坐落在北京北中軸線上的國家體育場，被人們親切地稱作“鳥巢”。它是奧運工程建設(shè)中的一號工程，也是投資量最大、建筑面積最大、標(biāo)準最高、鋼材用量最多、科技含量最高、施工工藝最復(fù)雜、參加施工與協(xié)作的單位最多的工程，是2008年奧運會的主體育場。2008年8月8日，第29屆夏季奧運會的圣火將在這里點燃，屆時全世界的目光都將匯聚于此，奧林匹克的夢想舞臺將在這里開啟?！傍B巢”，是一個純粹用鋼鐵“編織”的巨大的橢圓形建筑，被譽為“第四代體育館”，在創(chuàng)下了全世界跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)建筑記錄的同時也譜寫著一個又一個自主創(chuàng)新的奇跡，給世界帶來了一個又一個的驚喜。

孕育而出的“鳥巢”

“鳥巢”形態(tài)如同孕育生命的“巢”，而它自己的生命，則是無數(shù)設(shè)計者們的智慧孕育出來的，所以，它更像一個搖籃，寄托著人類對未來的希望。

“鳥巢”雛形乍現(xiàn)。“鳥巢”的建筑形式，本身就是一種創(chuàng)新。據(jù)2008年北京奧運會主體育場中方總設(shè)計師李興鋼介紹，當(dāng)初設(shè)計時，并沒有刻意要做成“鳥巢”形狀。人們建造一個體育場是為了一些人(運動員)在那兒進行競技，而另外一些人(觀眾)在周圍捧場?；谶@樣的出發(fā)點，就確定了一個從內(nèi)到外的設(shè)計。內(nèi)核是橢圓形的賽場和圍繞賽場的一個碗形的看臺，而外部則是覆蓋看臺和背后觀眾集散大廳的鋼結(jié)構(gòu)外罩，并構(gòu)成一種與看臺形狀相呼應(yīng)的外形和編織式的結(jié)構(gòu)，這樣，“鳥巢”的雛形就在設(shè)計者們的頭腦中形成了。

別具匠心的設(shè)計者?！傍B巢”是由2001年普利茨克獎獲得者瑞士建筑家赫爾佐格和德梅隆(Jacques Herzog Pierre de Meuron)與中國建筑師合作完成的巨型體育場設(shè)計。1950年出生于瑞士巴塞爾的兩位建筑家像是一對雙胞胎，同年、同地、同校、同事業(yè)，甚至簡歷也幾乎完全相同。他們在大學(xué)時代，深受德國藝術(shù)巨匠約瑟夫·波依斯(Joseph Beuys)的影響，赫爾佐格把有機會與波依斯一起工作，看作對他們的智能發(fā)展的一個非常重要的時刻：約瑟夫·波依斯展示給他們從未看到過的事物。美國波普藝術(shù)家安迪’沃霍爾又讓赫爾佐格和德穆隆懂得了重復(fù)的價值。大師的影響，使他們形成了獨特的理念。在談到建筑與美術(shù)的關(guān)系時，赫爾佐格直率地說；“比起建筑我們更喜歡藝術(shù)。”巴塞爾站的信號所、倫敦泰德美術(shù)館等等都是他們的代表作。別具匠心的設(shè)計者成就風(fēng)格獨特的建筑，“鳥巢”能給人以不同凡響的感覺，就不足為奇了。

全方位的設(shè)計理念

體現(xiàn)奧運三大理念?！傍B巢”在設(shè)計上不僅完全滿足功能的要求，而且在諸多方面體現(xiàn)著2008年北京奧運會的三大理念。如在“科技奧運”方面：“鳥巢”的設(shè)計中采用了很多新技術(shù)、新材料、新工藝、新方法，進行了許多科研工作與技術(shù)創(chuàng)新，填補了多項國內(nèi)空白，很多成果還達到了國際先進水平-在“綠色奧運”方面：進行了自然通風(fēng)方式下的熱舒適度、風(fēng)舒適度研究，“鳥巢”的雨洪利用系統(tǒng)，地源熱泵系統(tǒng)都有非常突出的特色，在“人文奧運”方面：“鳥巢”回歸以體育——競賽和觀賽為本的體育場設(shè)計理念，對中國文化與美學(xué)的重視與體現(xiàn)，特別是“鳥巢”設(shè)計的標(biāo)識系統(tǒng)以及為運動員、觀眾、媒體、殘疾者等各類人群在體育場內(nèi)外進行包括比賽，觀賽、轉(zhuǎn)播在內(nèi)的各項活動所設(shè)置的各種空間，設(shè)施及其安全性、便利性、舒適性等等，都是對“人文奧運”的充分體現(xiàn)。此外，在奧運會的時候展示這樣一個主會場，還將體現(xiàn)出中國人包容、開放的胸懷。

堅持以人為本。“鳥巢”的設(shè)計一直堅持的就是一種人文關(guān)照。整個體育場結(jié)構(gòu)的組件相互支撐，形成網(wǎng)格狀的構(gòu)架，而內(nèi)部沒有一根立柱，外觀看上去就仿佛樹枝織成的鳥巢，均勻受力的網(wǎng)如樹枝般沒有明確的指向，讓人感到每一個座位都是平等的，置身其中如同回到森林般愜意；其灰色礦質(zhì)般的鋼網(wǎng)以半透明的雙層薄膜覆蓋，把陽光濾成漫射狀，使得場內(nèi)形成了漫散光，體育場告別了日照陰影；其中包含著一個土紅色的碗狀體育場看臺，如同一個巨大的容器，賦予體育場以不可思議的戲劇性和無與倫比的震撼力。這種均勻而連續(xù)的環(huán)形也將使觀眾獲得最佳的視野，帶動他們的興奮情緒，并激勵運動員向更快、更高、更強沖刺。人，真正被賦予中心的地位。

節(jié)約辦奧運。評審委員會主席、中國工程院院士關(guān)肇鄴評價說，這個建筑(鳥巢)沒有任何多余的處理，一切因其功能而產(chǎn)生形象，建筑形式與結(jié)構(gòu)細部自然統(tǒng)一。從2001年開始，國際奧委會就成立了一個研究委員會，探討如何減低奧運會主辦者的負擔(dān)問題，最后形成了119條建議，據(jù)稱其中的64％已開始實施，余下的從北京奧運會上生效，這就是國際奧委會的所謂瘦身計劃，與我們“節(jié)約辦奧運”的操作方針是不謀而合的。

“節(jié)約辦奧運”是我們辦奧運的操作方針。雅典奧運會的觀眾上座率不高，但全世界電視收視率卻很高，選無疑給我們一個啟示：場館的規(guī)模應(yīng)根據(jù)舉辦國的不同項目的發(fā)展情況和水平，寧可稍小而滿，切勿貪大而空。奧運會的廣大觀眾不一定在市內(nèi)，而是在世界，電視轉(zhuǎn)播商寧可要一個適中而滿座的場館的熱烈氣氛，而不要大而冷清的場館賽事。以“鳥巢”體育場為代表的北京奧運會體育場館的布局、規(guī)模和功能，是符合國際奧委會新的精神的，也是科學(xué)發(fā)展觀在奧運建設(shè)中的一個具體體現(xiàn)?！傍B巢”把整個體育場室外地形微微隆起，將很多附屬設(shè)施置于地形下面，這樣既避免了下挖土方所耗的巨大投資，隆起的坡地在室外廣場的邊緣緩緩降落，還依勢筑成熱身場地的2000個露天坐席，與周圍環(huán)境有機融合。它所體現(xiàn)的不僅是節(jié)約投資，更重要的是創(chuàng)新觀念。

中國文化特色?！傍B巢”的設(shè)計還體現(xiàn)了中國文化特色。中國造型美術(shù)有兩大特征，一是平面的書畫，二是有著空間造型的陶器，玉器、青銅器，石刻、木雕，建筑以及種類繁多的手工藝品。將豐富的表現(xiàn)和技術(shù)統(tǒng)一在單一的造型中，是中國古代造型藝術(shù)最大的特征。

我們在這座巨大的“鳥巢”體育建筑上，可以發(fā)現(xiàn)一些和中國傳統(tǒng)文化有著千絲萬縷的聯(lián)系。在距今四千年前的新石器時代彩陶文化中，“舞蹈紋彩陶”和“網(wǎng)形彩紋陶缽”幾乎就是一個微縮體育館，因此可以說，赫爾佐格和德穆隆的“鳥巢”建筑是一種非常原始的造型。據(jù)說，在赫爾佐格和德穆隆的建筑事務(wù)所里，為了這個方案設(shè)計，他們將世界上所有同類體育館的圖片貼滿墻壁，另外就是收集了大量中國文物的圖片做研究，那件“網(wǎng)形彩紋陶缽”的器型和塑造的意境，多么像赫爾佐格和德穆隆設(shè)計的“鳥巢”建筑原型。而那鏤空通透的外壁又像江南園林中的“冰裂紋花窗”，還有民間纏線之美，手藝人手下的杰作簍筐和讓全世界容易辨認的中國結(jié)等等，都成為這座巨大建筑中的中國文化遺傳基因。我們不妨可以這樣說，“鳥巢”就是中國傳統(tǒng)文化的化身。

著眼“后奧運開發(fā)”。設(shè)計并搭建“鳥巢”不易，要讓“鳥巢”在未來的日子里充滿生機與活力更為不易?！傍B巢”設(shè)計之初和深化設(shè)計的過程中，一直貫穿著可持續(xù)發(fā)展的理念，在滿足奧運使用功能的前提下，充分考慮永久設(shè)施和臨時設(shè)施的平衡。按照要求，“鳥巢”共設(shè)10萬個坐席，其中8萬個是永久性的，另外2萬個是奧運會期間臨時增加的。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計中將“鳥巢”的功能與周圍地區(qū)日后定位乃至整個城市的中長遠發(fā)展規(guī)劃結(jié)合起來考慮。根據(jù)已確定的規(guī)劃方案，“鳥巢”所在的奧林匹克公園中心區(qū)賽后將成為一個集體育競賽、會議展覽、文化娛樂、商務(wù)和休閑購物于一體的市民公共活動中心。作為北京奧運會主體育場，“鳥巢”將成為北京的標(biāo)志性建筑之一，在相當(dāng)長時期內(nèi)，也將成為參觀旅游的熱點地區(qū)。同時，“鳥巢”在設(shè)計建設(shè)中，還在場地和空間的多功能上下了很大功夫，以提高場館利用效率，除能夠承擔(dān)開幕、閉幕和體育比賽外，還將滿足健身、商務(wù)、展覽、演出等多種需求，為成功實施“后奧運開發(fā)”奠定了堅實的基礎(chǔ)。

創(chuàng)新的完美演繹

“鳥巢”的設(shè)計別具一格，它的建設(shè)也匠心獨具?！傍B巢”是全世界跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)建筑之一，并且其鋼結(jié)構(gòu)由被外力支撐的狀態(tài)變成完全靠自身支撐，成功實現(xiàn)了“自主矗立”。在“鳥巢”的建設(shè)過程中，從材料的選擇到施工設(shè)計，很多環(huán)節(jié)都是依靠自主創(chuàng)新的力量構(gòu)筑的，可以說，“鳥巢”集中了中國建筑最新技術(shù)的精華。

科技創(chuàng)新完善結(jié)構(gòu)設(shè)計?！傍B巢”的獨特設(shè)計，注定了它在施工過程中會遇到獨特的難題，在國際上沒有現(xiàn)成的參考答案，只有依靠自己的科技創(chuàng)新獨立解決。例如，中方發(fā)現(xiàn)“鳥巢”原本的樓梯由于一通到底的設(shè)計，可能存在疏散困難的安全隱患，于是及時對此設(shè)計進行了改進。

締造鋼鐵“中日造”的奇跡?！傍B巢”外部鋼結(jié)構(gòu)的鋼材用量為4，2萬噸，整個工程的總用鋼量，包括混凝土中的鋼材，螺紋鋼等達到11萬噸，都沒有使用一公斤外國鋼鐵，“鳥巢”是地地道道的“中國造”?！傍B巢”所使用的鋼材是獨特的Q460。在國家標(biāo)準中，Q460的最大厚度是100毫米，而“鳥巢”使用的核心鋼材是河南舞陽特種鋼廠自主研制的110毫米厚建筑用Q460低合金高強度鋼，比通常的建筑用鋼材強度超出一倍，這是國內(nèi)在建筑結(jié)構(gòu)上首次使用Q460規(guī)格的鋼械而這次使用的鋼板厚度達到110毫米，是以前絕無僅有的，以前這種鋼一般從盧森堡、韓國、日本進口，為了給“鳥巢”提供“合身”的Q460，從2004年9月開始，河南舞陽特種鋼廠的科研人員開始了長達半年多的科技攻關(guān)，前后3次試制，終于獲得成功。如今，400噸自主創(chuàng)新、具有知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)Q460鋼材，撐起了“鳥巢”的鐵骨鋼筋。

身體力行，建立施工工藝新標(biāo)準。

“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)焊縫總長達30多萬米，其中現(xiàn)場焊縫長達6萬多米。焊接工作一般需在零攝氏度以上的溫度進行，而“鳥巢”工期要求有一半現(xiàn)場焊接需在零攝氏度以下的冬季進行，室外氣溫常在零攝氏度以下，這個問題相當(dāng)棘手，所以“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)動工之前，施工單位對壘世界150多個鋼鐵焊接的大型數(shù)據(jù)庫進行了詳細檢索，卻沒有找到任何相關(guān)工藝標(biāo)準的記錄。沒有別人的經(jīng)驗指導(dǎo)，路只好自己去走。隨后，科研人員兵分多路。進行可焊性實驗，歷時5個多月，“功夫不負有心人”，終于確定了相關(guān)參數(shù)，解決了這一問題。

在建設(shè)“鳥巢”中，很多技術(shù)都為以后大型建筑的建設(shè)開拓了新的途徑。例如，應(yīng)用于“鳥巢”的厚鋼板焊接技術(shù)及應(yīng)用研究，成為世界同類的焊接要求的技術(shù)標(biāo)準-《國家體育場結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工關(guān)鍵技術(shù)研究》也為夸后的工程技術(shù)樹立了標(biāo)桿。

“鳥巢”雖“小”，影響深遠

在“鳥巢”的施工建設(shè)過程中，集中了國內(nèi)相關(guān)專業(yè)最前沿的自主創(chuàng)新技術(shù)力量，及時解決了其結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工方案中的一系列難題。這些新的技術(shù)填補了國家空白，還為未來的工程建設(shè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

GDC—1型直軌道式焊接機器人，是針對奧運“鳥巢工程”的實際情況自主研發(fā)而成的。這一機器人的出現(xiàn)，不僅可以實現(xiàn)“鳥巢”工程焊接生產(chǎn)自動化，大幅度提高焊接質(zhì)量和效率，縮短焊接施工周期，而且可以提高整個工程的施工技術(shù)水平和科技含量。GDC—1型焊接機器人這一科研成果的市場化應(yīng)用，對于加速科技成果轉(zhuǎn)化和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化起到了重要的示范作用。

伴隨著“鳥巢”的技術(shù)攻關(guān)，相關(guān)的理論也陸續(xù)出臺。《國家體育場結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工關(guān)鍵技術(shù)研究》、《國家體育場鋼結(jié)構(gòu)安裝工程焊接質(zhì)量控制的有效途徑》等這些新標(biāo)準、新工藝填補了國家空白，是奧運工程留下的一筆寶貴財富，其作用不僅為“鳥巢”提供了高強度鋼材，幫助“鳥巢”成功建成，也為今后同類建筑的建造奠定了技術(shù)的基礎(chǔ)，為今后的國防工業(yè)和民用工業(yè)的發(fā)展提供了新條件。