過全球招標(biāo)，由世界范圍內(nèi)13名權(quán)威人士組成的評審委員會從13個設(shè)計方案中挑選出來的。它的設(shè)計方是瑞士赫爾佐格和德梅隆設(shè)計事務(wù)所、ARUP工程顧問公司及中國建筑設(shè)計研究院設(shè)計聯(lián)合體。

“奧運場館的原始創(chuàng)意雖然大多來自中外聯(lián)合設(shè)計，但他們只給了我們一份初步設(shè)計?！北本┦小?008”工程建設(shè)指揮部顧問萬嗣銓說，“從完善設(shè)計方案、進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算、再到形成創(chuàng)新的施工工藝和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，所有方面都是中國人自主完成的?！币虼宋覀兺耆梢哉f，鳥巢是“中國制造”的。

看過“鳥巢”的人都會被它的設(shè)計所征服：用一個樹枝般的鋼網(wǎng)把一個可容10萬人的體育場編織成一個溫馨的鳥巢!整個體育場結(jié)構(gòu)的組件相互支撐，形成網(wǎng)格狀的構(gòu)架，外觀看上去仿若樹枝織成的鳥巢，其灰色礦質(zhì)般的鋼網(wǎng)以透明的膜材料覆蓋，其中包含著一個土紅色的碗狀體育場看臺。在這里，中國傳統(tǒng)文化中鏤空的手法、陶瓷的紋路、紅色的燦爛與熱烈，與現(xiàn)代最先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計完美地相融。鳥巢的科技含量非常高，它的容量是91000人，為德國世界杯體育主場的1.5倍，雅典奧運會主會場的2倍。它是世界最大的鋼結(jié)構(gòu)建筑體育館。

讓人驚嘆的是，這個巨型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部竟然沒有一根立柱．看臺是一個完整的沒有任何遮擋的碗狀造型，如同一個巨大的容器，賦予體育場以不可思議的戲劇性和無與倫比的震撼力。

沒有門的體育場

不說體育場，你能想象出一個沒有墻和門的建筑是什么樣的嗎?

“鳥巢”就是一座沒有門的體育場。

事實上我們不能說“鳥巢”沒有門和墻，只不過它的門和墻，實在和傳統(tǒng)意義有著本質(zhì)上的區(qū)別。它的整個結(jié)構(gòu)就是它的外觀、它的墻、它的門。觀眾在通過安檢之后，可以自由地從任何兩根鋼柱之間進(jìn)出，在大廳里選擇自己去座位的最佳途徑。這是個完全敞開式的結(jié)構(gòu)。這便是建筑學(xué)上講的“結(jié)構(gòu)即外觀”。人們大多會關(guān)注建筑的外觀形式，至于具體結(jié)構(gòu)卻很少會有人知道和關(guān)心。而“鳥巢”，裸露在外的結(jié)構(gòu)恰好就是它最好的外觀。

所以在“鳥巢”這樣通透的鋼結(jié)構(gòu)下，你再也看不到傳統(tǒng)體育場中，無數(shù)人排隊等在門口準(zhǔn)備進(jìn)入的場景。外人甚至可以清楚地看到鋼柱之間行人來來往往，場內(nèi)場外連成一體。這樣的設(shè)計使得整個場館充滿了人情味，這是鳥巢的魅力之一。

為每一個觀眾考慮的看臺

“鳥巢”的建筑并不是從建筑的外形開始設(shè)計的，相反是按照從內(nèi)到外的順序進(jìn)行設(shè)計的。因為一個體育場的核心部分就是它的看臺。“鳥巢”的看臺，東西兩個方向高，南北兩個方向低，與觀眾的視線相吻合，從而能營造出一個賽場內(nèi)的熱烈氣氛。而鳥巢的鋼結(jié)構(gòu)無非是順應(yīng)看臺的形式，一個東西方向高，南北方向低的外罩。如何能讓看臺上的91000名觀眾在任何一個位置都能夠看到和感受到最好的效果才是設(shè)計師苦苦思量的問題。

大多數(shù)體育場館，并不十分講究看臺的設(shè)計，而“鳥巢”的看臺，卻被設(shè)計得像個邊緣高低起伏的“碗”，是環(huán)抱著賽場的收攏結(jié)構(gòu)，而且上下層看臺之間有一部分交錯。這樣一來，無論觀眾坐在“鳥巢”的哪個位置，和比賽場地中心點之間的視線距離都在140米左右，也就是說，觀眾坐在“鳥巢”的各個角落得到的視覺效果都是統(tǒng)一的。

ETFE(四氟乙烯)的大名，想必因為“水立方“的原因你早有所聞了?！彼⒎健辈捎昧耸澜缟献顬橄冗M(jìn)的ETFE膜結(jié)構(gòu)材料。鳥巢中同樣使用了這種膜結(jié)構(gòu)。其最大功能是吸聲。想想看9萬多人同時觀看比賽，現(xiàn)場的噪音之大可想而知，如果場內(nèi)沒有良好的吸聲材料和聲學(xué)效果，無論運動員還是觀眾都將很難聽清場內(nèi)的廣播。ETFE膜神奇的吸聲功能正好在這里可以得到充分的發(fā)揮。有了它的幫助，再配合鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件上設(shè)置的一些吸聲材料，以及場內(nèi)使用的電聲擴(kuò)音系統(tǒng)，便可以保證坐在任何角落的觀眾都能清晰地聽到場內(nèi)廣播。

除了看和聽，還有就是觀眾舒適度的問題。奧運會舉辦的8月，正是北京最熱的時候，由于不是全封閉的場館，所以”鳥巢”的溫度很難單純靠空調(diào)來解決?！傍B巢”的相關(guān)設(shè)計師們運用流體力學(xué)設(shè)計，模擬出91000個人同時觀賽的自然通風(fēng)狀況，計算出每個區(qū)域的觀眾能感受到的溫度、濕度以及氣流速度。依此而設(shè)計的通風(fēng)設(shè)施，自然使通風(fēng)效果達(dá)到最大優(yōu)化，使觀眾無論坐在上層看臺還是下層看臺、普通座位還是VIP席，都能感受到同樣的自然光和自然通風(fēng)。

不僅如此，小到運動員通道的長度、運動員休息室的衣柜，觀眾廁所坑位的男女比例，都是經(jīng)過精心考量而來的。

科技創(chuàng)新的國產(chǎn)高強鋼

由于“鳥巢”設(shè)計理念的先進(jìn)以至“超前”，奧運場館在施工中有很多難題是獨一無二的，甚至在國際上沒有現(xiàn)成的參考答案，只有依靠自己的科技創(chuàng)新獨立解決。

最先遇到的也是最重要的就是鋼材的問題，“鳥巢”空間跨度大，用鋼量達(dá)到42000噸之多，而且要使用是一種名叫Q460的高強鋼材，其強度是普通鋼材的兩倍，性能達(dá)到最高級別。國內(nèi)原本沒有這種鋼，要從國外進(jìn)口，可這樣不僅給鋼板運輸、鋼結(jié)構(gòu)加工安裝增添了很大困難，還使鋼材成本高出一大截。最終，河南武陽鋼鐵廠歷經(jīng)無數(shù)次的挫折，把不可能變?yōu)榭赡?，把難題轉(zhuǎn)化為成果，制造出了Q460，保證了“鳥巢”在承受最大460兆帕的外力后，依然可以恢復(fù)到原有形狀。形象點說，就算讓“鳥巢”碰上唐山大地震，它仍然可以屹立不倒。

解決了鋼材問題，焊接技術(shù)又出現(xiàn)難題。沒人知道Q460鋼材焊接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是什么?“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)動工之前，施工單位曾對全世界150多個鋼鐵焊接的大型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了詳細(xì)的檢索，發(fā)現(xiàn)根本找不到任何記錄。應(yīng)該預(yù)熱多久?用什么溫度焊接最合適?相關(guān)規(guī)范全是空白，而這些步驟，做錨一步，后果就無法想象。為此，科研人員有的北上哈爾濱，實驗不同鋼材在零下十幾攝氏度下的焊接要求；有的埋頭在實驗室里，測算出了室外一級至五級風(fēng)下進(jìn)行焊接的不同技術(shù)參數(shù)，最終攻克這一難題，填補了國際空白。

“鳥巢”是綠色的

“綠色奧運”理念在奧運場館建設(shè)中主要體現(xiàn)在建筑節(jié)能、環(huán)境和生態(tài)保護(hù)、資源可持續(xù)利用、綠色環(huán)保建材等方面。北京是個缺水的城市，因此在奧運場館工程里，奧運場館的設(shè)計無一例外地將雨水和生活廢水的收集利用納入設(shè)計施工。在地下建蓄水池，將雨水收集處理，回用于沖廁、洗車。道路澆灑及綠化。

大規(guī)模收集雨水系統(tǒng)的廣泛采用，使奧運場館成為環(huán)保和節(jié)約的典范。“鳥巢”建有先進(jìn)的雨水收集系統(tǒng)，并用一個12000立方米的集水池儲存雨水。可以容納百年一遇的雨水量。這些雨水又會被重新回用，作為體育場的灌溉。

在照明方面，“鳥巢”也體現(xiàn)了“綠色精神”，使用了各類高效節(jié)能型環(huán)保光源，在行人廣場等室外照明中采用太陽能光伏發(fā)電照明系統(tǒng)，有效節(jié)省了能源和保護(hù)了環(huán)境。

采用地?zé)峁┡恰傍B巢”的另一個綠色環(huán)保的設(shè)計亮點，實行的是冷熱水機組“三聯(lián)供”，可同時滿足夏季制冷、冬季采暖和生活熱水供給。

責(zé)編 王查娜