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游泳中心:蕴含东方灵性的“水”建筑
http://tech.QQ.com  2008年07月23日17:16   腾讯科技    我要评论(0)

编者注:科技奥运之光 燃亮百年梦想,百集科技奥运故事会由全国科技活动周组委会授权腾讯网首发

科技奥运故事会第十九集 

游泳中心:蕴含东方灵性的“水”建筑(01)

◎ 曾 湉 主 讲

国家游泳中心有一个别致的名字——“水立方”。

 

这是一个关于水的建筑。设计师希望人们通过这个建筑能体会到与水有关的种种快乐:流动、变幻多姿、柔和、宁静、奔涌、潮起潮落。“水”是这个建筑的灵魂,“方”来自中国文化“天圆地方”的观念。如果说规矩的四方体会让人感到乏味的话,那么,表皮的气泡和自由结构的加入,使得“水立方”凸显了无边的浪漫。这是形体上极端简洁与表现上的极端丰富带给人的愉快。表面上的自由结构看上去杂乱无章,其实蕴含着极为严格的数字逻辑。这个摹写水的建筑,体现了中国传统哲学与“水”的优雅灵动的完美结合。国家游泳中心以纯净的外形和梦幻的表皮吸引着人们的目光。

“水立方”是一个占地177米×177米的综合体育场,外表呈长方体,它以简洁纯净的形体谦虚地与宏伟的主场对话。“水立方”与位于中心的国家体育场“鸟巢”有着不同的气质,它们之间的对比使各自的灵性得到趣味盎然的共生。作为一个以水为主题的建筑,它为2008年奥运会提供游泳、跳水、花样游泳、水球等多项比赛场地。场馆总建筑面积约8万平方米、高31米,划分为三个重要的池厅:奥林匹克比赛大厅、热身池大厅和嬉水大厅,之间用泡泡墙作为线性空间的分隔。比赛大厅里包括了观众坐席、游泳池、跳水池以及各类附属用房,是奥运会期间的主要使用场馆之一。

“水立方”最大的设计特色是建筑的表皮设计。内在的浪漫是靠自由的结构和ETFE薄膜气泡营造的。“水立方”的膜结构,是国际上建筑面积最大、功能要求最复杂的膜结构系统。独特的结构设计创意来自于水泡的构造。这是一种消解了建筑固有几何关系的自然形态,但它仍然是有严格逻辑的。“水立方”结构几何形体的基本模型是Arup的工程师基于Weaire-Phelan多面体组合建立起来的,这种模式精彩地表达了规则与自由间的对立关系,非常契合整个建筑的思维方式。实际的几何形体构建方式是这样的:一个12面体作为一个几何单元,以每个边线作为钢杆件,在空间中互相拼合,形成空间钢框架体系,也就是我们之前所说的改良Weaire-Phelan多面体阵列。设想如果这种体系没有边界,它将是一种单元无限重复的空间结构框架。我们将这种框架在空间上设定一个角度,实际上工程师是把这个框架围绕空间坐标系中的x=y=z的矢量轴旋转一个合适的角度,然后用建筑体的六个表面将这个框架切割,建筑以外和内部空间的多面体除去后,就形成了建筑的屋面和墙体结构。由于角度的作用,每一个作为结构几何单元的12面体与建筑表面相切的位置不同,会呈现不同形状大小的切面。所以我们在建筑外立面上看到的便是一种自然状态的若干多边形组成的图案。每一个多变形上覆盖一个ETFE气泡,这就是“水泡”的外观。可以看到,这种结构体系一直是在理性与规则中操作的,仅仅是在形成结果的最后一个环节,呈现出自然的状态。

值得一提的是,我们前面所说的切割面与结构框架的角度。沿空间坐标系中的x=y=z的矢量轴旋转的这一角度,与几何单元存在巧妙的关系,可以使得外观的自由图案以一定范围做四方连续的重复。也就是说,建筑的各个立面以及屋顶上的多边形图案是以我们不易察觉的方式重复出现的。这样的设计为更好地将设计图纸实施为具体的建筑实体带来了很大方便。重复意味着标准化批量生产,特别尺寸的钢结构杆件被尽可能减少了,材料加工造价和人工拼装难度也大幅度降低了。这一结构解决方案,使建筑内在逻辑得到了强化和尊重,用技术将建筑艺术与绘画、雕塑等纯艺术形态分离开来。成本的控制、施工的可行性都使“水立方”具有相当好的工程意义。

纷繁的结构形式,严谨的设计体系,对规划巧妙而简单的变异,演绎出人与水之间的亲切对话。在奥运会后,“水立方”将以椰树、沙滩、人造海浪等将奥林匹克的竞技场升华为人们心中永远的水上乐园。

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