绿色水立方

　　本报记者 吕英博 北京报道

　　走在北辰路上，人们可以清楚的看到水立方 (国家游泳中心)这个巨大的半透明盒子，水立方工程正在进行内部装修，即便是工地上的工人，没有证件也无法进入内部。中建国际设计公司(CCDI)的总建筑师，水立方项目的总设计师郑方几乎每天都要去一趟工地，他说：“现在是工程最紧张的阶段。”

　　虽然斥资一亿美元打造的“水立方”是为2008年奥运会的游泳、跳水、花样游泳、水球等比赛提供场地。但是，从一开始，设计方就将“水立方”定位在一个公共休闲娱乐中心的角色上。　　　　“水立方的设计使用年限是100年，而奥运会只有短短的16天，所以其生命价值更主要的是体现在赛后。”郑方说：“虽然‘水立方’最终运营方案还没确定，但一个基本框架是它将成为未来北京市民的群众性场所。这个群众性场所将包括群众参与的游泳、跳水、嬉水乐园和冰上娱乐设施等，还能接纳专业队、俱乐部队、国家队等各种游泳队的训练，目前设计方已经为此预留了空间。根据‘水立方’设计方建议采用的场馆运营设计方案，水上娱乐中心在水上冒险和休闲娱乐的设施上将设置一个惊险、刺激的室内水上乐园，给游客提供包括电影院、高科技游戏、冰上活动和其他一系列娱乐活动。”

　　阳光房的理想

　　郑方这样描述他对这座建筑最初的设想：“因为这是个关于水的建筑，所以我们需要把建筑跟水联系在一起。水是很奇怪的一种物质。不管是大海也好、还是冰也好，当我们每个人见到水的时候，心情都会有一种愉快的提升，所以很多人喜欢去海边。而人们在洒满阳光的池水中尽情地嬉戏，在我看来，这就是人和水在一起时最美好的画面。不过，我们都有这样的经历，以往一走进水上娱乐场馆，要么是因为阳光射不进来，黑漆漆的，要么是大量的使用照明设备，既特别费电，又让人觉得不舒服。所以，我们想造一个大房子，里面充满了阳光，不管是冬天还是夏天，人们都可以在这里快乐的嬉水、玩乐。”

　　这阳光房的概念表述起来虽然简单，但要实现却不是那么容易。为了解决采光问题，水立方的设计团队决定采用透明材质来做墙体。

　　建筑领域内只有两种可以做为墙体的透明材质——玻璃以及ETFE膜。玻璃的造价比较高，保温效果也不理想，而游泳场馆对室内温湿度要求很高。相比之下。ETFE膜的热供效果可以达到玻璃的三倍程度。无疑ETFE膜是比较好的选择。但问题是，国内对这种材料几乎可以说一无所知，风险自然特别大。中建设计公司总经理赵小均说：“当外方的设计师提到了采用ETFE膜以后，我觉得好，要是在巴黎我会毫不犹豫地用，但是在中国，我就犹豫了。”

　　近乎透明的ETFE膜能让阳光照射到建筑物里面，阳光房的理想成为了可能。不过，让阳光照射进来并不是水立方的目的，“怎么能在冬天需要阳光的时候让它尽量进来，在夏天不需要太多阳光的时候对它加以阻止，这才是水立方设计的奥妙。”被称为“节能专家”的水立方机电工程师毛红卫解释道：“虽然水立方看上去是个半透明的盒子，其实盒子上分布着很多银色的镀点。这些镀点就像小小的遮阳伞，起到隔离、反射光线的作用，可以把刺眼的光线和多余的热量挡在场馆之外。北面，阳光负荷很少，镀点的密度就相对镀得疏一点，整个给人一种通透的感觉。而在西面、东面，由于入射阳光比较厉害，我们在那里会镀比较密的斑点。要想在烈日当空或太阳西晒的时候，让水立方能保持凉爽的温度，这些小小遮阳伞的分布就必须十分精确。通过研究北京市最近30年的气候资料和精密计算，终于确定了每一张薄膜上所需镀点的面积。南立面上主要部分的镀点(面积)在50%以下。在西立面上主要的镀点(面积)在60%左右。通过这样一种镀点的设置，整个西立面能够遮挡超过70%的太阳能进入建筑物里面来。”

　　在整个设计的过程中，像这样棘手的问题有很多。赵小均说：“对于外国的每一项技术，如果我们非常认真的去分析它，其实都会有能力去破解它。”

　　真正的

节能建筑

　　郑方说，在对水立方的种种评价之中，他印象最深的是“它就像一个巨大的果冻”。然而水立方首次运用的钢架结构和膜质墙体不仅成就了水立方令人赞叹的外观，也带来了日后使用过程中的能效节约。

　　“水立方”的这层“外衣”可保证90%的自然光进入场馆，这样一来，每天可以享用9个小时的自然光。这样不仅场馆内部的采光不受影响，而且大部分时间里场馆内部都不需开灯,这样就大大节省了

能源。再有，ETFE膜材本身具有不侵水性，就是水从上面滑过却不留水痕，而气枕上面的杂物、尘埃、尘土等，则会通过雨水的自然降落而被清洗掉，大量的清洁用水也因此被节省下来。“水立方”不仅利用雨水自洁，还专门设计了雨水回收系统，一年回收的雨水量一万吨左右，大约相当于一百户居民一年的用水量。

　　大到对太阳光的利用，小到

卫生间的一个水龙头，水立方在节能方面究竟做了多少举措，连设计者也很难数得清。毛红卫说:“在各种类型的建筑中，游泳场馆的能耗通常是比较高的，而在奥运场馆中，水上项目的场馆是最难设计的。水立方第一次在国内采用了膜外立面，因此与它相关的一系列技术创新都是国内首次。”

　　有人说水立方的节能设计节省下的能源和其消耗的总量相比不足为道，水立方设计方案中标时国家还没有出台建筑物节能标准，2006年标准出台后，毛红卫用这个标准测试了水立方，结果是水立方的能耗消耗比国家的节能参考建筑少9.26%。“这个数据出来后，我相信水立方在世界范围内都是算得上是一个节能的建筑。”

　　夏天，水立方的膜结构就像塑料大棚，光是控制阳光的射入在酷热的北京是不能完全解决散热问题的，为了解决这个难题，设计方特别将墙体做成双层的，当温度到达一定高度的时候，将自动对墙体夹层通风，这样一部分热量便会被直接带走。但是，具体在温度达到多少的时候开始通风却是没有人知道。毛红卫为此在科技部立了项，专门攻克这个难题。经过精确的计算，研究人员得出，在四十度的时候通风是效果最好、也是最节能的。“如果说在夏天，水立方比同等规模的建筑消耗能源少，那肯定是胡说。实际的测试是水立方与参考标准持平，但是在冬天，水立方的 ‘被动式太阳能’设计就有很大的优势。”

　　郑方说：“一个建筑物的能耗和对环境的影响一定是与这个建筑物的规模成正比。”不过水立方的设计团队相信，随着时间的推移，水立方的节能设计将会为这幢漂亮的房子带来更多的赞美之声。

　　来源：经济观察报网