國家游泳中心

國家游泳中心

國家游泳中心又稱“水立方”(Water Cube),位於北京奧林匹克公園內,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”方案。其與國家體育場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。賽後將建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。2011年“水立方”的場館自營收入8800萬元,入難敷出,需要通過政府相關產業資金支持才能達到收支平衡。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、水上芭蕾、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。

基本信息

場館介紹

國家游泳中心國家游泳中心
國家游泳中心又被稱為“水立方”(WaterCube)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”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。來自101個國家和地區的35萬多港澳台同胞及海外僑胞共捐獻了9.4億人民幣。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。奧運過後,水立方和鳥巢已成為北京市的新地標。

建築信息

座位數量:4000個(永久性)、2000個(可拆除)、臨時座位數11000個
建築造價:約10.2億(各界捐獻約8.5億人民幣)
業主單位:北京市國有資產經營有限責任公司
設計單位:中建設計聯合體、澳大利亞PTW建築設計事務所、ARUP奧雅納工程顧問公司聯合設計
建築設計單位:北京清華同衡規劃設計研究院有限公司建築聲學與室內設計研究所
施工單位:中建一局建設發展有限公司

創建歷程

國家游泳中心國家游泳中心
2003年7月,國家游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,國家游泳中心建築安裝工程施工總承包契約正式簽約。
2005年一季度,完成全部主體混凝土結構施工。
2006年4月10日,國家游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,國家游泳中心膜結構安裝第一塊膜結構氣枕。
2006年12月26日,完成膜結構安裝
2007年3月完成設備安裝,並開始在線上調試。
2008年1月28日正式竣工。
2008年1月31日-2008年2月5日承辦2008“好運北京”中國游泳公開賽。
2008年2月19日-2008年2月25日承辦2008“好運北京”第16屆夥計泳聯跳水世界盃。
2008年4月16日-2008年4月20日承辦2008“好運北京”奧運會水上芭蕾資格賽。

2018年8月,承辦北京2022年冬奧會冰上項目,改造場館已經初步形成改造方案。
2018年12月26日,國家游泳中心正式開始改造,啟動向“冰立方”的華麗轉身。改造後的國家游泳中心將在比賽大廳新增冰壺場地功能,滿足北京2022年冬奧會和冬殘奧會賽事需要。

場館設計

國家游泳中心國家游泳中心
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。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(JohnPauline)與托比·王(TobyWong)。
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”又能夠最佳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套用,都共同為國家游泳中心增添了更多的時代氣息。泳池也套用了許多創新設計,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。

設計細節

國家游泳中心國家游泳中心
“水立方”設計注重細節,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,國家游泳中心首先要滿足奧運會期間的比賽需要。“水立方”的設計將儘可能的讓運動員在這裡感到舒適,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一定距離,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、細緻的處理,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,也是採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線,共同形成了一個立方體的籠子。屋面上,鑲嵌、固定一塊塊充氣枕的是槽形的構件,鋼構件又寬又厚,與“水立方”四壁的鋼網架焊接為一體,支撐著整個屋頂。雷雨天氣里,這些鋼構件的作用更是非同小可。它們一方面作為天溝,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。這是一個非常理想的“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,裡面觀眾看台和室內建築物為鋼筋混凝土結構。“水立方”的牆壁和天花板由1.2萬個承重節點連線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,在澆築混凝土的時候,在每根鋼柱的位置都設定了預埋件(上部為鋼塊),鋼結構的鋼柱與這些預埋件牢固的焊接在一起,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一個牢固的整體。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。

建聲設計

國家游泳中心採用的ETFE膜氣枕在大型建築中大規模使用在國內外尚屬首次,國內外還未有相關ETFE膜氣枕聲學性能的準確數據。因此,在國家游泳中心聲學設計之初,清華同衡規劃設計研究院建築聲學與室內設計研究所對ETFE膜氣枕進行了模型測試,獲得了詳實的ETFE膜氣枕聲學性能參數,為國家游泳中心比賽大廳室內聲學問題的完滿解決提供了堅實的基礎。提出的聲學解決方案較為圓滿地解決了國家游泳中心的聲學問題,竣工實測數據表明比賽大廳現場混響時間與計算機模擬值、設計值三者較為吻合,也說明了前期模型實驗檢測工作的重要性和檢測結果的真實有效性。

外掛材料

“水立方”不僅是一幢優美和複雜的建築,它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。採用在整個建築內外層包裹的ETFE膜(乙烯-四氟乙烯共聚物)是一種輕質新型材料,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游泳中心內部環境的侵蝕。更神奇的是,如果ETFE膜有一個破洞,不必更換,只需打上一塊補丁,它便會自行癒合,過一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,這是一種纖維材料,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,這是一種透明膜,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年德國世界盃主要賽場之一的慕尼黑安聯體育場也使用了ETFE氣枕式外牆,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共由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,也是惟一一個完全由膜結構來進行全封閉的大型公共建築。無論對設計還是施工、使用都是一個極大的挑戰,對ETFE膜的材料、通風空調、防火、聲、光、電的控制等技術提出了一個難度很大的課題。

新型環保

國家游泳中心國家游泳中心
游泳中心內的游池套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,熱回收冷凍機的套用一年將節省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。

場館設施

奧林匹克比賽大廳
奧林匹克比賽大廳是水立方的核心區域,整個大廳長:116m、寬:70m、高:30m、面積:8120㎡,內有兩個泳池,游泳池25米*50米,水深3米;跳水池25米*30米,水深4.5-5.5米。坐席區擁有5000餘個標準坐席,座椅水天一色,如同一池碧水飛濺出的層層浪花。大廳內空氣品質優良,自然光線、聲音效果、建築構造和色彩等方面優美結合,共同營造出舒適、愉悅、令人興奮的綜合室內環境。
水立方熱身池
水立方熱身池完全按照國際賽事標準建造,現分為深水區和淺水區,池水全部採用臭氧消毒、氯製劑作輔助的消毒方式,最大限度地保證了池水的質量;通風系統採用全空氣系統,池岸溫度常年保持在22-26度之間。
水立方多功能大廳
多功能大廳位於水立方西部的綜合性功能區,整個大廳長:60m、寬:40m、高:17m、面積:2400㎡,可容納約1000人。場地配有三塊標準室區域網路球場,寬闊的面積和充足的高度為豐富多彩的展陳設計,國內、國際文化藝術交流提供了一流的展示、交流平台。
嬉水樂園
嬉水樂園是目前中國最大、世界最先進的室內嬉水樂園之一,並擁有多項首次亮相於世界的水上遊樂設施。水立方嬉水樂園讓遊客於此晶瑩剔透的水滴里體驗前所未有的奇妙旅程,讓遊客與水立方零距離接觸,體會巨大的、神奇的水立方里不可思議的美妙和歡樂。
華人支持北京2008奧運會紀念展
港澳台同胞海外華僑華人支持北京2008奧運會紀念展向觀眾展現了水立方作為唯一一座由港澳台僑同胞捐資建設的奧運場館的誕生歷程,全面反映了海內外炎黃子孫心向奧運、為奧運場館建設慷慨捐資的感人畫面,充分體現了血濃於水的拳拳赤子真心。
北京奧運會水立方游泳紀念展
北京奧運會水立方游泳紀念展再現了中國游泳的精彩瞬間和北京奧運會史詩般的壯美輝煌,反映了豐富多彩的民眾游泳活動,使觀眾感同身受地分享中國游泳軍團的巔峰時刻與榮耀,激發強烈的愛國意識和報國情懷,並深刻感悟人與自然和諧相處、親水向善的人文理念。
探秘館
本展回顧了水立方這座神奇建築的建設歷程,通過豐富的實物展品和高科技的展示手段,引導觀眾深入發現和體驗水立方建築本身所蘊含的“綠色、科技、人文”三大理念,親身感受建築的獨特魅力,進而謳歌和銘記水立方建設者的豐功偉績。
水滴劇場
劇場面積約200平方米,座位150個,採用中國科學院雷射研究所研發的尖端雷射數字放映設備,可播放3D影片、雷射高清影片等,同時可兼用於會議、發布會等商業文化活動。
水立方南北小樓及南廣場
水立方南小樓共四層,北小樓共三層,擁有水吧、咖啡廳、泡泡吧、演播廳、小型多功能廳等。南廣場可承接大型公關活動、戶外展覽展示等。

設計特色

建築技術

國家游泳中心內部國家游泳中心內部
膜結構建築是21世紀最具代表性的一種全新的建築形式,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構想,享受大自然浪漫空間。在2008年的奧運會建築設計上,膜結構套用就得到完美的體現。
“水立方”是世界上最大的膜結構工程,建築外圍採用世界上最先進的環保節能ETFE(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慧型監控,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”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。
“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,塵土也能隨著雨水被排出。”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線而成的,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%。

科技攻關

“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、智慧型救生系統、智慧型應急照明控制系統、智慧型消防系統……美輪美奐的“水立方”中包含的科技奧運內容不勝枚舉。

綠色攻關

國家游泳中心國家游泳中心
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,外層膜上分布著密度不均的鍍點,這鍍點將有效的禁止直射入館內的日光,起到遮光、降溫的作用。

節水方案

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。
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%。
衛生潔具設水錶計水量
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定水錶,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

鋼骨架效果圖鋼骨架效果圖
“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

國家游泳中心——“水立方”國家游泳中心——“水立方”
游泳中心內的游池套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,熱回收冷凍機的套用一年將節省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。

功能綜述

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、水上網咖、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。

場館用途

國家游泳中心國家游泳中心
2008年奧運會期間,國家游泳中心承擔游泳、跳水、水上芭蕾等比賽,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(賽後拆除)。賽後將建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。

水上樂園

官方網站2008年1月28日訊北京2008年奧運會後,“水立方”能幹啥?普通老百姓消費得起嗎?“水立方”業主單位北京市國有資產經營有限責任公司副總經理康偉說,“水立方”從招標、設計到建設的各個環節都充分考慮了賽後運營,奧運會後,經過改建的“水立方”將成為北京市民的水上娛樂中心。而且,中關村三小於2009年5月31日在水立方舉辦了“歡聚北京祝福祖國”的主題大隊會。
康偉說,一般而言,滿足奧運會場館功能需求的游泳館建築面積在4萬平米左右就足夠了,但“水立方”的賽時建築面積約8萬平米,多出來的這些面積就是為了保障賽後運營的需要。奧運會賽時,“水立方”的座椅將達到1.7萬個,其中,1.1萬個坐席將在奧運會後拆除,在剩下的6千個坐席中,有2000個是活動座椅,長期固定的坐席數為4千個。這樣的設計為賽後利用留下了充足的空間。
國家游泳中心是目前國內最先進的游泳館,它的票價會不會也很貴?康偉說,奧運會後,國家游泳中心將對市民開放,內有游泳、跳水、嬉水樂園和冰上娛樂設施,而且“門票的價位將儘可能讓更多的老百姓進得去”。

陽光下晶瑩的水滴

“水立方”獨特的結構設計思想使它具有了別具一格的視覺效果,而要完全實現建築師的設計思想,對工程建築人員來說,是一個不小的挑戰。ETFE項目經理詹姆斯先生說:“我們做了很多視覺的測試,來儘量滿足建築師的這些設計哲理。我們認為這個是最大的挑戰,現在,我們覺得在這方面已經完成得相當成功了。”
“水立方”是一個177米乘177米的方型建築,高31米,看起來形狀很隨意的建築立面遵循嚴格的幾何規則,立面上的不同形狀有11種。內層和外層都安裝有充氣的枕頭,夢幻般的藍色來自外面那個氣枕的第一層薄膜,因為彎曲的表面反射陽光,使整個建築的表面看起來像是陽光下晶瑩的水滴。而如果置身於“水立方”內部,感覺則會更奇妙,進到“水立方”裡面,你會看到,像海洋環境裡面的一個個水泡一樣。
“水立方”與“鳥巢”只有一路之隔,一方一圓,一藍一紅,形成了一種微妙、均衡的關係。中方主設計師趙小鈞先生介紹說,就設計過程來說,是先有‘鳥巢’,所以,一開始做這個設計,關於如何跟‘鳥巢’形成一個和諧的、統一的、對比的、互相映襯這樣一個關係,就是大家重點討論的一個方面。

奇妙自潔不沾塵土

在今天,綠色、健康、和諧、可持續發展,是最重要的建築設計思想,在“水立方”的設計過程中,時時處處貫穿著這些理念。
“水立方”從建築到結構完全是一個創新的建築,蘊涵著極高的科技含量。它的建築外圍護採用新型的環保節能ETFE膜材料,覆蓋面積達到10萬平方米,是目前世界上最大的ETFE套用工程。
詹姆斯先生說:“它是一個雙層ETFE系統,外面一層裡面一層,從這個角度來講,它是第一個,是世界獨一無二的。”
這種ETFE膜材料的質量只有同等大小玻璃的1%,韌性好,又能吸收更多的陽光,並且不會自燃,另外,它們還有奇妙的自潔功能。“它們不沾附塵土,風一吹,土就走了。”國家游泳中心總經理康偉先生說。
“智慧型泡泡”反光遮陽
對一個游泳池來說,它的熱需求大於它的冷需求,所以工程設計之初,就要考慮它的整體熱負荷問題。“水立方”晶瑩通透的結構特徵不僅可以給人帶來美麗的視覺感受,而且具有極高的實用性,外面的陽光可以直接進入室內,給游泳池和室內空氣加熱。
而在夏天,“水立方”的“智慧型泡泡”系統可以通過不同朝向、不同密度的反光斑點,以及在內外兩層泡泡之間實現互相通風的技術手段,來改變遮陽係數,降低它的冷負荷,達到低溫的目的。同時,“水立方”內部的空調系統也充分考慮到了節能和環保的問題,工程設計者實現了分層空調、分區空調這樣一個概念,通過技術手段來降低了“水立方”里的空調能耗。

覆蓋計畫大量節水

北京是個比較缺水的城市,而擁有三個巨大游泳池的水立方,每小時蒸發掉的水就要超過一噸。有沒有可能避免這種浪費呢?關於這一點,“水立方”的建設者們在設計之初就有過周全的考慮。他們考慮把游泳池的整個池水進行覆蓋,也就是在游泳池不用的晚上用塑膠布或其他材料覆蓋。覆蓋計畫包括了整個“水立方”的比賽池、戲水大廳等,如此一來就可以節約大量的水。
除此之外,“水立方”的另一個環保功能是收集和循環雨水,這是充分體現“水立方”科技、綠色設計思想的一個技術亮點。落到水立方房頂上的雨水會被匯集到建築物下面的一個中心儲蓄池中。這些被收集來的雨水將被循環利用。這一點,也在“鳥巢”工程中充分考慮到。

驗收標準專門制定

無論是外部形狀還是內部結構,水立方都是中國建築史上的一個創新之作。而它的施工過程,更是中國的工程技術人員填補一系列國家行業空白的過程。
國家游泳中心項目執行經理候本才先生介紹說:“按照以往我們的施工慣例,我們都是有標準可以依據的,就說咱們國家要么有國標,要么有行業標準或者是地方標準,最起碼的要企業標準。那么現在我們這個工程,鋼結構和模結構,像所有這些相關標準都沒有,就不知道應該乾成什麼樣。”
在這樣的技術空白背景下,就需要建設者們在正式施工前,先制定出一個施工組織設計大綱。國內眾多專家經過近10輪的修改,最終確定了這份方案。包括鋼結構的加工、定位、安裝、焊接、以及最後的卸載等眾多難題,全部得到解決。為了保證工程質量,還專門制定了針對“水立方”的驗收標準。
候本才先生說:“我們參照了現行的一些標準,再結合這個項目的自身特點,重新編制了一份工程驗收標準,完全針對國家游泳中心鋼結構的驗收標準。這樣的話就知道怎么幹了,也知道該乾成什麼樣了,這也是經過了一個很曲折的過程。”

奧運後的水上娛樂中心

在“水立方”工程建成以後,除了承擔比賽任務,還將具有眾多附加功能,比如戲水樂園、健身俱樂部等等。把這些比較長期的規劃事先考慮進去,就確保了,即使在2008年的奧運會比賽結束以後,“水立方”仍然會創造可觀的經濟價值。
撐起城市脊樑的巨人

天圓地方陰陽之美

“水立方”由來:與鳥巢呼應體現天圓地方理念水立方”位於北京奧林匹克公園內,它與一牆之隔的“鳥巢”一起被並稱為北京奧運會兩大標誌性建築物。國家游泳中心公司總經理康偉說,這個湛藍色的水分子建築與東面的“鳥巢”,一圓一方,體現了中國“天圓地方”建築理念。與主場館“鳥巢”的設計相比,“水立方”體現了更多的女性般的柔美,一個陽剛,一個陰柔,形成鮮明對比,在視覺上極具衝擊力。

經營典範

國家游泳中心國家游泳中心
30元的門票讓水立方更受散客的青睞,而裡面更為完善的休閒、購物和餐飲空間也讓不少遊客感到滿意
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,現在只保留了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。這么大的場館在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總計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,“水立方現在基本達到略有盈利。”
國際奧委會主席羅格在2011年9月參加北京民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。”

實用信息

門票

國家游泳中心國家游泳中心
參觀:30元/人,學生、軍人等半價優惠15元/人,1-6票亭售票
游泳:50元/人,7票亭售票
嬉水樂園:200元/人,1.2-1.4m兒童160元/人,8-9票亭售票

開放時間

1,參觀旅遊
旺季(5月-10月)9:00-20:00
淡季(11月-4月)9:00-18:00
1、2、3、6、7、8票亭售票
2,游泳:
旺季(5月-10月):
平日12:30-21:00
周末9:00-21:00
淡季(11月-4月):
平日12:00-20:00
周末9:00-20:00
1、2、3、6、7、8票亭售票
3,嬉水樂園:
旺季(5月-10月)10:00-21:00
淡季(11月-4月)10:00-18:00
1、2、3、6、7、8、9票亭售票

交通信息

捷運

捷運8號線“奧林匹克公園”站下,往南步行約1公里到達;或者“奧體中心”站下,往北步行約1公里到達。

公交

1.81路、82路、510路、607路“北辰西橋北”站下。
2.86路“安翔北路東口”站下,步行約500米到達。

60年來中國湧現的新地標

新中國建國60周年以及改革開放30年的成就,使得中國的經濟飛速發展,各地繁華的商務中心區不斷建立以及具有歷史意義的建築紛紛拔地而起。

北京十大建築

2008年北京奧運會場館

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