解读水立方

建筑内部的光处理
水立方内部不同于一般大型场馆内部空气的沉闷和采 光的阴暗，它在一层和二层的走廊顶部安装的无数小灯泡， 把整体的光束划分成一道道细小的光线，再加上室外阳光 透过薄膜和支撑钢架的缝隙自然地洒向室内，两种光源的 光线融合在一起，不仅把“水立方”内部的空间切割得错 落有致，又照亮到空间每一个转角等光线不足的地方，拓 宽了观众的视线。 从观众的角度看，游泳池跳水台由于室外天然光源与 室内补充光源的叠加，直射光与反射光的叠加，使观众获 得了极其丰富的视觉体验。
采用同样材料作为表皮的其他建筑案例
伊甸园植物馆 表面材料由一层ETFE膜嵌入3层充气 垫制成，顶部传感器可通过感知风、 雪等荷载来调节气垫压以适应不同的情况。透明的材质使 其光线充裕明亮，同时起到隔热效果。 对于植物园来说，充裕的光 线渗透有利于园内植物的生长培 植，减少能耗，促进了内外空间 的交流。
形态来源——生态化仿生
水立方，吸取自然界水 泡相互凝聚的形态特征，外表 应用ETFE膜气枕成套技术， 通过光在薄膜表面的反射营造 水泡效果。 钢网架结构仿造 水晶体的气泡结构， 以规则多面体为基 本单位建造。
主要使用技术
采用ETFE膜气枕成套技术
ETFE膜，即乙烯-四氟乙烯共聚物， 有着耐腐蚀 的性能，遇火破裂而无 有毒气体产生。 EFTE膜通常厚度小 于0.2mm，自重轻，延展性好，表面 具有高抗污，易清洗的特点。寿命在 25~35年，属可循环利用材料。这种 材料可以通过改变光线的方向，起到 隔热散光的效果。在场馆中，所需光 线可以自由通过，可以保证场馆的温 度和采光 。
建筑特色 使用新材料
自洁，轻盈，透光性高，保温效果好，安全隐患小。 结合双层表皮之间空气夹层，提高了建筑自身的保温功能 和通风能力，减少大量能耗，因此可算绿色节能建筑。
绿色环保可持续
通过膜上雨水汇集后的反复利用，建筑内部水系统的 重复循环，降低了游泳场的水能耗。
视觉效果好
外部看宛如阳光下一颗晶莹的水珠，内部看如同置 身于深蓝海洋之中，给人奇异的视觉享受。它是一个美观 的仿生生态建筑。
建筑形态与结构
整个建筑为一个长宽高分别为177米， 177米，31米的方盒，占地面积62950 平方米。建筑立面遵循严格的几何规则， 共11种不同的几何图形。表皮为双层ETFE系统，由于光 线的反射，建筑外部如晶莹的水滴。而建筑内部则如蓝色 海洋一般宁静深邃。 结构上吸取了水分子水泡的 微观结构，从而形成了现在的新型 多面体空间钢架结构。这种钢网 架直接接触地面，也有避雷效果。
全程自动化
气垫气泵压强的强弱，排风机风速的大小，防火防 雨雪的设置，乃至于建筑内部的气温水温高低都可以通过 计算机程序控制，确保了人在场馆中的舒适度以及安全性。
水立方的一些遗憾
采用全新材料技术，使得建筑造价高达十多个亿。虽 然维修方便，但是表皮材料使用寿命毕竟有限，而定时的 更新材料费用十分高昂。 而在尺度的处理方面，观众席与泳池周边路径的水平 距离偏短，这就使得观众在观赏 运动员胜出游行时有很大的视线 阻碍。
建筑内部的通风处理
建筑屋顶设有自然排风机。八个自然通风口可实现馆 内外空气流通，这样就能将建筑空间中的热量散发出去， 实现自然通风，保证在场观众观赛时室内空气清新。 同时，由于在夏季和太阳辐射较强的过渡季节，表皮 两个膜层间很容易形成温室效应，导致空腔内温度升高。 在屋顶空腔温度为40摄氏度时开启排风机，以设计排风量 三分之二的通风模式作为空腔通风的运行模式，既实现了 自然通风，又能降低室内温度，也使空调系统全年用电量 大大降低。
解读水立方
09建筑学01班 查新彧
建筑简介
由中建设计联合体，澳大利亚PTW建筑师事务所、 ARUP澳大利亚有限公司联合设计的国家游泳中心（水立 方）位于北京奥林匹克公园内，以水为设计理念，以薄膜 结构，空间钢架结构为主要结构。
整个建筑如水珠一般滴落在地面上，是一个美观，环 保，节能的绿色建筑，给人带来全新的体验。
技术应用
建筑屋面设有充气单元与监控气枕，这些气枕与相应 的充气单元由传器连接。为防止北京气候对屋面气枕造成 不利影响，当风雨雪荷载到达额定设计值时，传感器会传 出一组报警信号给充气单元，系统会自动提高气压并报警。 为防止突发状况，水立方还设计了一系列急应措施。 断电保护设计 当遇到停电等特殊情况，气泵无法正常工作时，在气 泵充气管道出口处的止回阀自动关闭，阻止气枕内部空气 向气泵回灌，从而延长气枕保留气压的时间。 过载保护设计 当遇到传感器意外失灵或气压感应气枕意外受损， 传感器传回的信号误导气泵不断向气枕充气，且气压超过 过载保护设计值时，充气管道内的过载保护装置自动启动， 可将充气泵充出的空气自动导出而不充进气枕内部，确保 气枕不因气压过载而受到损伤。
建筑内部的水处理
水立方膜间空隙筑有许多结构性钢槽，膜利用雨水自 然清洁表面的污垢，然后经过钢槽虹吸雨水，最后汇总回 收处理，供内部卫生设施用水，达到循环用水。 同时，水立方泳池换水全程采用自动控制技术，提高 净水系统运行效率，降低净水材料和电力的消耗 。 ETFF膜在太阳能利用细节处理上采用镀点方式控制 透光率和反光率，有效控制 室内阳光热能和采光效果， 最大限度节省照明电力资源 循环水水立方”地下的水循环 处理系统，通过复杂的计算 机网络依据“高质高用、低质 低用”的原则，实行分质供水。
建筑内部的热处理
气温较低时，水立方晶莹通透的结构特征使得外面的 阳光可以直接进入室内，给游泳池和室内空气加热。 气温较高时，水立方的“智能泡泡”系统可以通过 不同朝向、不同密度的反光斑点，以及在内外两层泡泡之 间实现互相通风的技术手段，来改变遮阳系数，降低它的 冷负荷，达到低温的目的。
同时，建筑内部实现了分层空调、分区空调这样一 个概念，通过技术手段来降低了“水立方”里的空调能耗。
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总的来说，水立方通过它大胆的材料使用和结构建造， 开拓了建造建筑的新思路，向全世界展现了一个成功的生 态化仿生高技建筑。 而对于材料技术的研究也使得我们在原有ETFE 膜气枕 技术的基础上，有了新的突破和提高，从而形成了完整的 ETFE 膜充气体系成套技术。 这些先进技术在建筑的应用也给国内的建筑设计带来 了新的思考与方向。
表皮的清洗与维护
ETFE 材料特有抗黏着表面使ETFE 膜具有高抗污、 易清洗的特点，外立面外层气枕表面通常靠雨水和人工冲 刷即可清除主要污垢。在墙面外侧，布置了清洗墙面 ETFE 气枕的水源。利用人工接水泵和高压水枪对整个外 墙立面进行清洗，十分方便。 如ETFE 气枕意外破损，可使用ETFE 专用胶带修补。 对于破损较为严重的气枕，则需更换新的气枕。无论是修 补还是更换，均可以通过清洗通道到达受损部位。这些工 作都是简便易操作的。