國家游泳中心檢視原始碼討論檢視歷史

國家游泳中心
原圖鏈接

國家游泳中心又稱「水立方」(Water Cube)位於北京奧林匹克公園內，是北京為2008年夏季奧運會修建的主游泳館，也是2008年北京奧運會標誌性建築物之一。它的設計方案，是經全球設計競賽產生的「水的立方」([H2O]3)方案。其與國家體育場(俗稱鳥巢)分列於北京城市中軸線北端的兩側，共同形成相對完整的北京歷史文化名城形象。國家游泳中心規劃建設用地62950平方米，總建築面積65000-80000平方米，其中地下部分的建築面積不少於15000平方米,長寬高分別為 177m ×177m ×30m。2008年奧運會期間，國家游泳中心承擔游泳、跳水、花樣游泳、水球等比賽，可容納觀眾坐席17000座，其中永久觀眾坐席為6000座，奧運會期間增設臨時性座位11000個(賽後將拆除)。賽後成為具有國際先進水平的、集游泳、運動、健身、休閒於一體的中心。

建築特色

國家游泳中心是北京2008年奧運會主要比賽場館之一，也是2008年北京奧運會標誌性建築物之一。具有國際級的設施水平和知名度，周邊擁有超過50萬人的消費居民群體，具有地鐵奧運支線方便快捷的交通條件，通過國際招標選擇的具有豐富體育場館運營經驗的專業公司，以及特色突出的經營項目，及毗鄰的大規模的相關文化體育設施，在賽後的運營中將具有明顯的競爭優勢。水立方和鳥巢已成為北京市的新地標。

場館設計

國家游泳中心的設計方案，是經全球設計競賽產生的「水的立方」（[H2O]3）方案。設計體現出 [H2O]3(「水立方」)的設計理念，國家游泳中心由北京市國有資產經營公司負責建設、管理和運營，於2003年年底開工，2007年底前完工並投入試運行，接受國際游泳聯合會和國際奧林匹克運動委員會的檢查和驗收。「水立方」是北京奧運會國家游泳中心，它的膜結構是世界之最。它是根據細胞排列形式和肥皂泡天然結構設計而成的，這種形態在建築結構中從來沒有出現過，創意十分奇特。

設計材料

「水立方」的牆面和屋頂都分內外三層，設計人員利用三維坐標設計了3萬多個鋼質構件是由中國與澳大利亞的設計人員共同完成，這三萬多個鋼質構件在位置上沒有一個是相同的。這些技術都是我國自主創新的科技成果，他們填補了世界建築史的空白。

設計理念

「水立方」位於奧林匹克公園B區西側，和國家體育場『鳥巢』隔馬路遙相呼應，建設規模約8萬平方米，最引人注意的就是外圍形似水泡的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）。ETFE膜是一種透明膜，能為場館內帶來更多的自然光，他的內部是一個多層樓建築，對稱排列的大看台視野開闊，館內乳白色的建築與碧藍的水池相映成趣,ETFE膜還能防火，離開火就熄滅了。國家游泳中心採用的設計方案，是經全球設計競賽脫穎而出的「水的立方」方案。該方案由中國建築工程總公司、澳大利亞PTW建築師事務所、ARUP奧雅納工程顧問有限公司聯合設計。其中中方設計者：中建國際（深圳）設計顧問有限公司：水立方方案第一設計人鄭方、公司總裁兼總建築師趙曉鈞、暖通總工程師毛紅衛等，PTW建築事務所的兩名方案輔助設計師為約翰·保林（John Pauline）與托比·王（Toby Wong）。

設計體現出 （「水立方」）的設計理念，融建築設計與結構設計於一體，設計新穎，結構獨特，與國家體育場比較協調，功能上完全滿足2008年奧運會賽事要求，而且易於賽後運營。

設計來源

這個看似簡單的「方盒子」是中國傳統文化和現代科技共同「搭建」而成的。中國人認為，沒有規矩不成方圓，按照制定出來的規矩做事，就可以獲得整體的和諧統一。在中國傳統文化中，「天圓地方」的設計思想催生了「水立方」，它與圓形的「鳥巢」——國家體育場相互呼應，相得益彰。方形是中國古代城市建築最基本的形態，它體現的是中國文化中以綱常倫理為代表的社會生活規則。而這個「方盒子」又能夠體現國家游泳中心的多功能要求，從而實現了傳統文化與建築功能的完善結合。

在中國文化里，水是一種重要的自然元素，並激發起人們歡樂的情緒。國家游泳中心賽後將成為北京最大的水上樂園，所以設計者針對各個年齡層次的人，探尋水可以提供的各種娛樂方式，開發出水的各種不同的用途，他們將這種設計理念稱作「水立方」。希望它能激發人們的靈感和熱情，豐富人們的生活，並為人們提供一個記憶的載體。

為達此目的，設計者將水的概念深化，不僅利用水的裝飾作用，還利用其獨特的微觀結構。基於「泡沫」理論的設計靈感，他們為「方盒子」包裹上了一層建築外皮，上面布滿了酷似水分子結構的幾何形狀，表面覆蓋的ETFE膜又賦予了建築冰晶狀的外貌，使其具有獨特的視覺效果和感受，輪廓和外觀變得柔和，水的神韻在建築中得到了體現。輕靈的「水立方」能夠奪魁，還在於它體現了諸多科技和環保特點。合理組織自然通風、循環水系統的合理開發，高科技建築材料的廣泛應用，都共同為國家游泳中心增添了更多的時代氣息。泳池也應用了許多創新設計，如把室外空氣引入池水表面，帶孔的終點池岸，視覺和聲音出發信號等，這將使比賽池成為世界上最快的泳池。

設計特色

建築技術

膜結構建築是21世紀最具代表性的一種全新的建築形式，已成為大跨度空間建築的主要形式之一。它集建築學、結構力學、精細化工、材料科學與計算機技術等為一體，建造出具有標誌性的空間結構形式，它不僅體現出結構的力量美，還充分表現出建築師的設想，享受大自然浪漫空間。在2008年的奧運會建築設計上，膜結構應用得到體現。

「水立方」是世界上最大的膜結構工程，建築外圍採用世界上最先進的環保節能ETFE(聚四氟乙烯)膜材料。

「水立方」整體建築由3000多個氣枕組成，氣枕大小不一、形狀各異，覆蓋面積達到10萬平方米，堪稱世界之最。除了地面之外，外表都採用了膜結構。安裝成功的氣枕將通過事先安裝在鋼架上的充氣管線充氣變成「氣泡」，整個充氣過程由電腦智能監控，並根據當時的氣壓、光照等條件使「氣泡」保持好的狀態。

這種像「泡泡裝」一樣的膜材料有自潔功能，使膜的表面基本上不沾灰塵。即使沾上灰塵，自然降水也足以使之清潔如新。此外，膜材料具有較好的抗壓性，人們在上面「玩蹦床」都沒問題，「正常的放上一輛汽車都不會壓壞」。如果萬一出現外膜破裂，根據應急預案，可在8個小時內把破損的外膜修好或換新。「水立方」晶瑩剔透的外衣上面還點綴着無數白色的亮點，被稱為鍍點，它們可以改變光線的方向，起到隔熱散光的效果。

「水立方」是世界上最大的膜結構工程，除了地面之外，外表都採用 了膜結構———ETFE材料，藍色的表面出乎意料的柔軟但又很充實。國家體育館工程承包總經理譚曉春透露，這種材料的壽命為20多年，但實際會比這個長，人可以踩在上面行走，感覺特別棒。世界上只有三家企業能夠完成這個膜結構。

「考慮到場館的節能標準，膜結構具有較強的隔熱功能；另外，修補這種結構非常方便，比如，射槍或者是尖銳的東西戳進去後，監控的電腦會自動顯現出來。如果破了一個洞，只需用不乾膠一貼就行了；膜結構還非常輕巧，並具有良好的自潔性，塵土不容易粘在上面，塵土也能隨着雨水被排出。」譚曉春說，膜結構自身就具有排水和排污的功能以及去濕和防霧功能，尤其是防結露功能，對游泳運動尤其重要。

此外，「水立方」占地7.8公頃，卻沒有使用一根鋼筋，一塊混凝土。其牆身和頂棚都是用細鋼管連接而成的，有1.2萬個節點。只有2.4毫米厚的膜結構氣枕像皮膚一樣包住了整個建築，氣枕最大的一個約9平方米，最小的一個不足1平方米。跟玻璃相比，它可以透進更多的陽光和空氣，從而讓泳池保持恆溫，能節電30%。

科技技術

「水立方」設計方、中建國際(深圳)設計顧問有限公司總建築師鄭方告訴記者，基於「水立方」設計方案原創特點，確定了三大科技攻關課題，分別是室內聲環境系統關鍵技術、鋼結構關鍵技術和ETFE膜結構裝配系統關鍵技術。

「水立方」的科研攻關在解決一系列科技難題的同時，在很大程度上填補了國、內外在建築科技領域的技術空白，有力推動了科學技術產業化和國外技術的國產化進程。

LED景觀照明、鋼結構安全與健康監測、基於ETFE膜的大空間聲學效果控制、熱回收空調技術、場地照明高強氣體放電燈專用電源HEPS系統、智能救生系統、智能應急照明控制系統、智能消防系統。

綠色技術

綠色奧運、科技奧運、人文奧運，作為北京奧運會的三大核心理念，對於北京奧運會的各項工作具有綱領性指導意義。三大理念中，首當其衝的就是綠色奧運。從《北京奧運行動規劃》中對綠色奧運的定義不難看出，實現綠色奧運的每個環節，都需要以人們具有高標準的生態素養為保障，按照標準來落實各項工作。 國家游泳中心建設主要的先進節能技術包括熱泵的選用、太陽能的利用、水資源綜合利用、先進的採暖空調系統，以及控制系統和其他節能環保技術，如採用內外牆保溫，減少能量的損失；採用高效節能光源與照明控制技術等。這些新標準、新技術、新材料的採用，為我國今後建築節能建設起到了良好的示範作用，還可進一步帶動和促進我國建築節能技術產業化的發展。

水立方首次採用的ETFE膜材料，可以最恰當地表現「水立方」，水立方」的外形看上去就像一個藍色的水盒子，而牆面就像一團無規則的泡泡。這個泡泡所用的材料「ETFE」，也就是我們常說的「聚氟乙烯」。這種材料耐腐蝕性、保溫性俱佳，自清潔能力強。國外的抗老化試驗證明，它可以使用15至20年。而這種材料也很結實，據稱，人在上面跳躍也不會損傷它。同時由於自身的絕水性，它可以利用自然雨水完成自身清潔，是一種新興的環保材料。猶如一個個「小泡泡」的ETFE膜具有較好抗壓性，厚度僅如同一張紙的ETFE膜構成的氣枕，甚至可以承受一輛汽車的重量。氣枕根據擺放位置的不同，外層膜上分布着密度不均的鍍點，這鍍點將有效的屏蔽直射入館內的日光，起到遮光、降溫的作用。

自動換水

為確保「水立方」的水質達到國際泳聯最新衛生標準，泳池的水將採用砂濾——臭氧——活性炭淨水工藝，全部用臭氧消毒。據介紹，臭氧消毒不僅能有效去除池水異味，而且可消除池水對人體的刺激。

此外，泳池換水還將全程採用自動控制技術，提高淨水系統運行效率，降低淨水藥劑和電力的消耗，可以節約泳池補水量50%以上。此外，泳池和水上遊樂池將採用防滲混凝土以防滲漏。

廢水再利用

除了泳池用水，「水立方」的其他用水也十分節約。洗浴等廢水，將經過生物接觸氧化、過濾，再用活性炭吸附並消毒後，用於場館內便器沖洗、車庫地面的沖洗以及室外綠化灌溉。僅此一項就可每年節約用水44530噸水。此外，為了減少水的蒸發量，「水立方」的室外綠地將在夜間進行灌溉，採用以色列的微灌噴頭，建成後可以節約用水5%。

衛生潔具

為儘可能減少人們在使用時對水的浪費，「水立方」對便器、沐浴龍頭、面盆等設備均採用感應式的沖洗閥，合理控制衛生潔具的出水量，並在各集中用水點設置水錶，計量用水量。預計通過這些措施，可以節水10%左右。

除了浴池用水，「水立方」還將在比賽大廳設立飲水處，為運動員和觀眾提供飲用水。為避免飲水的二次污染，避免浪費，「水立方」的飲用水將採用末端直飲水處理設備。

聲學效果

「水立方」上共有內外兩層氣枕，是國際上建築面積最大、功能要求最複雜的膜結構系統。以膜為頂的「水立方」，在下雨時雨點落到膜上，室內的雨噪聲會不會很大？牆上的膜能否阻隔外部的聲音，保持室內相對安靜？膜的吸聲能力是否足以保證將室內的混響時間控制在一定範圍內，使廣播的 聲音清晰可聞？「水立方」的膜結構在建築聲學方面會帶來怎樣的難題呢？ 據清華同衡城市規劃設計研究院建築聲學與室內設計研究所所長石慧斌和工程師金迪鋒介紹，在國際上已有建築使用氣枕的先例，不過一般只有兩層ETFE膜，而「水立方」的氣枕達到了3－4層膜，內外兩個氣枕就有6－8層膜。多層彈性膜充氣後，聲反射的變化可不像膜的層數增加那樣簡單。而且，由於「水立方」膜的大小不同、厚薄不一，又給建築聲學帶來了一系列不可預知的因素。

從室內聲學設計來說，游泳館可以說是難度最大的。石慧斌說，水面對聲音而言是硬反射材料，水池邊的地面一般也是硬質材料，這些硬質鏡面材料對聲音的反射非常厲害。更何況，「水立方」又不是一般的游泳館，它是一座被膜「包」起來的游泳館。

「水立方」的聲學專家採用了：「膜」加「板」提高隔聲性能、「聲學大廳」控制混響時間、增大吸聲面積，安裝吸聲性能高的材料等方法解決「水立方」的膜結構在建築聲學方面帶來的難題。「水立方」投入使用後，多次舉辦了各類音樂會、交響樂、演唱會、大型文藝活動等，受到了經營者和觀眾極高的評價，是水立方賽後多元經營成為可能。

新型環保

游泳中心內的游池應用了許多創新式的設計，如把室外空氣引入池水表面，帶孔的終點池岸，視覺和聲音發出信號等。還有一些高科技設備，如確定運動員相對位置的光學裝置、多角度三維圖像放映系統等，這些裝置將幫助觀眾更好地觀看比賽。

在設計中還充分考慮了環保的需要。為了減少二氧化碳的產生，在設計中減少了 電的使用。利用太陽能電池提供電力。大幅地使用了新型材料，使空調和照明負荷降低了20%-30%。另外，游泳中心消耗掉的水分將有80%從屋頂收集並循環使用，這樣可以減弱對於供水的依賴和減少排放到下水道中的污水。系統對廢熱進行回收，熱回收冷凍機的應用一年將節省60萬度電。還有現代化消防裝置為建築量身定做，比常規設施節約74%。

在建築節能上，「水立方」的設計也有獨到之處。在「水立方」總共8萬平方米的建築面積中，3萬平方米屋頂將使雨水的收集率達到100%，而這些雨水量相當於100戶居民一年的用水量；在光的利用上，由於「水立方」採用了特殊的膜材料和相應的技術，使得該場館每天能夠利用自然光的時間達到了9.9小時，一年下來，8萬平方米的「水立方」將節約大量的電力資源。

科研創新是「水立方」建築設計中的一大亮點，它所採用的特殊膜材料、鋼結構，以及室內環境設計，在奧運場館建築歷史當中很多都是空白，因此，科技創新成為 「水立方」建設工作中的重頭戲，經過參建各方共同努力，「水立方」項目中經國家有關部門批准立項的科研項目達到10多項，此外，「水立方」的建設還產生了類似項目的施工驗收標準。

區域分布

水世界

水世界位於水立方的南部，是一個可以給全家人帶來水的新鮮、刺激、神秘、快樂的區域。

時尚養生區

時尚養生區位於水立方的北部，這裡會告訴你什麼是時尚、什麼是養生，是一個能給你的身體帶來新的能量的地方。

SPA水療館

SPA水療館位於水立方北部，是一個具有國內外先進的水療設施設備、擁有獨特的空間環境和水療技術的區域。

主題餐廳和酒吧

主題餐廳和酒吧是具有「水立方」特色、健康的餐飲設計區域，如泡泡吧、水上網吧、水流主題餐廳、陶吧、書吧等。

商業區

商業區位於水立方的中部，是水立方最具商業氣息的區域，在這裡可以看到各式各樣的帶有水立方氣質的商品、了解水立方和奧運游泳項目的歷史以及與水有關的最新最時尚、休閒、娛樂資訊。

經營典範

儘管倫敦奧運會的硝煙已經散去，但9月初的水立方里依然有場館與英國文化旅遊局合辦的倫敦奧運展。不少遊客與展會中的「倫敦眼」、「紅色電話亭」和「雙層大巴」合影留念。這個富有創意的聯動展出讓很多人不感意外。水立方當初僅僅半年就實現營業收入1.04億元。旅遊業依然是水立方經營收入非常重要的組成部分，但在水立方整體收入中的占比已由曾經的70%下滑到了30%左右。「水立方原來能夠容納1萬多人的賽時場館，只保留了3000左右的座椅，通過改造，經營面積從原來只有2萬多平方米增加到了7萬多平方米。這麼大的場館在9個月的時間裡實現迅速轉型，在奧林匹克所有場館改造運行當中都無先例。」北京奧林匹克公園管委會常務副主任田巨清說。

在2011年底的全國體育局長會議中，水立方相關負責人表示，水立方2011年自營收入為8800萬元，但包括場館維護、二期資產折舊、能耗等在內的成本費用稅金總計卻達到了9929.9萬元。其中，水立方每年的能耗、場館維護和勞動力成本共計5756.32萬元，占總支出比重的58%。

這一系列數據被不少媒體簡單地理解為「水立方年虧損1000多萬元」。這一度令水立方相當不滿，為此，水立方在最短時間裡發表了《水立方全年運營盈虧平衡未虧損的情況聲明》：水立方自營業務收入僅僅是水立方全年收入的一部分。2011年水立方實現收入超過1億元，其中還包括專項資金支持、政策扶植、其他多元化收入來源等。國家游泳中心有限責任公司的副總經理楊奇勇對水立方這些年的轉型是滿意的，「水立方基本達到略有盈利。」

國際奧委會主席羅格在2011年9月參加北京群眾體育大會時參觀過水立方，他當時就評價：「水立方的賽後運營是國際奧林匹克史當中場館賽後利用的一個典範。」

外界評價

來自世界冰壺聯合會的工作人員以及賽道製冰專家表示：「冰立方」冰面質量、場地環境都讓他們倍感驚喜和滿意。

來自世界冰壺聯合會的工作人員以及賽道製冰專家都表示，作為在游泳池上搭建的可移動冰壺場地，「冰立方」冰面質量、場地環境都讓他們倍感驚喜滿意。「多麼美妙的弧線，多麼真實的速度，這就是奧運會級別的賽道，夢想中的賽道！」製冰專家漢斯感慨，支撐冰面的可轉換結構「很精準，第一次使用就非常完美」。很多參賽運動員在賽後表示，滑行過程中完全感覺不到這是一塊可移動冰壺場地。「和其他比賽場館不一樣，這裡是非常專業的奧運標準場地，給了孩子們寶貴的鍛煉機會！」黑龍江省冰上訓練中心冰壺教練劉金莉說。