天圓地方

歷屆奧運(yùn)會(huì)的主場館多為圓形建筑，“鳥巢”也不例外；方形的“水立方”與之對應(yīng)，構(gòu)成了中國傳統(tǒng)文化“天圓地方”的理想境界。與“鳥巢”的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，藍(lán)色的“水立方”晶瑩剔透，更顯柔美。它們一圓一方，一個(gè)陽剛，一個(gè)陰柔，形成鮮明對比，極具視覺沖擊力。

鋼結(jié)構(gòu)的“鳥巢”

2008年8月8日晚上8點(diǎn)，舉世矚目的北京奧運(yùn)會(huì)將在新建的國家體育場“鳥巢”正式開幕。“鳥巢”由一系列輻射式鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)而成，因其形狀酷似鳥巢而得名。

“鳥巢”的鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)以透明的膜材料覆蓋，其中包裹著一個(gè)土紅色的東西高、南北低的大看臺(tái)。在這里，中國傳統(tǒng)工藝中鏤空的手法、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(jì)完美地融合在一起。更令人驚嘆的是，整個(gè)“鳥巢”內(nèi)部沒有一根立柱；它賦予體育場無與倫比的震撼力，它帶動(dòng)觀眾的興奮情緒，并激勵(lì)運(yùn)動(dòng)員向更快、更高、更強(qiáng)沖刺。

“鳥巢”的鋼結(jié)構(gòu)重達(dá)4.2萬噸，所用鋼材的強(qiáng)度是普通鋼材的兩倍，性能達(dá)到最高級別。這些鋼材完全由我國自主創(chuàng)新研發(fā)生產(chǎn)。它們集剛強(qiáng)、柔韌于一體，保證了“鳥巢”即使遇上1976年唐山大地震一樣的地震，也不會(huì)變形、倒塌。

在“鳥巢”的建造中，最值得一提的是施工的最后也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)——整體卸載。通俗地說，就是構(gòu)成“鳥巢”的鋼結(jié)構(gòu)由被外力支撐的狀態(tài)，變成完全靠它自己支撐。我國的鋼結(jié)構(gòu)專家和建筑工人以自己的聰明智慧，出色地完成了這一極其艱巨的任務(wù)。它向世人宣告：“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)施工中諸多難題都被中國一一破解了。

因功能而產(chǎn)生形象

“鳥巢”的建筑面積25.8萬平方米，從高處遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去就像一個(gè)兩頭高中間低的大元寶?！傍B巢”能容納91000個(gè)觀眾，其中臨時(shí)坐席11000個(gè)，賽后可拆除；固定座位數(shù)為8萬個(gè)，包括200個(gè)輪椅看臺(tái)座位。“鳥巢”的觀眾容量為德國世界杯主體育場的1.5倍、雅典奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場的2倍，是目前世界上最大的鋼結(jié)構(gòu)建筑體育館。

“鳥巢”東西方向有6層看臺(tái)，南北方向有5層看臺(tái)。之所以如此設(shè)計(jì)，是因?yàn)橘悎鼍哂蟹较蛐?。北京奧運(yùn)會(huì)的足球決賽將在“鳥巢”舉行，為了避免運(yùn)動(dòng)員受到太陽光直射的影響，足球場必須是南北方向的。這樣一來，東西方向看臺(tái)的觀眾可以均衡地看到比賽，座位就可以多放些。

“鳥巢”的看臺(tái)是環(huán)抱著賽場的收攏結(jié)構(gòu)，上下層之間部分交錯(cuò)，使得觀眾不論坐在哪里，都和比賽場地中心點(diǎn)之間的視線距離一致。盡管最頂端看臺(tái)到賽場中央有數(shù)百米的距離，但看臺(tái)的傾斜角度都經(jīng)過精確計(jì)算，即使坐在最上層的觀眾，也能清楚地看到比賽。“鳥巢”運(yùn)用流體力學(xué)設(shè)計(jì)，模擬出91000個(gè)人同時(shí)觀賽的自然通風(fēng)狀況，讓所有觀眾都能享有同樣的自然光和自然通風(fēng)，聽到同樣清晰的場內(nèi)廣播。

更為匠心獨(dú)具的是，“鳥巢”使整個(gè)體育場的室外地面微微隆起，將很多附屬設(shè)施置于它的下面，節(jié)省了向地下挖土方所需的巨大投資。而隆起的地面在室外廣場的邊緣緩緩降落，又依勢筑成了運(yùn)動(dòng)員的熱身場地及2000個(gè)露天座席，使之與周圍環(huán)境有機(jī)融合?！傍B巢”沒有任何多余的處理，一切因其功能而產(chǎn)生形象，中外專家對此贊不絕口。

如夢如幻“水立方”

國家游泳中心“水立方”，是北京奧運(yùn)場館中惟一一個(gè)由港澳臺(tái)同胞和海外僑胞捐資修建的場館，它表達(dá)了全球華人參與北京奧運(yùn)會(huì)的共同心愿。它將承擔(dān)2008年北京奧運(yùn)會(huì)的游泳、跳水、花樣游泳、水球等比賽。

與歷屆奧運(yùn)會(huì)大多采用露天泳池舉行游泳比賽不同，“水立方”采用了全封閉式的設(shè)計(jì)。它占地7.8公頃，由5個(gè)游泳區(qū)組成，有1.7萬個(gè)席位，但卻沒有使用一根鋼筋、一塊混凝土。其墻身和頂篷都是用細(xì)鋼管連接而成的，共有1.2萬個(gè)節(jié)點(diǎn)。藍(lán)色的膜結(jié)構(gòu)氣枕像一層皮膚覆蓋了整個(gè)建筑，營造出如夢如幻的視覺效果：無論站在場館內(nèi)外的任何角度，你都能看到一個(gè)個(gè)緊密相連的“氣泡”構(gòu)成了一個(gè)巨大的立方體。但每個(gè)氣枕又都相對獨(dú)立，即便其中一個(gè)氣枕損壞了，也不會(huì)造成整個(gè)膜結(jié)構(gòu)“泄氣”。而且，更換損壞的氣枕也非常方便。

“水立方”的泳池深達(dá)13米，水溫被控制在28攝氏度，這樣的深度可充分減少來自水溫的干擾，水溫適宜有利于運(yùn)動(dòng)員尤其是花樣游泳運(yùn)動(dòng)員的發(fā)揮。為了讓場內(nèi)的每個(gè)觀眾都能清楚地看到各個(gè)角落里的比賽情況，“水立方”不僅對看臺(tái)做了很多人性化的處理，而且在安裝屋頂照明設(shè)備時(shí)，對其角度進(jìn)行了優(yōu)化，防止光線投射到水面上產(chǎn)生漩渦，為觀眾提供一個(gè)理想的欣賞比賽的環(huán)境。此外，在泳池兩側(cè)還設(shè)置了23.8平米的大屏幕，供觀眾從慢鏡頭中回味比賽的精彩瞬間。

防火、透氣、抗干擾

“水立方”使用的膜質(zhì)地輕巧，雖然只有2.4毫米厚，但強(qiáng)度卻超乎想象，可以被拉伸到本身的3~4倍。單塊膜結(jié)構(gòu)氣枕充氣后的最大重量達(dá)50千克，放上一輛汽車都不會(huì)壓壞。715℃以上的燃點(diǎn)保證了膜結(jié)構(gòu)的消防安全，即便被點(diǎn)燃，這種材料在燃燒時(shí)也不會(huì)擴(kuò)散，而且無煙，無燃燒物掉落。觀眾可以放心地在“泡泡”的包圍中觀看比賽。

“水立方”高約30米，建筑面積約8萬平方米，由3000多個(gè)氣枕組成，覆蓋面積達(dá)10萬平方米，是世界上惟一一個(gè)完全由膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行全封閉的公共建筑。與玻璃相比，水立方的膜結(jié)構(gòu)可以透進(jìn)更多的陽光，保證90%的自然光進(jìn)入場館。因此，場館內(nèi)部的采光不成問題。“水立方”在屋頂設(shè)置了八個(gè)自然排風(fēng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)館內(nèi)外空氣流通，解決了17000人同時(shí)觀賽時(shí)的散熱、透氣問題。

“水立方”頂部有4層氣枕膜，墻體的膜則在2~3層之間。若頂層只有兩層膜，下雨天“水立方”內(nèi)的人就會(huì)感到頭上有人在“打鼓”。在增加了頂部的膜層之后，雨點(diǎn)敲擊頂部薄膜的聲音就不會(huì)再對室內(nèi)的活動(dòng)造成影響。反復(fù)檢測的結(jié)果表明，現(xiàn)在的“水立方”即使在下冰雹時(shí)使用也沒有噪聲干擾問題。

綠色奧運(yùn)的典范

在“水立方”的表面，散落著許多閃閃發(fā)光的亮點(diǎn)，這些亮點(diǎn)是用來控制館內(nèi)溫度的鍍點(diǎn)。它們就像一把把小小的遮陽傘，把刺眼的光線和多余的熱量擋在了館外。要想讓“水立方”內(nèi)保持涼爽的溫度，這些小小遮陽傘的分布就必須十分精確。在陽光照射很少的北面，鍍點(diǎn)密度就稀疏一些，而在西面和東面，由于入射的太陽光較強(qiáng)，鍍點(diǎn)密度就相對大一些。每一張膜上的鍍點(diǎn)數(shù)量是以北京市近30年的氣候資料為基礎(chǔ)，通過精密計(jì)算確定的。

“水立方”的外膜是一種具有自潔功能的新型環(huán)保節(jié)能材料。它本身比較光滑，不易沾染灰塵，除了遇上沙塵暴等極端天氣，一般情況下，自然降雨就足以使之清潔如新。它還具有不浸水性——雨水滑過，不留水痕。為了節(jié)約寶貴的水資源，“水立方”還專門設(shè)計(jì)了雨水回收系統(tǒng)，正常情況下一年能回收1萬噸左右的雨水，相當(dāng)于100戶居民一年的用水量。