鸟巢的皮肤

　　中国经营报 作者：李立

　　12月16日，美国《时代》周刊评选出2007年世界十大建筑奇迹，北京就拥有三处。著名设计师赫佐格、德梅隆设计的国家体育场位列其中。不仅仅如此，以“鸟巢”、水立方为代表的北京奥运场馆正在北京实现着新建筑理念与实践的最新尝试。

　　当越来越多的目光聚集在奥运场馆独特的建筑外观时，没有人知道，奥运场馆非凡的气质更多来源于建筑师设计理念的回归。而新材料与新技术在其中的集中运用，为设计理念的最终实现给予了强有力的支撑。

　　以钢为线编“鸟巢”

　　作为鸟巢的设计者，赫佐格和德梅隆在过去的15年间，其设计思路与轨迹总是飘忽不定。有人评价说，你永远无法知道他们的下一个将如何处理。

　　他们擅长利用尖端的科技手段转变原材料和建筑物表面的视觉效果，从而富有创造性的将幻想色彩融入当代建筑学领域中。按照中国建筑设计研究院的设计总负责人李兴钢介绍，“鸟巢”的设计实际上是一个由内而外的设计，设计的起点是比赛场和观众看台以及两者之间的密切关系。为了提供均匀的视距、极佳的视野，国家体育场的看台被设计成一个完整的、没有任何遮挡的碗型。

　　为了最大限度实现艺术效果与使用效能。经过多次探讨，编织式的钢结构被大胆采用。在一个编织式的主结构基础上，又增加了次一级的结构来加强主结构。而立面上斜向的大楼梯梁也被编织进来，一直延伸到屋顶，形成“鸟巢”特有的结构和外观。

　　但设计形态同时给建筑的实施带来难题。大跨度的结构让国家体育场成为目前世界上跨度最大的体育建筑之一。为了保证施工顺利进行，开工前在清华大学、同济大学的实验室里反复进行了模型实验。“鸟巢”建成以后，对国内钢结构的规范、设计、材料以及加工都会起到不小的推动作用。

　　超级“皮肤”多面手

　　钢结构在体育场馆中的大面积运用，还只是新技术贯彻的冰山一角。

　　在“鸟巢”、水立方等建筑设计中，真正新潮的是他们的“皮肤”。按照设计师的观念，水立方应该有一个拥有自由结构、气泡一样的外墙。任何人置身其中，看到的将是漫天的水泡，仿佛身处水中，体验到模拟水波带来的奇妙感觉。

　　为了实现这样的想法，水立方内在的自由结构形式与ETFE气泡外表进行打造。ETFE又名聚氟乙烯，是建筑产业中一种相对较新的材料。同济大学建筑学博士程雪松介绍，ETFE薄膜能适应大多数开放式、半开放式和完全封闭式的场合。这一切归功于其超凡的特殊性能。ETFE膜材料的透光率约为90%，即使场馆内部在光源不充分的情况下，也能借助自然光。同时它也是一种阻燃性与自熄性的材料，熔点能达到275摄氏度。如果室内发生火灾，温度超过它的熔点，表面会形成孔洞，有效地让热空气或底下的火排出去，具有非常好的安全性能。最奇妙的是，这种半透明的薄膜具有自我通风的特性，能有效防止过热空气在体系下面的聚集。

　　ETFE的应用历史其实也并非一朝一夕。德国慕尼黑安联足球场就是应用ETFE薄膜的成功典范。而此次ETFE在水立方中的运用，不仅大大提高了体育馆的适用性能，也给建筑带来了特殊的观感。

　　无独有偶，在材料运用上非常讲究的赫佐格也选用了ETFE作为“鸟巢”的“皮肤”。据了解，赫佐格和德梅隆在接到任何一个新项目时，都会派专人前往该地寻找建筑材料。或者是因地制宜选用当地的材料，或者发挥奇思妙想使用新的材料来为设计增色。这一次，设计“鸟巢”也不例外。他们设计的膜结构分为两层，上层选用ETFE膜结构使钢结构效果更为明显，下层则采用PTFE(聚四氟乙烯)膜结构做声学吊顶。既能改善场内的声学环境，又能保证白天场馆内有足够的亮度，避免产生强烈的阴影，影响转播摄像机的正常工作。

　　实际上，这种外人看起来不牢靠的薄膜相当靠谱，寿命将有30年。30年后，也不需要进行全部更换，只需要局部更新，就能重新投入使用。加上ETFE本身的自洁性，更让它拥有一项看不见的魔力——灰尘很难停留。一般情况下，屋顶只需要每4年到5年清洗一次即可。真正算得上的是超级多功能皮肤。

　　绿色环保全面武装

　　仅仅具有需要经常清洁的皮肤还是远远不够，奥运场馆的清洗与自洁功能也是至关重要的一块。好在绿色环保的新科技，让“鸟巢”也能够“看天吃饭”。

　　同济大学建筑学博士程雪松特别介绍国家体育场运用的回水系统。“鸟巢”建成了6座容积在12000立方米的水池，将对整个用地范围内的雨水进行收集，是目前国内外最大型的雨水收集设施。雨水经过深度处理将被制成清洁健康的水，可以进行再利用。既可以用于比赛场地草坪的灌溉，也能用于空调水冷却、冲厕、绿化等方面。据说，一年节约水约为6万吨，相当于一个小型的水处理厂。

　　为了响应“绿色奥运，科技环保”的理念，地源热泵、太阳能等也被纳入奥运场馆的建设。据了解，“鸟巢”中的足球场下已经预埋了地源热泵，这种新型节能的系统，通过地底的埋管，冬季能吸收土壤中的热量，为建筑物供热；而在夏季则吸收土壤中储存的冷量向建筑物供冷。而为了建成能让选手们游得最快的游泳池，水立方也在设计时引入了很多看不见的新技术，如将室外的空气引入池水表面，带孔的终点暗池，视觉和声音出发信号等等。