[編輯本段]
國家遊泳中心又被稱為“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遊泳館，也是2008年北京奧運會標誌性建築物之壹。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。2003年12月24開工，在2008年1月28日竣工。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，***同形成相對完整的北京歷史文化名城形象。國家遊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。到目前，來自101個國家和地區的35萬多港澳臺同胞及海外僑胞***捐獻了8.5億人民幣。其中鄭裕彤、鄭家純父子及屬下企業曾捐贈五千萬元人民幣。
建設大事記
[編輯本段]
2003年7月 國家遊泳中心建築設計方案正式確定
2003年12月24日 水立方奠基 土方及基礎處理工程開工
2004年4月7日 完成土方及基礎處理工程
2004年7月17日 國家遊泳中心建築安裝工程施工總承包合同正式簽約
2005年壹季度 完成全部主體混凝土結構施工
2006年4月10日 國家遊泳中心主體結構封頂 完成鋼結構的安裝
2006年6月16日 鋼結構支撐體系成功卸載
2006年8月1日國家遊泳中心膜結構安裝第壹塊膜結構氣枕
2006年12月26日 完成膜結構安裝
2007年3月 完成設備安裝 並開始聯機調試
2008年1月28日 正式竣工
用途
[編輯本段]
2008年奧運會期間，國家遊泳中心承擔遊泳、跳水、花樣遊泳等比賽，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)。賽後將建成為具有國際先進水平的、集遊泳、運動、健身、休閑於壹體的中心。
設計
[編輯本段]
國家遊泳中心的設計方案，是經全球設計競賽產生的“水的立方”（[H2O]3）方案。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澳大利亞有限公司聯合設計。設計體現出 [H2O]3(“水立方”)的設計理念，融建築設計與結構設計於壹體，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。
國家遊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，接受國際遊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”是北京奧運會國家遊泳中心，它的膜結構已成為世界之最。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，創意真是奇特。
“水立方”的墻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，這三萬多個鋼質構件在位置上沒有壹個是相同的。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
[編輯本段]
“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，最引人註意的就是外圍形似水泡的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯***聚物）。ETFE膜是壹種透明膜，能為場館內帶來更多的自然光，他的內部是壹個多層樓建築，對稱排列的大看臺視野開闊，館內乳白色的建築與碧藍的水池相映成趣。
國家遊泳中心的設計方案，是經全球設計競賽產生的“水的立方”（[H2O]3）方案。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澳大利亞有限公司聯合設計。其中中方設計者：中建國際(深圳)設計顧問有限公司總裁、總建築師趙小鈞、總工程師毛紅衛，PTW建築事務所的兩名主設計師為約翰·保林 (John Pauline)與托比·王(Toby Wong)。
設計體現出 [H2O]3(“水立方”)的設計理念，融建築設計與結構設計於壹體，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。
這個看似簡單的“方盒子”是中國傳統文化和現代科技***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壹。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”又能夠最佳體現國家遊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。
在中國文化裏，水是壹種重要的自然元素，並激發起人們歡樂的情緒。國家遊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，並為人們提供壹個記憶的載體。
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”包裹上了壹層建築外皮，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完美的體現。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***同為國家遊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。
創新的外掛材料
[編輯本段]
“水立方”不僅是壹幢優美和復雜的建築，她還能激發人們的靈感和熱情，豐富人們的生活，為人們提供記憶的載體。因此設計中不僅利用水的裝飾作用，同時還利用其獨特的微觀結構。采用在整個建築內外層包裹的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯***聚物）是壹種輕質新型材料，具有有效的熱學性能和透光性，可以調節室內環境，冬季保溫、夏季散熱，而且還會避免建築結構受到遊泳中心內部環境的侵蝕。更神奇的是，如果ETFE膜有壹個破洞，不必更換，只需打上壹塊補丁，它便會自行愈合，過壹段時間就會恢復原貌！
國際上在建築使用膜結構時，多用的是PTFE膜，這是壹種纖維材料，特點是不透明，但是，使用技術比較成熟。而“水立方”使用的是ETFE膜，這是壹種透明膜，能為場館內帶來更多的自然光。在國內對這種薄膜結構的理論研究幾乎就是空白。
2006年德國世界杯主要賽場之壹的慕尼黑安聯體育場也使用了ETFE氣枕式外墻，但與水立方相比，兩者的區別在於，德國安聯體育場的氣枕覆蓋面積為6萬平方米，而水立方則達到為10萬平方米；安聯運動場是單層氣枕並且是規則排列的，水立方則是雙層氣枕，並且幾乎沒有形狀相同的兩個氣枕。
按照設計方案，水立方的內外立面膜結構***由3065個氣枕組成（其中最小的1－2平方米，最大的達到70平方米），覆蓋面積達到10萬平方米，展開面積達到26萬平方米，是世界上規模最大的膜結構工程，也是惟壹壹個完全由膜結構來進行全封閉的大型公***建築。無論對設計還是施工、使用都是壹個極大的挑戰，對ETFE膜的材料、通風空調、防火、聲、光、電的控制等技術提出了壹個難度很大的課題。
新型環保設計
[編輯本段]
遊泳中心內的遊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。還有壹些高科技設備，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，遊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汙水。系統對廢熱進行回收，熱回收冷凍機的應用壹年將節省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***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戶居民壹年的用水量；在光的利用上，由於“水立方”采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，壹年下來，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”建築設計中的壹大亮點，它所采用的特殊膜材料、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***同努力，“水立方”項目中經國家有關部門批準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。
人性化的設計細節
[編輯本段]
“水立方”設計註重細節，充分考慮運動員和觀眾需求，體現了北京奧運會“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”的三大理念。
作為奧運會的比賽場館，國家遊泳中心首先要滿足奧運會期間的比賽需要。“水立方”的設計將盡可能的讓運動員在這裏感到舒適，讓觀眾感到舒適。而這種舒適往往來自很小的細節。“水立方”擁有跳水池、比賽池、熱身池，這些池子的水溫及其所在廳的溫度沒有太大的差異，這就為運動員穩定發揮創造了良好條件。
此外，“水立方”在地面的設計上也花費了不少心思，由於比賽池和熱身池中間有壹定距離，運動員在這兩池之間往往是赤腳往返，“水立方”對這段路程的地面做了特殊、細致的處理，屆時，“運動員走過去都很舒適”，不會覺得腳涼。
防雷設計：
“水立方”與“鳥巢”相似，也是采用了傳統的防雷技術。 “水立方”的地下及基礎部分是鋼筋混凝土結構，地上部分是鋼網架，鋼結構與鋼筋混凝土結構中的鋼筋通過焊接連接，***同形成了壹個立方體的籠子。屋面上，鑲嵌、固定壹塊塊充氣枕的是槽形的鋼構件，鋼構件又寬又厚，與“水立方”四壁的鋼網架焊接為壹體，支撐著整個屋頂。雷雨天氣裏，這些鋼構件的作用更是非同小可。它們壹方面作為天溝，收集、排除屋面的雨水；同時又充當了接閃器，及時將雷電流引到“籠式避雷網”，保護整個建築物的安全。這是壹個非常理想的“籠式避雷網”，完全依靠建築物自身結構中的材料，無須單獨架設避雷針、做引下線或接地體，屋面沒有突出的避雷針或避雷帶，既經濟美觀又安全可靠。
抗震設計：
“水立方”是典型的外柔內剛。外部只看到充氣薄膜，好像弱不禁風，而支撐這些薄膜的是堅實的鋼結構，裏面觀眾看臺和室內建築物為鋼筋混凝土結構。“水立方”的墻壁和天花板由1.2萬個承重節點連接起來的網狀鋼管組成，這些節點均勻地分擔著建築物的重量，使其堅固得足以經受住北京最強的地震。“水立方”的地下部分是鋼筋混凝上結構，在澆築混凝上的時候，在每根鋼桂的位置都設置了預埋件(上部為鋼塊)，鋼結構的鋼柱與這些預埋件牢固的焊接在壹起，就這樣，地上部分的鋼結構與地下部分的鋼筋混凝土結構形成壹個牢固的整體。正是靠著優越的結構形式和良好的整體性，“水立方”才擁有了“過硬的身體”，達到了抗震8級烈度的標準。
綠色場館
[編輯本段]
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，首當其沖的就是綠色奧運。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。
國家遊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、先進的采暖空調系統，以及控制系統和其他節能環保技術，如采用內外墻保溫，減少能量的損失；采用高效節能光源與照明控制技術等。這些新標準、新技術、新材料的采用，為我國今後建築節能建設起到了良好的示範作用，還可進壹步帶動和促進我國建築節能技術產業化的發展。
水立方首次采用的ETFE膜材料,可以最恰當地表現“水立方”，水立方”的外形看上去就像壹個藍色的水盒子，而墻面就像壹團無規則的泡泡。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，是壹種新興的環保材料。猶如壹個個“水泡泡”的ETFE膜具有較好抗壓性，厚度僅如同壹張紙的ETFE膜構成的氣枕，甚至可以承受壹輛汽車的重量。氣枕根據擺放位置的不同，外層膜上分布著密度不均的鍍點，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。
水立方用水節水方案
[編輯本段]
泳池換水自動控制
為確保“水立方”的水質達到國際泳聯最新衛生標準，泳池的水將采用砂濾——臭氧——活性炭凈水工藝，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，泳池換水還將全程采用自動控制技術，提高凈水系統運行效率，降低凈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采用防滲混凝土以防滲漏。
洗澡水用於沖廁及灌溉
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。僅此壹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，采用以色列的微灌噴頭，建成後可以節約用水5%。
衛生潔具設水表計水量
為盡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、面盆等設備均采用感應式的沖洗閥，合理控制衛生潔具的出水量，並在各集中用水點設置水表，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。為避免飲水的二次汙染，避免浪費，“水立方”的飲用水將采用末端直飲水處理設備。
水立方建築技術
[編輯本段]
膜結構建築是21世紀最具代表性的壹種全新的建築形式，至今已成為大跨度空間建築的主要形式之壹。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壹體，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，膜結構應用就得到完美的體現。
“水立方”是世界上最大的膜結構工程，建築外圍采用世界上最先進的環保節能ETFE(四氟乙烯)膜材料。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。目前世界上只有三家企業能夠完成這個膜結構。
“水立方”整體建築由3000多個氣枕組成，氣枕大小不壹、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，外表都采用了膜結構。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”保持最佳狀態。
這種像“泡泡裝”壹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，“正常的放上壹輛汽車都不會壓壞”。如果萬壹出現外膜破裂，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著無數白色的亮點，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。
此外，“水立方”占地7.8公頃，卻沒有使用壹根鋼筋，壹塊混凝土。其墻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壹樣包住了整個建築，氣枕最大的壹個約9平方米，最小的壹個不足1平方米。跟玻璃相比，它可以透進更多的陽光和空氣，從而讓泳池保持恒溫，能節電30%。
膜結構的完美體現
[編輯本段]
膜結構建築是21世紀最具代表性的壹種全新的建築形式，至今已成為大跨度空間建築的主要形式之壹。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壹體，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，膜結構應用就得到完美的體現。
“水立方”是世界上最大的膜結構工程，除了地面之外，外表都采用了膜結構———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。目前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。如果破了壹個洞，只需用不幹膠壹貼就行了；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，塵土也能隨著雨水被排出。”譚曉春說，膜結構自身就具有排水和排汙的功能以及去濕和防霧功能，尤其是防結露功能,對遊泳運動尤其重要。
作為壹個摹寫水的建築，水立方紛繁自由的結構形式，源自對規劃體系巧妙而簡單的變異，簡潔純凈的體形謙虛地與宏偉的主場對話，不同氣質的對比使各自的靈性得到趣味盎然的***生。椰樹、沙灘、人造海浪……將奧林匹克的競技場升華為世人心目中永遠的水上樂園。