場館名稱：國家遊泳中心
建設地點：奧林匹克公園
賽時功能：遊泳、跳水
花樣遊泳、水球
面積(M2)：65000－80000
座席：永久座席為6000個
臨時性座席11000個
開工時間：2003.12.24
預計完工時間：2007年四季度
專家揭露"水立方"名稱來歷 三個名字綜合而成
12月26日訊 今天上午，隨著國家遊泳中心"水立方"最後一塊外層膜結構被"補上"，1437塊"泡泡"安裝全部完工，充滿魔幻色彩的水藍色建築宣布外觀整體亮相。下午，"水立方"中方建築師胡小明在接受官方網站專訪時表示，"水立方"的名字靈感來源於"一個方盒子"、許多"水泡泡"和許多的"水分子"。
胡小明回憶說，在國家遊泳中心進入競標階段後，中方的幾位建築師和澳大利亞PTW公司一直都在思考給這個建築取一個什麼樣的名字。當時的構思是"一個方盒子"，容納了許多"水泡泡"和"水分子"的形象，大家為構思興奮了很久，但卻沒有立即給它取一個確切的名字。
"有一天晚上工作很晚了"，胡小明說，大家在工作之餘又開始為這個"方盒子、水泡泡和水分子"的形象起名字，於是，五花八門的創意都湧向了這個方盒子。在這些創意中間，一個英文名"水的立方體"（Water Cube）既表達了方形的，又與水相關，引起了很多人的注意。經過大家的深思熟慮後，確定了"水立方"這一簡潔明了的名字。
"水立方"的秘密--PTW建築事務所主設計師訪談
晶瑩剔透的國家遊泳中心"水立方"是北京目前所有在建的奧運體育場館中較為漂亮的一個，夢幻般的方形"水泡"效果圖給人們留下了深刻的印象。但是如何清潔、如何節能等問題在人們心中一直盤桓不去。如今，它正式取下面紗完整地走入人們視線，於是早已深藏人們心中的一些疑問紛紛擺上檯面。本報由此採訪了"水立方"的設計方PTW建築事務所的兩名主設計師約翰·保林（John Pauline）與託比·王（Toby Wong），希望能為讀者帶來滿意的答案。
中國房地產報：在北京這個風沙較多的城市，"水立方"如何清潔？
PTW：北京是一個沙塵暴較多的城市會給"水立方"的外觀帶來影響，我們在設計時也考慮到了這點。但是，ETFE本身比較光滑，不會粘上髒東西，所以不用太擔心。而且ETFE的清潔也非常簡單，表面沙粒用水一衝就掉，基本都可以採用人工清潔了，即使是更換一層新的ETFE也只需要幾個小時。
中國房地產報：目前，很多城市都要面臨奧運比賽後體育場館的運營和維護問題，在離"水立方"不到1公裡的北四環上還有一座英東遊泳館，那麼奧運比賽後，"水立方"該如何運營？
PTW："水立方"在奧運會期間能容納1.7萬名觀眾，賽後將保留6000個座位。而且賽後具體該如何運營，目前甲方也在考慮，據我所知業主的初衷並非在奧運比賽後將"水立方"作為普通的遊泳館來經營。
根據雪梨的經驗，奧運會後遊泳館是所有奧運場館裡惟一做到收支平衡的，去遊泳的人很多。但主賽廳並不是最賺錢的，反而是雪梨遊泳館的水上遊樂項目最賺錢，所以我們也建議"水立方"的賽後運營主要靠水上娛樂中心來賺錢。
中國房地產報：慕尼黑安聯體育場的ETFE安裝在比較高的位置，行人無法碰觸到。但"水立方"的ETFE安裝位置比較低，從圖片上看似乎很容易被人碰觸到。ETFE是充氣膜，如何保證它在離行人如此之近的情況下，不被人為地破壞？
PTW："水立方"底部是會裝有圍欄一類的保護措施的，行人基本不太可能觸摸到它。
中國房地產報：據聞"水立方"的屋頂也將鋪上ETFE，且將來人們還可登上遊泳館的屋頂參觀，那麼ETFE在通過充氣外鼓後，人走在屋頂上會不會有跳躍的感覺？
PTW：屋頂是平的。但外立面的ETFE充氣以後，屋頂也會在一定程度上"鼓"起來。如果人在屋頂上跳，肯定會感覺到反彈力，但只是在屋頂上行走的話是非常安全的，也不會感覺到彈力。
中國房地產報：雖然ETFE通過了大量實驗室檢測，但實驗室的環境畢竟與自然環境有所不同。水立方使用的ETFE在自然環境下，會不會像溫室那樣產生黴菌之類的生物？
PTW：ETFE在中國是一個新鮮的東西，但在歐洲已經經歷了比較漫長的發展過程，在過去20年內，歐洲有600~800個建築都用了這種材料，沒有出現過發黴的現象。"水立方"使用的這些ETFE已經在工地上放置了一到兩年的時間，材料還是很穩定。且"水立方"的內部將來也不會像溫室那樣種植大量植物，所以不會產生黴菌。
另外ETFE的廠家保證ETFE的使用壽命為30年，而且歐洲第一座應用了ETFE的建築建造於在30多年前，到現在還沒有發現任何問題。
中國房地產報："水立方"的節能設計體現在什麼地方？
PTW：PTW在做每個建築設計的時候都會考慮節能方面的問題，我們認為建築節能並不能說是為了節能而節能，每個不同的地塊都會做不同的考慮。就"水立方"而言，ETFE膜結構很輕，支撐的鋼結構也設計得相對輕巧，大大節省了材料。而且和溫室一樣，"水立方"通過收集太陽能並將其導入來加熱水池，也節省了能源。
資訊：
PTW的體育建築腳步
PTW是體育建築設計經驗非常豐富的建築事務所。"水立方"主設計師約翰·保林在入主"水立方"設計之前，曾經先後為雪梨奧運會和雅典奧運會設計過比賽場館，並參與了雅典奧運村的總體規劃。保林還負責了今年多哈亞運會的主場館設計。
保林曾經表示，全球有他這種工作經驗的人非常少。雪梨奧運場館的設計為他帶來了為雅典奧運工作的機會，也使他不再局限於傳統意義上的建築師，轉而變成奧運會規劃師。而在雅典工作的時間裡，他也在奧運村內反覆觀察，尋找北京奧運會可借鑑的元素。這些都成為後來"水立方"得以中標的鋪墊。現在保林在北京奧組委工作，職責與在雅典奧組委相同，即傾聽不同部門的需求，為每個奧運場館做出最合理的安排規劃。
目前在亞洲承接了很多設計項目的PTW在中國也接手了很多體育建築的設計。除"水立方"之外，PTW還設計了上海黃浦體育中心。目前該項目正在施工當中，被命名為"Sport Box"，意圖將各種體育運動一體化。其中最大的特色是側面半透明的攀巖牆，建成後可以從體育館外部看到館內運動員攀巖的景象。
安徽的蚌埠體育中心是PTW在中國進行的另外一個體育項目，該項目的主要亮點在於將運動員的動態行為描繪在建築外立面上，以清水混凝土材料製成，建成後外立面的維護費用將十分低廉。
水立方：性別、開爾文定律與ETFE
2006年12月11日，澳大利亞PTW建築事務所兩名主設計師約翰·保林（John Pauline）與託比·王（Toby Wong）出現在北京世紀劇院的LKP建築系列講座上。作為國家遊泳中心"水立方"的主設計單位之一，正是他們為"水立方"帶來了ETFE這種新型材料。在保林的娓娓道來之下，"水立方"的最初設計理念與建造過程被一一"解構"。
四天前，已完成主鋼結構施工的"水立方"向公眾開放，其建築外牆採用的新型環保節能ETFE(四氟乙烯)膜材料首次亮相，這種如液體氣泡般、對中國來說無比新鮮的建築材料成為"水立方"引人注目的焦點。
在完成了鋼結構和膜結構之後，"水立方"的施工已經渡過了最主要也是最艱難的階段，年底前完成外立面封閉，明年10月將全部完工。
美國易道公司北京主設計師麥可·埃瑞克森（Michael Erickson）將PTW描述為"集精妙創意和高超執行力於一身的建築事務所"。帶著這樣的評價，主設計師保林面對講座現場前來聆聽的以建築師為主體的聽眾，從容解答了他們對於"水立方"與ETFE的種種好奇與疑問。
呼應鳥巢
"水立方"由中國建築工程總公司、澳大利亞PTW公司、澳大利亞ARUP公司組成的聯合體協作設計。回顧"水立方"的中標過程，保林認為，"水立方"從眾多方案中脫穎而出的原因，在於它根植於中國文化的"方形合院"，並能與鄰近的鳥巢緊密呼應。他指出，"水立方"的創意形成並非偶然的想法，而是一個循序漸進的設計思維過程。
"作為來自雪梨的設計師，我們在設計國家遊泳中心的方案時考慮最多的問題是如何體現中國運動場館的東方特點和中國文化血脈，特別是遊泳館這種形式感和功能性都很強的建築。"保林說，PTW在設計之初設想了各種水可能形成的形態，圍繞水的主題，同時思考遊泳時水波產生的各種變化，意圖以一個有機的形體來塑造它。
保林透露，早在設計之初，PTW便與中方合作夥伴中國建築工程總公司達成了一致，認為國家遊泳中心應該是一座高度透明的建築，這個理念的統一最後促成了"水立方"的形成。並且，"在設計過程中，我們印象最深刻的是中方合作夥伴向我們闡釋'方形合院'在中國文化的重要性，所以我們對方形建築作了特別的探索。最後的效果很好，與橢圓形的鳥巢形成了鮮明對比。"他說。
在PTW接手國家遊泳中心投標方案時，國家體育場的方案已經確定為赫爾佐格和德梅隆設計的鳥巢。"有人認為鳥巢的存在使國家遊泳中心的設計變得簡單，但也有人認為這項工作更難。於是，怎樣與鳥巢在建築語彙上相互對話、取得中軸線兩端兩座建築的平衡成為國家遊泳中心設計主要考慮的問題。"保林說。
"水立方"的外形被正式確定為方形後，PTW與中建公司針對它進行了各種理性思考，最終確定了以柔軟而堅韌的ETFE外膜作為其外立面。從效果圖上看，"水立方"與鳥巢對比強烈。"鳥巢強勢，水立方優雅；鳥巢是橢圓形的，外立面邊緣平滑，而水立方是方形的，稜角分明；鳥巢內部的座椅是紅色的，顏色鮮豔，而水立方從外面看是泛著藍光的冷色調。可以說，鳥巢是男性化的，水立方則對應地呈現出女性化的特質。"保林說。
開爾文定律
"水立方"被確定為國家遊泳中心的方案後，一些專家和媒體評論它的形態過於隨意，尤其是外部的ETFE膜。保林特別在講座上指出，"水立方"看似隨意閒散，其實體現了一個精密而理性的設計過程。
PTW在講座現場展示的一張設計早期的幻燈片顯示，儘管當時建築表面的材料問題還沒有解決，但設計師已經比較一致地將目光鎖定在"水泡"上，這激發了大家最終的設計靈感。"我們想到了有機細胞的天然圖案以及肥皂泡的形成，希望觀眾坐在建築裡面，能體會到水的運動產生的各種形式，由此產生一種身處水中流動的感覺。"保林說，"最後終於發現能夠支撐較大跨度的水泡是一種合適的有機結構，思路走到這一步時，所有設計師都非常激動。"
而PTW的合作夥伴ARUP公司的主要工作則是將"水泡構思"轉化為3D結構圖，他們思考如果將"水立方"視為一個可以細分為若干均等部分的三維空間，何種形狀能夠保證界面接觸面積最小？最終設計人員發現，19世紀末英國物理學家開爾文發現的開爾文定律能解釋這個問題：14邊形的三維結構球體組成的結構接觸界面最小，後在經過1993年英國的兩位科學家對其進行研究和改進後，使得界面接觸面積又縮小了3%。
"泡沫理論"最終幫助"水立方"形成了複雜的節點，成為其龐大的鋼結構體系的依託，代入軟體中，成為精確的模型。
"泡泡牆"
被戲稱為"泡泡牆（Bubble Wall）"的ETFE膜在此時進入PTW的視線，因為它足夠堅硬，非常適用於環境苛刻、溫度敏感的遊泳場館，同時又是透明的，滿足了PTW要求"水立方"高度透明的設計原則。
"雖然ETFE是第一次進入中國，但實際上在國外建築界已經應用了幾十年，技術已經相對成熟。"託比·王說。在國外，ETFE多數應用於溫室外立面，溫室對環境和溫度的要求與遊泳館類似。此外，赫爾佐格和德梅隆設計的德國慕尼黑安聯體育場也應用了ETFE。
應用於"水立方"之上的ETFE為雙層結構，效果也與溫室類似，冬日光線照進來時，可以保證室內溫度；而夏天可以通過雙層結構引入通風系統，並在建築下部安裝1米多高的百葉通風口，原理類似於呼吸幕牆。冬天關閉，夏天開啟，保證冬暖夏涼。
"水立方"的建築面積約8萬平方米，高約30米，使用的ETFE共由3000多個氣枕組成，覆蓋面積達到10萬平方米，展開面積達26萬平方米，是世界上惟一一個完全由膜結構來進行全封閉的公共建築。工程建設方ARUP公司在對許多材料進行了一系列實驗後，最終判定這種膜是最適合"水立方"的，隨後對參數進行了優化，調整了膜的設計。氣枕將通過事先安裝在鋼架上的充氣管線充氣。整個充氣過程由電腦智能監控，根據當時的氣壓、光照等條件使氣泡保持最佳狀態。
據保林介紹，"水立方"頂部的氣枕膜層數已達4層，而牆體的膜則在2~3層之間。若頂層只有兩層膜，下雨天"水立方"內的人就會感到頭上有"打鼓"的感覺，在增加膜之後，雨點敲擊頂部薄膜的聲音就不會再對室內的正常使用造成影響。而ETFE的強度也被反覆檢測，結果表明即使在冰雹天氣使用也沒有問題。
保林還透露，澳大利亞昆士蘭一家請PTW做設計的公司看過"水立方"後，特別要求他們在設計中也使用ETFE，並從墨爾本空運了大量ETFE過去。"水立方"幫助PTW贏得了更多他們在澳大利亞本土的建築項目。
中方設計師王敏：進行特殊處理 外層膜採光好
這裡是現場安裝組，第1437塊，編號388，安裝準備工作完畢，外層膜結構，第1437塊膜開始安裝。"
隨著現場工程人員振奮而激動的聲音，2006年12月26日的11點10分，國家遊泳中心(水立方)外層膜結構的安裝工程正式開始。國家遊泳中心是第29屆奧運會遊泳、跳水、花樣遊泳比賽的場館，也是唯一一座全球華人捐資修建的奧運場館。40分鐘後的11點50分，最後一塊外部膜結構的安裝順利完成，"水立方"的絕美身姿也完美呈現在了人們的面前。
關於"水立方"獨特的膜結構外層，很多關心北京奧運會進展的國人都感到非常好奇，作為"水立方"的設計者，王敏也現場解答了人們的不少疑惑。
對於"美麗的水立方如何保護自己，保護膜結構，如何避免有利器刮傷"的問題，王敏回答說："從設計的時候充分考慮這個特點，雖然我們一方面希望水立方並不是高高在上，離人很遙遠，有視覺上的親密感，同時不希望人能直接觸摸它，在水立方四周圍了四米寬的護城河，除了表演水景之外，還有武力屏障，人不能直接觸摸它。"
為何把"水無常形"的理念用"方"型來闡釋，王敏解釋說："主要從三個方面考慮，一個方面方的形狀代表中國人最樸實的一種觀念，還有從城市規劃角度，北京這個城市從方形演化成的城市，在這個格局裡，方形代表著人的智慧。另外我們對水的理解更希望它是外表上很寧靜的感覺，但是又蘊藏著很多可變的可能性，這是水的特點。它的顏色能反映周圍自然界的表情，使建築本身非常豐富。"
由於參與遊泳、跳水、花遊、水球等項目的運動員身上只穿著泳衣，又是和水親密接觸，因此內部溫度的控制就成為了非常重要的課題，對於這一點，王敏說："在這個膜上做了一些特殊的處理，因為這個膜是90%以上的暴光率，光線已經進來了，不能讓運動員覺得非常炎熱，也不能非常寒冷，在這個膜上進行了特殊的處理，到下一步有專門的解釋。"
至於假如遇到降雨，將有可能出現的"噪音"問題，王敏表示："目前正在研究一種在屋面上臨時懸掛隔噪網。"
對於膜結構可能造成的需要大功率的空調系統來維護的問題，王敏稱："遊泳館建築向來都是高能耗的，尤其在夏季，不可避免的空調有一定的負荷，負荷比較高一點，你衡量一個建築是不是耗能的，需要綜合全面評比的，我們雖然在空調方面支出比較大，但是我們每天將近10個小時自然光的採光節省了很多電和能源。"
經過設計師的闡釋，人們對於"水立方"的部分懷疑也都得到了解決，而"水立方"的建設也又走過了一個裡程碑似的一天，2008年奧運會也在有條不紊一步一步地走向北京。(思來)
"這裡是現場安裝組，第1437塊，編號388，安裝準備工作完畢，外層膜結構，第1437塊膜開始安裝。"
隨著現場工程人員振奮而激動的聲音，2006年12月26日的11點10分，國家遊泳中心(水立方)外層膜結構的安裝工程正式開始。國家遊泳中心是第29屆奧運會遊泳、跳水、花樣遊泳比賽的場館，也是唯一一座全球華人捐資修建的奧運場館。40分鐘後的11點50分，最後一塊外部膜結構的安裝順利完成，"水立方"的絕美身姿也完美呈現在了人們的面前。
安裝過程中，"水立方"的項目經理孫洪莊就內部結構回答了人們關心的問題。
對於水池深度的問題，孫洪莊解釋說："我們這個水深13米，這個主要考慮到賽時的時候，減少來自水溫的幹擾，讓運動員發揮更好。有利於讓花樣遊泳運動員表現得更加精彩。隨著膜結構下一步封頂，轉向室內封頂，遊泳池的水溫要控制在攝氏28度，圍繞水溫，採取很多高科技的手段。"
對於內部兩層看臺的設計，孫洪莊說："前方深顏色的看臺是臨時的，上面潛顏色是永久性的，深顏色作為賽後運行的考慮，永久性的坐檯一共是6千個，賽後也可以滿足其他國際比賽。"至於17000人共同坐在這裡，是否會出現視線阻擋，他解釋道："我們做了很多人性化的處理，包括後臺有清晰的看到各個角落裡的比賽情況。室內環境是我們下一步重要的課題，包括在屋頂上燈光性，我們在安裝的時候，對它的角度進行了優化，主要是防止光線到水面上產生的漩渦，從座椅安排到整個環境，為觀眾提供一個好的環境。除此以外，在泳池兩側放了大屏幕。屏幕尺寸達到了23.8平米。"
"水分子"共有3000多個，但每個"水分子"的形狀都不一樣。因為它們要承載起整個場館，所以每一個水分子的形狀都是經過科研人員成千上萬次的計算和實驗產生的。
國家遊泳中心位於北京奧林匹克公園內，建築面積約5萬平方米，設有1.7萬個坐席,工程造價約1億美元,全部由港澳臺同胞捐贈,是所有奧運場館中唯一的一個。
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