國家游泳中心有個美麗別致的名字——“水立方”。這是一個關(guān)于水的建筑?！八笔沁@個建筑的靈魂，“方”來自中國文化的“天圓地方”概念。這個摹寫水的建筑，“方”中有著紛繁自由的鋼結(jié)構(gòu)，湛藍(lán)的泡泡ETFE膜所蘊含的傳統(tǒng)建筑哲學(xué)將“水”的優(yōu)雅與靈動完美地表現(xiàn)出來。
“水立方”的設(shè)計特色是建筑中氣泡和自由結(jié)構(gòu)的加入，使得形體上的極端簡潔與表現(xiàn)上的極端豐富愈發(fā)相得益彰，體現(xiàn)出東方思想與現(xiàn)代的契合。共由3000多個氣枕組成，覆蓋面積達(dá)到11萬平方米的“水立方”膜結(jié)構(gòu)，是世界上規(guī)模的膜結(jié)構(gòu)工程，也是一個完全由膜結(jié)構(gòu)來進(jìn)行全封閉的大型公共建筑。要說起這個膜的好處，那簡直就太多了。
3000個泡泡抗壓性很好每個泡泡都可承受汽車的重量
“水立方”的長寬高分別為177米、177米、30米，設(shè)計采用了泡沫理論，建筑外墻分布著3000個不規(guī)則的泡泡氣枕，該建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用了一種新型的ETFE（乙烯一四氟乙烯共聚物），由約3000塊氣枕組成的膜結(jié)構(gòu)，表面覆蓋面積達(dá)到11萬平方米，比德國世界杯安聯(lián)球場還要大5萬平方米。
ETFE膜具有較好延展、抗壓性，充氣后，每塊膜都能承受一輛汽車的重量，暴雨、冰雹、沙塵暴就更沒的說了。此外，膜的延展性非常好，耐火性、耐熱性都很明顯。它可以拉到本身的三到四倍長都不會斷裂，燃點在715度以上才能燒成一個窟窿，但是不擴(kuò)散，也沒有煙，也沒有燃燒物掉下去。
“水立方”的外墻膜有一定厚度，但假如刻意破壞也會破裂。不過，小面積的破損不會對整個氣泡造成影響，專用膠布就可輕易修復(fù)。而破損的外膜經(jīng)修補(bǔ)后重新充氣。
保溫隔熱
在“水立方”外層氣枕的內(nèi)層膜和內(nèi)層氣枕的外層膜上，鍍有上億個密度不等的鍍點以控制膜的透光度，解決了陽光直射的問題，這樣就減少了陽光帶來的熱量，不會使室內(nèi)的溫度太高。
同時，“水立方”兩層氣枕間的空廂是封閉的，也形成了一個隔熱的單元。通風(fēng)也是解決散熱問題的一個辦法，在游泳中心外圍的底部，有一個一米多高的百葉通風(fēng)口，可以將內(nèi)外互相連通，通過換氣將熱量排出，起到降溫的效果。以上這些措施，主要是針對夏天而言，夏天的隔熱方針，是“隔外不隔內(nèi)”，當(dāng)然冬天則正好相反。而在冬季，百葉通風(fēng)口也將封閉，以保證室內(nèi)的溫度。
水立方中方設(shè)計師、中建國際（深圳）設(shè)計顧問有限公司總工程師鄭方解釋說，“水立方”在室內(nèi)環(huán)境的設(shè)計上充分考慮了運動員和觀眾的需要。國家游泳中心的比賽大廳、戲水大廳都采用了百葉自然進(jìn)風(fēng)、上部機(jī)械排風(fēng)，可替代強(qiáng)制新風(fēng)量。從施工開始，場館就進(jìn)行了全過程的健康監(jiān)測。這樣，能夠真實地記錄并分析結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓和脈動以及溫度場的變化，從而確保室內(nèi)環(huán)境冬暖夏涼。
會“呼吸”
“水立方”的屋頂及兩層膜結(jié)構(gòu)的中間底下開口都設(shè)有自然排風(fēng)的風(fēng)機(jī)，相當(dāng)于設(shè)置了8個自然通風(fēng)口，空氣進(jìn)來，通過屋頂?shù)目涨怀鋈?，這樣就把建筑空間中的熱量散發(fā)出去。
外層膜結(jié)構(gòu)所需的所有氣枕均需通過三次檢查后才能成為“水立方”的一分子。
第一步檢查是在加工廠，主要對膜材料的材料檢查、熱荷檢查和外觀質(zhì)量檢查。第二步是監(jiān)理會在施工現(xiàn)場對整個氣枕的外觀質(zhì)量進(jìn)行復(fù)查，復(fù)查合格后才同意安裝。最后一步是監(jiān)理工程師在安裝過程中對氣枕的外觀質(zhì)量、固定、氣枕的室高等方面進(jìn)行一次全面的大檢查。
“水立方”能自己洗臉
ETFE氣枕不僅在視覺效果上充分顯示了建筑美學(xué)對水的形態(tài)——泡沫狀態(tài)下的水分子結(jié)構(gòu)的表達(dá)，同時也限度的配合了主體鋼結(jié)構(gòu)“泡沫”結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計。
“ETFE膜有很強(qiáng)的自潔性?！彼⒎街蟹皆O(shè)計師、中建國際（深圳）設(shè)計顧問有限公司總工程師鄭方解釋說，由于這種材料的摩擦系數(shù)很小，塵土不容易粘在上面。即使粘上的塵土，只要下點小雨，立刻就能將膜沖洗得干干凈凈。即使人工擦洗，擦干凈ETFE膜也要比自家擦玻璃、擦桌子省力得多?！芭菖荨敝g的凹陷處也有助于積水分流，這樣就不會因為積水而滋生霉菌。
“建筑就像是人的衣服，再好的衣服也會被弄臟，再好的建筑也需要維護(hù)。”水立方外方設(shè)計公司負(fù)責(zé)人巴特勒曾經(jīng)提出過這樣的觀點。其實在“水立方”被預(yù)定為“塑料”外衣時，就被賦予了能自己用雨水“洗臉”的“特異功能”。
節(jié)能每天自然光照9個小時以上
“水立方”外層氣枕的內(nèi)層膜和內(nèi)層氣枕的外層膜上都鍍著密度不等的小鍍點，以控制膜的透光度，減少陽光帶來的熱量，以免室內(nèi)溫度過高。透過的陽光在室內(nèi)會形成舒適的溫室效應(yīng)，保持室內(nèi)的溫暖，能節(jié)省約30％的能源。
這些鍍點的妙用還不僅與此，分布在ETFE膜上的上億個鍍點，可以改變光線的方向，起到隔熱散光的效果。這些“鍍點”布成的點陣，就像一把把遮陽傘，把刺眼的光線和多余的熱量擋在場館之外；而在一把把“遮陽傘”之間，所需光線可以自由通過，保證場館的溫度和采光。
對此，“水立方”業(yè)主單位北京市國有資產(chǎn)經(jīng)營有限責(zé)任公司副總經(jīng)理康偉說，“水立方”是個節(jié)能省電的場館，不僅有雨水回收系統(tǒng)，還自建了中水站和水晶水循環(huán)處理系統(tǒng)，雨水利用率約為0.76.“水立方每天用自然光照明達(dá)到9個小時以上，也節(jié)省了不少電能?！保荚嚧笞越Y(jié)構(gòu)工程師編輯整理）
“水立方”的設(shè)計特色是建筑中氣泡和自由結(jié)構(gòu)的加入，使得形體上的極端簡潔與表現(xiàn)上的極端豐富愈發(fā)相得益彰，體現(xiàn)出東方思想與現(xiàn)代的契合。共由3000多個氣枕組成，覆蓋面積達(dá)到11萬平方米的“水立方”膜結(jié)構(gòu)，是世界上規(guī)模的膜結(jié)構(gòu)工程，也是一個完全由膜結(jié)構(gòu)來進(jìn)行全封閉的大型公共建筑。要說起這個膜的好處，那簡直就太多了。
3000個泡泡抗壓性很好每個泡泡都可承受汽車的重量
“水立方”的長寬高分別為177米、177米、30米，設(shè)計采用了泡沫理論，建筑外墻分布著3000個不規(guī)則的泡泡氣枕，該建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用了一種新型的ETFE（乙烯一四氟乙烯共聚物），由約3000塊氣枕組成的膜結(jié)構(gòu)，表面覆蓋面積達(dá)到11萬平方米，比德國世界杯安聯(lián)球場還要大5萬平方米。
ETFE膜具有較好延展、抗壓性，充氣后，每塊膜都能承受一輛汽車的重量，暴雨、冰雹、沙塵暴就更沒的說了。此外，膜的延展性非常好，耐火性、耐熱性都很明顯。它可以拉到本身的三到四倍長都不會斷裂，燃點在715度以上才能燒成一個窟窿，但是不擴(kuò)散，也沒有煙，也沒有燃燒物掉下去。
“水立方”的外墻膜有一定厚度，但假如刻意破壞也會破裂。不過，小面積的破損不會對整個氣泡造成影響，專用膠布就可輕易修復(fù)。而破損的外膜經(jīng)修補(bǔ)后重新充氣。
保溫隔熱
在“水立方”外層氣枕的內(nèi)層膜和內(nèi)層氣枕的外層膜上，鍍有上億個密度不等的鍍點以控制膜的透光度，解決了陽光直射的問題，這樣就減少了陽光帶來的熱量，不會使室內(nèi)的溫度太高。
同時，“水立方”兩層氣枕間的空廂是封閉的，也形成了一個隔熱的單元。通風(fēng)也是解決散熱問題的一個辦法，在游泳中心外圍的底部，有一個一米多高的百葉通風(fēng)口，可以將內(nèi)外互相連通，通過換氣將熱量排出，起到降溫的效果。以上這些措施，主要是針對夏天而言，夏天的隔熱方針，是“隔外不隔內(nèi)”，當(dāng)然冬天則正好相反。而在冬季，百葉通風(fēng)口也將封閉，以保證室內(nèi)的溫度。
水立方中方設(shè)計師、中建國際（深圳）設(shè)計顧問有限公司總工程師鄭方解釋說，“水立方”在室內(nèi)環(huán)境的設(shè)計上充分考慮了運動員和觀眾的需要。國家游泳中心的比賽大廳、戲水大廳都采用了百葉自然進(jìn)風(fēng)、上部機(jī)械排風(fēng)，可替代強(qiáng)制新風(fēng)量。從施工開始，場館就進(jìn)行了全過程的健康監(jiān)測。這樣，能夠真實地記錄并分析結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓和脈動以及溫度場的變化，從而確保室內(nèi)環(huán)境冬暖夏涼。
會“呼吸”
“水立方”的屋頂及兩層膜結(jié)構(gòu)的中間底下開口都設(shè)有自然排風(fēng)的風(fēng)機(jī)，相當(dāng)于設(shè)置了8個自然通風(fēng)口，空氣進(jìn)來，通過屋頂?shù)目涨怀鋈?，這樣就把建筑空間中的熱量散發(fā)出去。
外層膜結(jié)構(gòu)所需的所有氣枕均需通過三次檢查后才能成為“水立方”的一分子。
第一步檢查是在加工廠，主要對膜材料的材料檢查、熱荷檢查和外觀質(zhì)量檢查。第二步是監(jiān)理會在施工現(xiàn)場對整個氣枕的外觀質(zhì)量進(jìn)行復(fù)查，復(fù)查合格后才同意安裝。最后一步是監(jiān)理工程師在安裝過程中對氣枕的外觀質(zhì)量、固定、氣枕的室高等方面進(jìn)行一次全面的大檢查。
“水立方”能自己洗臉
ETFE氣枕不僅在視覺效果上充分顯示了建筑美學(xué)對水的形態(tài)——泡沫狀態(tài)下的水分子結(jié)構(gòu)的表達(dá)，同時也限度的配合了主體鋼結(jié)構(gòu)“泡沫”結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計。
“ETFE膜有很強(qiáng)的自潔性?！彼⒎街蟹皆O(shè)計師、中建國際（深圳）設(shè)計顧問有限公司總工程師鄭方解釋說，由于這種材料的摩擦系數(shù)很小，塵土不容易粘在上面。即使粘上的塵土，只要下點小雨，立刻就能將膜沖洗得干干凈凈。即使人工擦洗，擦干凈ETFE膜也要比自家擦玻璃、擦桌子省力得多?！芭菖荨敝g的凹陷處也有助于積水分流，這樣就不會因為積水而滋生霉菌。
“建筑就像是人的衣服，再好的衣服也會被弄臟，再好的建筑也需要維護(hù)。”水立方外方設(shè)計公司負(fù)責(zé)人巴特勒曾經(jīng)提出過這樣的觀點。其實在“水立方”被預(yù)定為“塑料”外衣時，就被賦予了能自己用雨水“洗臉”的“特異功能”。
節(jié)能每天自然光照9個小時以上
“水立方”外層氣枕的內(nèi)層膜和內(nèi)層氣枕的外層膜上都鍍著密度不等的小鍍點，以控制膜的透光度，減少陽光帶來的熱量，以免室內(nèi)溫度過高。透過的陽光在室內(nèi)會形成舒適的溫室效應(yīng)，保持室內(nèi)的溫暖，能節(jié)省約30％的能源。
這些鍍點的妙用還不僅與此，分布在ETFE膜上的上億個鍍點，可以改變光線的方向，起到隔熱散光的效果。這些“鍍點”布成的點陣，就像一把把遮陽傘，把刺眼的光線和多余的熱量擋在場館之外；而在一把把“遮陽傘”之間，所需光線可以自由通過，保證場館的溫度和采光。
對此，“水立方”業(yè)主單位北京市國有資產(chǎn)經(jīng)營有限責(zé)任公司副總經(jīng)理康偉說，“水立方”是個節(jié)能省電的場館，不僅有雨水回收系統(tǒng)，還自建了中水站和水晶水循環(huán)處理系統(tǒng)，雨水利用率約為0.76.“水立方每天用自然光照明達(dá)到9個小時以上，也節(jié)省了不少電能?！保荚嚧笞越Y(jié)構(gòu)工程師編輯整理）