膜结构的完美体现——水立方 膜结构建筑是21世纪最具代表性的一种全新的建筑形式,至今已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、材料科学与计算机技术等为一体,建造出具有标志性的空间结构形式,它不仅体现出结构的力量美,还充分表现出建筑师的设想,享受大自然浪漫空间。在2008年的奥运会建筑设计上,膜结构应用就得到完美的体现. “水立方”是世界上最大的膜结构工程,除了地面之外,外表都采用了膜结构———ETFE材料,蓝色的表面出乎意料的柔软但又很充实。国家体育馆工程承包总经理谭晓春透露,这种材料的寿命为20多年,但实际会比这个长,人可以踩在上面行走,感觉特别棒。目前世界上只有三家企业能够完成这个膜结构。
膜结构的完美体现——水立方
膜结构建筑是21世纪最具代表性的一种全新的建筑形式,至今已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、材料科学与计算机技术等为一体,建造出具有标志性的空间结构形式,它不仅体现出结构的力量美,还充分表现出建筑师的设想,享受大自然浪漫空间。在2008年的奥运会建筑设计上,膜结构应用就得到完美的体现.
“水立方”是世界上最大的膜结构工程,除了地面之外,外表都采用了膜结构———ETFE材料,蓝色的表面出乎意料的柔软但又很充实。国家体育馆工程承包总经理谭晓春透露,这种材料的寿命为20多年,但实际会比这个长,人可以踩在上面行走,感觉特别棒。目前世界上只有三家企业能够完成这个膜结构。
“考虑到场馆的节能标准,膜结构具有较强的隔热功能;另外,修补这种结构非常方便,比如,射枪或者是尖锐的东西戳进去后,监控的电脑会自动显现出来。如果破了一个洞,只需用不干胶一贴就行了;膜结构还非常轻巧,并具有良好的自洁性,尘土不容易粘在上面,尘土也能随着雨水被排出。”谭晓春说,膜结构自身就具有排水和排污的功能以及去湿和防雾功能,尤其是防结露功能,对游泳运动尤其重要。
作为一个摹写水的建筑,水立方纷繁自由的结构形式,源自对规划体系巧妙而简单的变异,简洁纯净的体形谦虚地与宏伟的主场对话,不同气质的对比使各自的灵性得到趣味盎然的共生。椰树、沙滩、人造海浪……将奥林匹克的竞技场升华为世人心目中永远的水上乐园。
2楼
“水立方”披上“膜外衣”
北京时间26日上午11时55分,随着最后一颗螺钉的固定完毕,国家游泳中心外层最后一个气枕正式安装完成。这标志着俗称“水立方”的外层膜结构顺利完工,这个与“鸟巢”遥相呼应的水蓝色神奇建筑经过三年的施工建设,昨天终于盛装亮相。 国家游泳中心预计总投资为10.208亿元人民币,是北京奥组委指定,唯一一个接受港澳台同胞和海外华人捐赠建设的奥运场馆。目前,超过10万人参加捐赠,捐赠到位资金已超6.5亿元人民币。国家游泳中心位于北京奥林匹克公园内,2008年北京奥运会标志性建筑物之一。其与国家体育场分列于北京城市中轴线北端的两侧,共同形成相对完整的北京历史文化名城形象。2003年12月24日,国家游泳中心(水立方)与国家体育场(鸟巢)同时开工建设。在经历了钢混结构施工和外层膜结构施工之后,昨天,国家游泳中心实现了“全景亮相”。随着外层膜结构的完成,国家游泳中心内层气枕安装与室内精装修工程将继续进行,预计整个工程将于2007年年底竣工。2008年2月1日至5日,“水立方”将迎来首场测试赛——中国游泳公开赛。随后,2008年2月19日至24日是第16届国际泳联世界杯跳水赛。花样游泳奥运会资格赛也将于4月16日至20日在这里举行。
“水立方”入围06年最佳科技成果
近日,美国著名科普杂志《大众科学》发布了“2006年度100项最佳科技成果”,从汽车、航空航天、计算机、工程学、小器械、一般发明、家庭娱乐、家庭科技、个人健康、休闲娱乐等十个方面对2006年度的发明成果进行了评选。这100项科技成果可谓包罗万象,无奇不有:大的有被称为“水立方”的2008年北京奥运游泳中心,小的有钉子和锤子;既有高科技的人造人体器官,也有小朋友喜欢的泡泡水果……该杂志对“水立方”的评价是“气泡建成的建筑”:“为迎接2008年奥运会而修建的北京国家游泳中心像一个美丽的蓝色气泡王国。它占地7.8公顷,由5个游泳区组成,有1.7万个席位,但是却没有使用一根钢筋,一块混凝土。其墙身和顶篷都是用细钢管连接而成的,有1.2万个节点。此外只有2.4毫米厚的膜结构气枕像一层皮肤一样包住了整个建筑,跟玻璃相比,它可以透进更多的阳光和空气,从而让泳池保持恒温,能节电30%%。”
“水立方”的几大看点
看点一:3000个“水泡泡”全球最复杂的膜外套从北四环看过去,水蓝色的“水立方”像一个透明“冰块”,游泳中心内部设施尽收眼底。这种独特的感觉就源于建筑外墙采用的一种叫做ETFE(四氟乙烯)的膜材料。这种膜材料有自洁功能,表面基本上不沾灰尘。即使沾上灰尘,自然降水也足以使之清洁如新。“水立方”设计采用了泡沫理论,建筑外墙分布着3000个不规则的气枕,犹如一个个“水泡泡”的ETFE膜具有较好抗压性,万一出现外膜破裂,根据应急预案,8小时内可以将破损的外膜修补或更换新的。ETFE膜里面装配系统在国家游泳中心的运用、尝试是迄今世界上规模最大、构造最复杂、技术综合最全面的一次。看点二:超过10万人捐款资金已超6.5亿元“水立方”是北京奥组委指定,唯一一个接受港澳台同胞和海外华人捐赠建设的奥运场馆。目前,超过10万人参加捐赠,捐赠到位资金已超6.5亿元人民币。其中来自台湾的捐赠金额约6000万元人民币,近1000人参加了捐赠。看点三:开尔文定律百年前的发现解决设计难题“水立方”的设计方PTW建筑事务所的两名主设计师约翰•保林与托比•王,在接受媒体采访时曾介绍,设计师在设计之初,很早就将目光锁定在“水泡”上。如果将“水立方”视为一个可以细分为若干均等部分的三维空间,何种形状能够保证界面接触面积最小?最终设计人员发现,19世纪末英国物理学家开尔文发现的开尔文定律能解释这个问题:14边形的三维结构球体组成的结构接触界面最小,后在经过1993年英国的两位科学家对其进行研究和改进后,使得界面接触面积又缩小了3%%。“泡沫理论”最终帮助“水立方”形成了复杂的节点,成为其庞大的钢结构体系的依托,代入软件中,成为精确的模型。
上图为:水立方外层膜完工 最后一块薄膜充气中
下图为:水立方外层膜将完工 工人拧紧螺丝钉
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3楼
“水立方”简介
场馆名称:国家游泳中心
赛时功能:游泳、跳水、花样游泳、水球
面积:65000到80000(平方米)
座席:永久座席6000个,临时性座席11000个
开工时间:2003年12月24日
“水立方”外层膜结构“织补”完成
阳光下呈淡蓝色的国家游泳中心(“水立方”)昨日上午12时左右补上最后一块气枕后,其外层膜结构全部完工。
“这里是现场安装组,第1437块,编号388,安装准备工作完毕,外层膜结构,第1437块膜开始安装。”随着现场工程人员振奋而激动的声音,2006年12月26日的11点10分,国家游泳中心(水立方)外层膜结构的安装工程正式开始。
40分钟后,最后一块外部膜结构的安装顺利完成,“水立方”的绝美身姿也完美呈现在了人们的面前。
据现场的技术人员介绍,昨日安装的最后一块气枕约40至50平方米,安装位置位于比赛看台上方。“水立方”于2003年12月24日正式开工建设,2006年7月完成全部混凝土和钢结构施工工作,2006年8月1日正式启动膜结构气枕安装。据技术人员介绍,随着外层膜结构封闭完成,内层气枕安装将结合室内精装修工程同步进行,机电施工正在进行设备和管道安装,室内精装修工程将在年底前组织实施。整个工程将于明年年底竣工。
按照计划,国家游泳中心将于2008年2月启动场馆测试赛。
设计理念
方形代表人的智慧
为何把“水无常形”的理念用方形来阐释,“水立方”中方设计师王敏解释说:“方的形状代表中国人最朴实的一种观念;还有从城市规划角度,北京是从方形演化成的城市,在这个格局里,方形代表着人的智慧;另外我们对水的理解更希望它是外表上很宁静的感觉,但是又蕴藏着很多可变的可能性,这是水的特点。”
而“水立方”的设计师在设计之初很早就将目光锁定在“水泡”上。设计人员发现,19世纪末英国物理学家开尔文发现的开尔文定律能解释这个问题:14边形的三维结构球体组成的结构接触界面最小。这个理论最终成为其庞大的钢结构体系的依托,代入软件中,成为精确的模型。
内部环境
水温恒定28℃
奥运会时,“水立方”可容纳17000人观赛,是否会出现视线阻挡?工程项目经理孙洪庄解释道:“我们做了很多人性化的处理,包括后台可以清晰地看到各个角落里的比赛情况。包括屋顶上的灯光,我们对它的角度进行优化,主要是防止光线到水面上产生的漩涡。除此以外,在泳池两侧放了大屏幕。屏幕尺寸达到了23.8平方米。”
“水立方”的泳池深度达到了13米,这样的深度可充分减少来自水温的干扰,而在不久的将来,“水立方”室内膜结构完成后,泳池的水温将被控制在28℃,这样的温度非常适宜运动员的发挥。
此外,“水立方”在地面的设计上也花费了不少心思,由于比赛池和热身池中间有一定距离,运动员在这两池之间往往是赤脚往返,“水立方”对这段路程的地面做了特殊、细致的处理,届时,“运动员走过去都很舒适”,不会觉得脚凉。
膜结构•科技性
只沾目光不沾尘
水蓝色的“水立方”像一个透明“冰块”,游泳中心内部设施尽收眼底。这种独特的感觉就源于建筑外墙采用的一种叫做ETFE(四氟乙烯)的膜材料。
国家游泳中心总监代表韩涛在施工现场介绍,ETFE膜材本身具有不侵水性,就是水从上面走,滑过却不留水痕,而气枕上面的杂物、尘埃等,则会通过雨水的自然降落而被清洗掉。此外,“水立方”专门设计了雨水回收系统,一年回收的雨水量一万吨左右,相当于一百户居民一年的用水量。
在解决透气问题时,“水立方”在设计时便在屋顶设置了自然排风机,八个自然通风口可实现馆内外空气流通。
膜结构•安全性
燃烧时不会扩散
施工方现场负责人于程松介绍说,“水立方”单块膜结构气枕最大重量达到了50公斤,膜结构的抗压性极强。
据介绍,“水立方”外层膜结构数量达到了1437块。这种材料质地轻巧,但强度却超乎想象。于程松介绍说,ETFE膜的强度可承受一辆汽车。为防止顶层膜结构划伤,施工方还在膜结构表面铺设了很细的钢丝网,这样即便有鸟儿落在上面也不会对这些蓝色的“泡泡”造成损伤。
此外,这些膜的延展性也很强,可以被拉伸到本身的三到四倍。715度以上的燃点将保证膜结构的消防安全,即便被点燃,这种材料在燃烧时并不会扩散,且无烟,无燃烧物掉落。
膜结构•环保性
节省电能30%
只有2.4毫米厚的膜结构气枕像一层皮肤一样包住了整个建筑,跟玻璃相比,它可以透进更多的阳光和空气,从而让泳池保持恒温,能节电和节能30%%。
四氟乙烯具有有效的热学性能和透光性,可以调节室内环境,冬季保温、夏季散热,而且还会避免建筑结构受到游泳中心内部环境的侵蚀。
对于膜结构可能造成的需要大功率的空调系统来维护的问题,中方设计师王敏称:“是不是耗能需要综合评比,我们虽然在空调方面支出较大,但我们每天将近10个小时自然光的采光节省了很多电和能源。”
水立方膜结构完工 白天外景效果图
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4楼
上图为:水立方外层膜将完工 水立方外观
下图为:水立方外层膜完工 顶部完全铺装好
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5楼
“水立方”的外方设计者——澳大利亚PTW助理董事马克·巴特勒
“水立方”的中方设计者——王敏(进行特殊处理 外层膜采光好)
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6楼
其实搞建筑材料的才更应该关注,估计水利放的施工不是水利人做的
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7楼
谢谢大家啦,恳请大家继续多多关照哦!!!
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8楼
好漂亮啊
造价是高了还是低了啊
不过是一个艺术了
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9楼
做梦都想去水立方游泳下,
不过估计是没有那个机会了,
哎,是很漂亮。
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