国家游泳中心,又称“水立方”,位于北京奥林匹克公园内,是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆,也是2008年北京奥运会的标志性建筑之一。该体育场(俗称鸟巢)位于北京中轴线北端两侧,共同构成了北京这座历史文化名城较为完整的形象。
1、虽然同为钢结构,但“水立方”和“鸟巢”却有很大不同。“水立方”钢结构最大的特点就是不规则,在纵横交错中透露出一种自然之美。正是这种自然的不规则造型,给焊接带来了极大的难度。“水立方”的墙体和屋顶分为内外三层,设计师利用三维坐标设计了3万多个钢构件,钢构件多达1万多个,而且没有一个是位置相同的。这些技术都是我国自主创新的科技成果,填补了世界建筑史上的空白。“水立方”的地下和基础部分为钢筋混凝土结构,地面部分为钢网架,钢结构通过焊接与钢筋混凝土结构中的钢筋连接,共同形成一个立方体的笼子。 在屋顶上,充气枕上镶嵌固定着槽型钢构件鸟巢水立方内部钢结构,钢构件为宽而厚的钢材,与“水立方”四壁的钢格栅焊接在一起,支撑着整个屋顶。在雷雨天气,这些钢构件更是发挥着重要作用,一方面起着排水沟的作用,将屋顶雨水收集、排出;另一方面起着避雷器的作用,将雷电流及时引导到“笼型避雷器”上,保护整个建筑的安全。这是一种理想的“笼型避雷器”。“笼型避雷网”完全依靠建筑自身结构中的材料,不需要单独设置避雷针、引下线或接地体,屋顶上没有凸出的避雷针或避雷带,经济美观、安全可靠。
水立方的墙壁和天花板由钢管网络构成,通过12,000个承重节点连接,均匀分布建筑物的重量,使其足够坚固,可以抵御北京最强的地震。
“水立方”地下部分为钢筋混凝土上部结构,浇筑混凝土时,在每根钢砼位置设置预埋件(上部为钢块),钢结构钢柱与这些预埋件连接,预埋件与预埋件牢固焊接在一起,使地上部分钢结构与地下部分钢筋混凝土结构形成一个牢固的整体,正是由于其优越的结构形式和良好的整体性,才使得“水立方”拥有了“坚固的身躯”,达到抗8级地震的标准。
在“水立方”内部,可以看到气势磅礴的钢结构和膜结构,这些错综复杂、造型不规则的钢结构和膜结构,会给你带来极大的视觉冲击。Pus这样评价奥运场馆水立方的膜结构:当我仰泳的时候,看到灯光、自然光照射在上面,小小的气泡折射出来,感觉棒极了!
2、膜结构的完美体现——水立方膜结构是21世纪最具代表性的新型建筑形式,成为大跨度空间建筑的主要形式之一。它集建筑学、结构力学、精细化工、材料学、计算机技术于一体,创造出一种标志性的空间结构,既体现了结构的力与美,又充分展现了建筑师的设想,享受大自然的浪漫空间。膜结构的应用在奥运会的建筑设计中得到完美的体现。“水立方”是世界上规模最大的膜结构工程,除地面外,外层全部采用膜结构——ETFE材料,蓝色的表面出乎意料的柔软却又十分有质感。国家体育场工程总承包公司总经理谭晓春透露,这种材料的寿命在20年以上,但实际会更长,人走在上面,感觉很棒,目前全球只有三家公司能够完成这种膜结构。 “考虑到场馆的节能标准,膜结构具有很强的隔热功能;另外,这种结构的修复非常方便,比如被枪或者尖锐物体戳进去,监控电脑会自动显示出来,如果破了,在膜上打个洞,只要用贴纸贴一下就可以了。膜结构还很轻,自洁性好,灰尘不容易粘在上面,灰尘还能随雨水排出。”谭晓春说,膜结构本身具有排水排污、除湿防雾等功能,尤其是防结露功能,这对于游泳来说尤为重要。作为模仿水的建筑,水立方复杂自由的结构形态源于规划体系,巧妙而又简单的变化,简洁纯粹的体形谦逊地与气势磅礴的主场对话鸟巢水立方内部钢结构,不同气质的对比,让各自的精神性有趣地共存。 椰子树、沙滩、人造海浪……让奥林匹克竞技场在世人心目中占据了一席之地。永恒水上乐园