國家遊泳中心膜結構項目經理"水立方"背後的故事

    國家遊泳中心「水立方」（資料圖） 中新社發 劉新 攝

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　　當2008年北京奧運會三大標誌性建築之一的「水立方」美麗的芳容贏得世界矚目的時候，你知道嗎，承攬其幕牆工程項目的是瀋陽的企業——瀋陽遠大集團公司。「在這三年裡，我們時刻都牢記著不能給家鄉瀋陽丟臉！」7月28日，這件「泡泡裝」的創造者——國家遊泳中心膜結構項目經理於蘭松向記者披露了創造奇蹟的背後故事。

　　「膜」之難點——氣枕達3800個

　　於蘭松告訴記者，被描述為 「夢幻般的建築」的國家遊泳中心「水立方」，其牆體設計突破了傳統手法，創造了一項「世界紀錄」：即目前世界上技術難度最大、最複雜的膜結構工程項目。「水立方」的結構遵循了自然界最普遍的結構組成形式，採用一種基於三維空間有效分割氣泡理論的新型空間結構，工程是膜結構，膜結構本身在中國是沒有的，但工程的結構難點在世界上也是絕無僅有的。因此「水立方」的幕牆工程從分析、設計到施工都是極富挑戰性的工作。

　　「水立方」表面是由「ETFE膜」氣枕組成，這些氣枕充上氣就會形成「水泡」,「水立方」表面有3800多個氣枕，這才構成了千姿百態的水世界。它能夠隔熱、增溫、隔音……一道道史無前例的世界級難題擺在遠大面前。於蘭松表示，為攻克這些奧運工程技術難點，瀋陽遠大投入了500萬元資金，製作了現場視覺測試樣件、淋水樣件、展廳樣件，甚至搭建了試安裝樣件等，為了有效解決膜結構在雨天產生噪聲的問題，遠大在清華大學的信息學院建立了一個專門的聲學實驗室進行測試，並成功找到了解決的辦法。

　　「膜」之拼裝——金屬杆達十幾萬個

　　於蘭松告訴記者，除了3800多個膜結構氣枕外，大大小小氣枕的金屬杆件也都是一件一個規格，數量更是達到了十幾萬個之多。這種材料的差異性給安裝施工帶來了極大的難度。這給於蘭松和同事們提出了一個相當大的難題。因此，遠大人將每個零件寫出編號，在噴漆之後寫出另一種編號，而且注意編碼的朝向。

　　於蘭松表示，連接到一起靠杆件，一個杆件需要墊框、夾塊、壓塞蓋、裝飾扣蓋完成，給施工帶來更大難度的是，這些「水滴」形狀大小各不相同。為了能準確無誤地將每一塊膜結構氣枕安裝到指定的位置上，每一個零件從設計、編號、加工、流轉、運輸，到現場的儲存、安裝等環節，都實現了「無縫對接」。為保證工程進度，工作人員在所有材料運到場館前，先在工廠按照施工方的要求進行裁剪，根據材料型號、位置進行一一編號。在到達現場後，按照編號安裝到相對應的位置。在安裝完一定區域後，將通過事先安裝在鋼架上的充氣管線對「氣泡」進行充氣。整個充氣過程由電腦智能監控，電腦將根據當時的氣壓、光照等條件使材料保持最佳狀態。

　　「膜」之魔力——上億個鍍點控制溫度

　　「水立方」幕牆工程共需要安裝3800多個膜結構氣枕，它們大小不一、形狀各異，幾乎沒有形狀相同的兩塊材料，最大的一個約9平方米，而最小的一個不足1平方米。在內外兩層膜間充入一定空氣便形成「泡泡」。但看似輕盈的膜結構是否容易破裂？於蘭松告訴記者，「ETFE膜」的抗壓性極強，厚度類似牛皮紙厚度，不過在安裝完成後，單位面積上都能承擔相當於汽車噸位的重量。膜的延展性也非常突出，拉到它本身的3到4倍長都不會斷裂。

　　再好的建築也需要維護。於蘭松告訴記者，「水立方」外立面的維護可以依靠自然的雨水完成。據介紹，由於「ETFE」膜本身的摩擦係數很小，灰塵、汙垢在這滑溜溜的表面上根本「站不住腳」，因此「ETFE」膜有很強的自潔性。即使表面有些浮塵，只要下點小雨，立面的膜就能被衝洗得很乾淨。

　　北京奧運會舉辦時正值盛夏，酷暑天氣會不會使「水立方」變成一個匯聚陽光的「溫室浴場」？如何在保持遊泳館的透明、美觀的同時，避免透明場館溫度偏高、出現眩光？於蘭松還告訴記者，解決上述問題的法寶就是分布在「ETFE膜」上的上億個鍍點，他們將如同「遮陽傘」一般控制著「水立方」的溫度和採光。

　　於蘭松表示，這上億個鍍點，在不同位置上的排列密度不盡相同，頂棚上的鍍點比東西牆面體要緊，是為了在中午阻隔強光的進入：靠近地面的氣枕上，鍍點就稀一些，這是為了讓更柔和的光進來。上億個鍍點組成了屏障，把刺眼的光線和多餘的熱量擋在場館之外，既實現了遊泳中心室內光熱的平衡，也起到阻隔、反射光線的作用。在鍍點之間，光線仍然可以自由通過，保證場館的照明溫度，調節著室內的日光。本報記者 白昕

　　★「水立方」大事記

　　2003年1月15日，建築設計方案面向全球招標。

　　2003年7月28日，設計方案正式確定，簡稱「水立方」。

　　2003年12月24日，「水立方」與「鳥巢」同一天奠基。

　　2005年3月17日，科技攻關計劃課題在京通過專家論證。

　　2005年6月，開始鋼結構安裝。

　　2006年4月10日，主體結構封頂，鋼結構安裝完成。

　　2006年5月30日，完成全部焊接。

　　2006年6月16日，鋼結構支撐體系被成功卸載。

　　2006年8月1日，膜結構氣枕安裝作業正式開始。

　　2006年11月4日，外牆面貼膜全部完成。

　　2006年12月26日，頂部最後一個氣枕安裝完畢，全部外裝完成。

　　2007年12月，進行室內裝修、室外鋪裝等等收尾工程。

　　2008年1月，正式竣工，進行試水、調燈等測試工作。

　　2008年1月31日起，「水立方」舉行「好運北京」中國遊泳公開賽。