歷屆奧運(yùn)會(huì)的主場(chǎng)館多為圓形建筑，“鳥巢”也不例外。圓形的“鳥巢”與方形的“水立方”相對(duì)應(yīng)，構(gòu)成了中國(guó)傳統(tǒng)文化“天圓地方”的理想境界。與“鳥巢”的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，藍(lán)色的“水立方”晶瑩剔透，更顯柔關(guān)。它們一圓一方，一個(gè)陽(yáng)剛，一個(gè)陰柔，形成鮮明對(duì)比，極具視覺(jué)沖擊力。

鋼結(jié)構(gòu)的“鳥巢”

2008年8月8日晚上8點(diǎn)，舉世矚目的北京奧運(yùn)會(huì)將在新建的國(guó)家體育場(chǎng)“鳥巢”正式開(kāi)幕。“鳥巢”由一系列輻射式鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)而成，因其形狀酷似鳥巢而得名。經(jīng)過(guò)一次“瘦身”的“鳥巢”，取消了可開(kāi)啟屋頂，擴(kuò)大了屋頂開(kāi)孔。整個(gè)體育場(chǎng)的鋼結(jié)構(gòu)組件相互支撐，形成了網(wǎng)格狀構(gòu)架，其外觀看上去就像由樹枝搭建成的鳥巢。

“鳥巢”的鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)以透明的膜材料覆蓋，其中包裹著一個(gè)土紅色的東西高、南北低的大看臺(tái)。在這里，中國(guó)傳統(tǒng)工藝中鏤空的手法、陶瓷的紋路、紅色的燦爛與熱烈，與現(xiàn)代最先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完美地融合在一起。更令人驚嘆的是，整個(gè)“鳥巢”內(nèi)部沒(méi)有一根立柱。它賦予體育場(chǎng)無(wú)與倫比的震撼力，它帶動(dòng)觀眾的興奮情緒，并激勵(lì)運(yùn)動(dòng)員向更快、更高、更強(qiáng)沖刺。

“鳥巢”的鋼結(jié)構(gòu)重達(dá)4.2萬(wàn)噸，所用鋼材的強(qiáng)度是普通鋼材的兩倍，性能達(dá)到最高級(jí)別。這些鋼材完全由我國(guó)自主創(chuàng)新研發(fā)生產(chǎn)。它們集剛強(qiáng)、柔韌于一體，保證了“鳥巢”即使遇上1976年唐山大地震一樣的地震，也不會(huì)變形、倒塌。

在“鳥巢”的建造中，最值得一提的，是施工的最后也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)——整體卸載。通俗地說(shuō)，就是構(gòu)成“鳥巢”的鋼結(jié)構(gòu)由被外力支撐的狀態(tài)，變成完全靠它自己支撐。我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)專家和建筑工人以自己的聰明智慧出色地完成了這一極其艱巨的任務(wù)。它向世人宣告：“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)施工中諸多難題都被中國(guó)一一破解了。

因功能而產(chǎn)生形象

“鳥巢”的建筑面積25.8萬(wàn)平方米，從高處遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去就像一個(gè)兩頭高中間低的大元寶?！傍B巢”能容納91000個(gè)觀眾，其中臨時(shí)坐席11000個(gè)，賽后可拆除；固定座位數(shù)為8萬(wàn)個(gè)，包括200個(gè)輪椅看臺(tái)座位?！傍B巢”的觀眾容量為德國(guó)世界杯主體育場(chǎng)的1.5倍、雅典奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場(chǎng)的2倍，是目前世界最大的鋼結(jié)構(gòu)建筑體育館。

“鳥巢”東西方向有6層看臺(tái)，南北方向有5層看臺(tái)。之所如此設(shè)計(jì)，是因?yàn)橘悎?chǎng)具有方向性。北京奧運(yùn)會(huì)的足球決賽將在“鳥巢”舉行，為了避免運(yùn)動(dòng)員受到太陽(yáng)光直射的影響，足球場(chǎng)必須是南北方向的。這樣一來(lái)，東西方向看臺(tái)的觀眾可以均衡地看到比賽，座位就可以多放些。

“鳥巢”的看臺(tái)是環(huán)抱著賽場(chǎng)的收攏結(jié)構(gòu)，上下層之間部分交錯(cuò)，使得觀眾不論坐在哪里，都能清楚地看到比賽?！傍B巢”運(yùn)用流體力學(xué)設(shè)計(jì)，模擬出91000個(gè)人同時(shí)觀賽的自然通風(fēng)狀況，讓所有觀眾都能享有同樣的自然光和自然通風(fēng)，聽(tīng)到同樣清晰的場(chǎng)內(nèi)廣播。

更為匠心獨(dú)具的是，“鳥巢”使整個(gè)體育場(chǎng)的室外地面微微隆起，將很多附屬設(shè)施置于它的下面，節(jié)省了向地下挖土方所需的巨大投資。而隆起的地面在室外廣場(chǎng)的邊緣緩緩降落，又依勢(shì)筑成了運(yùn)動(dòng)員的熱身場(chǎng)地及2000個(gè)露天坐席，使之與周圍環(huán)境有機(jī)融合?！傍B巢”沒(méi)有任何多余的處理，一切因其功能而產(chǎn)生形象，中外專家對(duì)此贊不絕口。

如夢(mèng)如幻“水立方”

國(guó)家游泳中心“水立方”，是北京奧運(yùn)場(chǎng)館中唯一一個(gè)由港澳臺(tái)同胞和海外僑胞捐資修建的場(chǎng)館，它表達(dá)了全球華人參與北京奧運(yùn)會(huì)的共同心愿。它將承擔(dān)2008年北京奧運(yùn)會(huì)的游泳、跳水、花樣游泳、水球等比賽。

與歷屆奧運(yùn)會(huì)大多采用露天泳池舉行游泳比賽不同，“水立方”采用了全封閉式的設(shè)計(jì)。它占地7.8公頃，由5個(gè)游泳區(qū)組成，有1.7萬(wàn)個(gè)席位，但卻沒(méi)有使用一根鋼筋，一塊混凝土。其墻身和頂篷都是用細(xì)鋼管連接而成的，共有1，2萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)。藍(lán)色的膜結(jié)構(gòu)氣枕像一層皮膚覆蓋了整個(gè)建筑，營(yíng)造出如夢(mèng)如幻的視覺(jué)效果：無(wú)論站在場(chǎng)館內(nèi)外的任何角度，你都能看到一個(gè)個(gè)緊密相連的“氣泡”構(gòu)成了一個(gè)巨大的立方體。而每個(gè)氣枕又都相對(duì)獨(dú)立，即便其中一個(gè)氣枕?yè)p壞了，也不會(huì)造成整個(gè)膜結(jié)構(gòu)“泄氣”。而且，更換損壞的氣枕也非常方便。

“水立方”的泳池深達(dá)13米，水溫被控制在28攝氏度，這樣的深度可充分減少來(lái)自水溫的干擾，這樣的水溫非常適宜運(yùn)動(dòng)員尤其是花樣游泳運(yùn)動(dòng)員的發(fā)揮。為了讓場(chǎng)內(nèi)的每個(gè)觀眾都能清楚地看到各個(gè)角落里的比賽情況，“水立方”不僅對(duì)看臺(tái)作了很多人性化的處理，而且存安裝屋頂照明設(shè)備時(shí)，列’其角度進(jìn)行了優(yōu)化，防止光線投射到水面上產(chǎn)生的漩渦。這不僅了消除燈光對(duì)比賽的影響，同時(shí)還為觀眾提供一個(gè)理想的欣賞比賽的環(huán)境。此外，在泳池兩側(cè)還設(shè)置了23.8平方米的大屏幕，供觀眾從慢鏡頭回味比賽的精彩瞬間。

防火，透氣，抗干擾

“水立方”使用的膜質(zhì)地輕巧，雖然只有2.4毫米厚，但強(qiáng)度卻超乎想象，可以被拉伸到本身的3—4倍。單塊膜結(jié)構(gòu)氣枕充氣后的最大重量達(dá)50千克，放上一輛汽車都不會(huì)壓壞。715度以上的燃點(diǎn)保證了膜結(jié)構(gòu)的消防安全，即便被點(diǎn)燃，這種材料在燃燒時(shí)也不會(huì)擴(kuò)散，而且無(wú)煙，無(wú)燃燒物掉落。觀眾可以放心地在“泡泡”的包圍中觀看比賽。

“水立方”高約30米，建筑面積約8萬(wàn)平方米，由3000多個(gè)氣枕組成，覆蓋面積達(dá)10萬(wàn)平方米，是世界上唯一一個(gè)完全由膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行全封閉的公共建筑。與玻璃相比，水立方的膜結(jié)構(gòu)可以透進(jìn)更多的陽(yáng)光，保證90％的自然光進(jìn)入場(chǎng)館。因此，場(chǎng)館內(nèi)部的采光不成問(wèn)題?！八⒎健痹谖蓓斣O(shè)置了8個(gè)自然排風(fēng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)館內(nèi)外空氣流通，解決了17000人同時(shí)觀賽時(shí)的散熱、透氣問(wèn)題。

“水立方”頂部有4層氣枕膜，墻體的膜則在2—3層之間。若頂層只有兩層膜，下雨天“水立方”內(nèi)的人就會(huì)感到頭上有人在“打鼓”。在增加了頂部的膜層之后，雨點(diǎn)敲擊頂部薄膜的聲音就不會(huì)再對(duì)室內(nèi)的正常使用造成影響。反復(fù)檢測(cè)的結(jié)果表明，現(xiàn)在的“水立方”即使在下冰雹時(shí)使用也沒(méi)有噪聲干擾問(wèn)題。

綠色奧運(yùn)的典范

在“水立方”的表面，散落著許多閃閃發(fā)光的亮點(diǎn)，這些亮點(diǎn)是用來(lái)控制館內(nèi)溫度的鍍點(diǎn)。它們就像一把把小小的遮陽(yáng)傘，把刺眼的光線和多余的熱量擋在了館外。要想讓“水立方”內(nèi)保持涼爽的溫度，這些小小遮陽(yáng)傘的分布就必須十分精確。在陽(yáng)光照射很少的北面，鍍點(diǎn)密度就稀疏一些，而在西面和東面，由于入射的太陽(yáng)光較強(qiáng)，鍍點(diǎn)密度就相對(duì)大一些。每一張膜上的鍍點(diǎn)數(shù)量是以北京市近30年的氣候資料為基礎(chǔ)，通過(guò)精密計(jì)算確定的。

“水立方”的外膜是一種具有自潔功能的新型環(huán)保節(jié)能材料。它本身比較光滑，不易粘染灰塵，除了遇上沙塵暴等極端天氣，一般情況下，自然降雨就足以使之清潔如新。它還具有不浸水性——雨水滑過(guò)，不留水痕。為了節(jié)約寶貴的水資源，“水立方”還專門設(shè)計(jì)了雨水回收系統(tǒng)，正常情況下一年能回收l(shuí)萬(wàn)噸左右的雨水，相當(dāng)于100戶居民一年的用水量。

包括“鳥巢”和“水立方”在內(nèi)的所有奧運(yùn)體育場(chǎng)館，都必須面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題是，奧運(yùn)會(huì)后如何利用?作為北京奧運(yùn)會(huì)留下的寶貴財(cái)富，除了繼續(xù)承擔(dān)重大體育比賽和各類常規(guī)賽事，它們將成為北京市民廣泛參與體育健身、享受體育娛樂(lè)的大型專業(yè)場(chǎng)所，繼續(xù)造福于老百姓。