鳥巢的皮膚

　　12月16日，美國《時代》周刊評選出2007年世界十大建筑奇跡，北京就擁有三處。著名設計師赫佐格、德梅隆設計的國家體育場位列其中。不僅僅如此，以“鳥巢”、水立方為代表的北京奧運場館正在北京實現著新建筑理念與實踐的最新嘗試。

　　當越來越多的目光聚集在奧運場館獨特的建筑外觀時，沒有人知道，奧運場館非凡的氣質更多來源于建筑師設計理念的回歸。而新材料與新技術在其中的集中運用，為設計理念的最終實現給予了強有力的支撐。

　　以鋼為線編“鳥巢”

　　作為鳥巢的設計者，赫佐格和德梅隆在過去的15年間，其設計思路與軌跡總是飄忽不定。有人評價說，你永遠無法知道他們的下一個將如何處理。

　　他們擅長利用尖端的科技手段轉變原材料和建筑物表面的視覺效果，從而富有創造性的將幻想色彩融入當代建筑學領域中。按照中國建筑設計研究院的設計總負責人李興鋼介紹，“鳥巢”的設計實際上是一個由內而外的設計，設計的起點是比賽場和觀眾看臺以及兩者之間的密切關系。為了提供均勻的視距、極佳的視野，國家體育場的看臺被設計成一個完整的、沒有任何遮擋的碗型。

　　為了最大限度實現藝術效果與使用效能。經過多次探討，編織式的鋼結構被大膽采用。在一個編織式的主結構基礎上，又增加了次一級的結構來加強主結構。而立面上斜向的大樓梯梁也被編織進來，一直延伸到屋頂，形成“鳥巢”特有的結構和外觀。

　　但設計形態同時給建筑的實施帶來難題。大跨度的結構讓國家體育場成為目前世界上跨度最大的體育建筑之一。為了保證施工順利進行，開工前在清華大學、同濟大學的實驗室里反復進行了模型實驗。“鳥巢”建成以后，對國內鋼結構的規范、設計、材料以及加工都會起到不小的推動作用。

　　超級“皮膚”多面手

　　鋼結構在體育場館中的大面積運用，還只是新技術貫徹的冰山一角。

　　在“鳥巢”、水立方等建筑設計中，真正新潮的是他們的“皮膚”。按照設計師的觀念，水立方應該有一個擁有自由結構、氣泡一樣的外墻。任何人置身其中，看到的將是漫天的水泡，仿佛身處水中，體驗到模擬水波帶來的奇妙感覺。

　　為了實現這樣的想法，水立方內在的自由結構形式與ETFE氣泡外表進行打造。ETFE又名聚氟乙烯，是建筑產業中一種相對較新的材料。同濟大學建筑學博士程雪松介紹，ETFE薄膜能適應大多數開放式、半開放式和完全封閉式的場合。這一切歸功于其超凡的特殊性能。ETFE膜材料的透光率約為90%，即使場館內部在光源不充分的情況下，也能借助自然光。同時它也是一種阻燃性與自熄性的材料，熔點能達到275攝氏度。如果室內發生火災，溫度超過它的熔點，表面會形成孔洞，有效地讓熱空氣或底下的火排出去，具有非常好的安全性能。最奇妙的是，這種半透明的薄膜具有自我通風的特性，能有效防止過熱空氣在體系下面的聚集。

　　ETFE的應用歷史其實也并非一朝一夕。德國慕尼黑安聯足球場就是應用ETFE薄膜的成功典范。而此次ETFE在水立方中的運用，不僅大大提高了體育館的適用性能，也給建筑帶來了特殊的觀感。

　　無獨有偶，在材料運用上非常講究的赫佐格也選用了ETFE作為“鳥巢”的“皮膚”。據了解，赫佐格和德梅隆在接到任何一個新項目時，都會派專人前往該地尋找建筑材料。或者是因地制宜選用當地的材料，或者發揮奇思妙想使用新的材料來為設計增色。這一次，設計“鳥巢”也不例外。他們設計的膜結構分為兩層，上層選用ETFE膜結構使鋼結構效果更為明顯，下層則采用PTFE(聚四氟乙烯)膜結構做聲學吊頂。既能改善場內的聲學環境，又能保證白天場館內有足夠的亮度，避免產生強烈的陰影，影響轉播攝像機的正常工作。

　　實際上，這種外人看起來不牢靠的薄膜相當靠譜，壽命將有30年。30年后，也不需要進行全部更換，只需要局部更新，就能重新投入使用。加上ETFE本身的自潔性，更讓它擁有一項看不見的魔力??灰塵很難停留。一般情況下，屋頂只需要每4年到5年清洗一次即可。真正算得上的是超級多功能皮膚。

　　綠色環保全面武裝

　　僅僅具有需要經常清潔的皮膚還是遠遠不夠，奧運場館的清洗與自潔功能也是至關重要的一塊。好在綠色環保的新科技，讓“鳥巢”也能夠“看天吃飯”。

　　同濟大學建筑學博士程雪松特別介紹國家體育場運用的回水系統。“鳥巢”建成了6座容積在12000立方米的水池，將對整個用地范圍內的雨水進行收集，是目前國內外最大型的雨水收集設施。雨水經過深度處理將被制成清潔健康的水，可以進行再利用。既可以用于比賽場地草坪的灌溉，也能用于空調水冷卻、沖廁、綠化等方面。據說，一年節約水約為6萬噸，相當于一個小型的水處理廠。

　　為了響應“綠色奧運，科技環保”的理念，地源熱泵、太陽能等也被納入奧運場館的建設。據了解，“鳥巢”中的足球場下已經預埋了地源熱泵，這種新型節能的系統，通過地底的埋管，冬季能吸收土壤中的熱量，為建筑物供熱；而在夏季則吸收土壤中儲存的冷量向建筑物供冷。而為了建成能讓選手們游得最快的游泳池，水立方也在設計時引入了很多看不見的新技術，如將室外的空氣引入池水表面，帶孔的終點暗池，視覺和聲音出發信號等等。