浅析水立方

浅析水立方

【摘要】“水立方”是国家游泳中心的“别称”，也就是2008年北京奥运会中游泳、花样游泳和跳水这些水上项目的比赛场地，是利用绿色奥运建筑评估体系评价出的优秀绿色建筑，在节能、节水、物理环境和环境影响控制等方面表现优越。

【关键词】水立方绿色奥运

一、“水立方”简介

“水立方”自2003年12月开建，历时4年多完工。它融合了众多时代前沿的高新科技，是名副其实的建筑大手笔。

场馆名称：国家游泳中心

地点：奥林匹克公园

建筑面积：79，532平方米

功能：举行游泳比赛、跳水比赛、花样游泳比赛

完工时间：2007年10月

二、“水立方”特色揭秘

1.“水立方”最大的特色是它的膜结构

“水立方”是世界上最大的膜结构工程，建筑外围的“泡泡”所用的材料是“ETFE”，也就是我们常说的“聚氟乙烯”。这种材料耐腐蚀性、保温性俱佳，自身清洁能力强，可以利用自然的雨水完成自身清洁。跟玻璃相比，这种新兴的环保材料可以透进更多的阳光和空气，能让泳池保持恒温，能节电30%。除了地面以外，“水立方”通体采用了膜结构，是世界上最大的膜结构建筑。它是许多高新技术产物的综合体：首先是它具有较强的隔热功能，在天气炎热的时候，为场内空调的节能大大地做出了贡献；其二，半透明的气枕透光性很好，四面映射的自然光与室内照明相结合，根据场内活动的需要，由计算机通过气枕控制着透光量，可以随时调节，使场内没有任何整理光照死角。其三，“水立方”采取的LED景观照明方案，使晚间的气枕放射出梦幻般的蓝色光芒。其四，这些膜材料不仅环保节能，具有利用雨水自洁的功能，每年还能回收雨水一万多吨，相当于一百户居民一年的用水量。

2.耐高温715℃的燃点不容易起火

“水立方”外层膜的延展性也很强，可以被拉伸到本身的3~4倍。715℃的燃点将保证膜结构的消防安全，即便被点燃，这种材料在燃烧时也并不会扩散，且无烟、无燃烧物掉落。“水立方”膜结构的充气系统是全自动的，其中任何一个细节出现问题，工作人员都能通过电脑及时监测到。每个气枕都有一个相对独立的充气系统，不会出现一损俱损的情况。气枕的维修也非常方便，万一出现外膜破裂、漏气的情况，工作人员将在8小时对破损的外膜修补或更新。

3.“水立方”自己会“洗脸”

“水立方”的膜材料ETFE不仅环保节能，还具有自洁功能。ETFE膜材本身具有不侵水性，水从上面滑过不留水痕，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。另外，国家游泳中心也已经制定了一套完整的清洁方案，用以对整个屋面或墙面进行整体清洁。

4.“水立方”会发光

阳光下的“水立方”有很多闪闪“发光”的亮点，宛若星辰散落在“水立方”的表面。

这些亮点就是镀点。镀点是功能性镀点。通过镀点，膜结构变成光和热的过滤器，需要的进来。不需要的返回去。镀点改变光线的方向，将多余的光线和热量挡在场馆之外，从而保证了酷热天气里“水立方”不会成为巨大的“温室渔场”。

奥运会时“，水立方”可容纳17 000人观赛，但却不会出现视线被阻挡的情况，原来设计人员做了很多人性化的处理，包括后台都可以清晰地看到各个角落里的比赛情况。对屋顶上的灯光也进行了角度优化，主要是防止光线在水面上产生漩涡。除此以外，在泳池两侧还放了大屏幕。屏幕尺寸达到了23.8平方米。

5.“水立方”会呼吸

“水立方”的屋顶有自然排风的风机，两层膜结构的中间、底下、开口处也有，等于共有8个自然通风口，空气进来，通过屋顶的空腔出去，这样就能把建筑空间中的热量散发出去，实现自然通风。

6.“水立方”的水质安全卫生

“水立方”的水质达到国际泳联规定的最新卫生标准，全部用臭氧消毒。臭氧消毒不仅能有效去除池水异味，而且还可以消除池水对人体的刺激。此外，泳池换水还将全程采用自动控制技术，可以降低净水药剂和电力的消耗，节约泳池补水量50%以上。

7.“水立方”会冒泡

“水立方”的外形看上去就像一个蓝色的水盒子，而墙面就像一团无规则的泡泡。整个建筑由三千多个气泡组成，气泡大小不一、形状各异，覆盖面积达10万平方米，堪称世界之最。“水立方”没有使用一根钢筋、一块混凝土，其墙身和顶棚都是用钢管连接而成的。

8.“水立方”可以大量节水

“水立方”采用了大量专门措施降低自来水消耗，减少废水排放。全年收集雨水1万吨、洗浴废水7万吨，游泳池用水6万吨。建筑物所需的绿化、冷却塔补水、护城河补水、冲厕、冲洗地面等用水全部通过废水回收解决，每年减少了废水排放量14万吨。为了避免蒸发浪费，游泳池不用的水晚上会考虑用特殊材料覆盖。除此之外，“水立方”的另一个环保功能是收集和循环雨水，这是充分体现“水立方”绿色设计思想的一个技术亮点。落到水立方房顶上的雨水会被汇集到建筑物下面的一个中心储蓄池整理中。这些被收集来的雨水将被循环利用，比如洗浴等废水，将经过生物接触氧化过滤再用活性炭吸附并消毒后，用于场馆内的便器冲洗、车库地面冲洗及室外绿化灌溉，仅此一项就可年节约用水44 530吨。这一点，也在“鸟巢”工程中得到了充分体现。

9.“水立方”新型环保设计

游泳中心内的游池应用了许多创新式的设计，如把室外空气引入池水表面，带孔的终点池岸，视觉和声音发出信号等。还有一些高科技设备，如确定运动员相对位置的光学装置、多角度三维图像放映系统等，这些装置将帮助观众更好地观看比赛。

在设计中还充分考虑了环保的需要。为了减少二氧化碳的产生，在设计中减少了电的使用。利用太阳能电池提供电力。大幅地使用了新型材料，使空调和照明负荷降低了20%-30%。另外，游泳中心消耗掉的水分将有80%从屋顶收集并循环使用，这样可以减弱对于供水的依赖和减少排放到下水道中的污水。系统对废热进行回收，热回收冷冻机的应用一年将节省60万度电。还有现代化消防装置为建筑量身定做，比常规设施节约74%。

在建筑节能上，“水立方”的设计也有独到之处。在“水立方”总共8万平方米的建筑面积中，3万平方米屋顶将使雨水的收集率达到100%，而这些雨水量相当于100户居民一年的用水量；在光的利用上，由于“水立方”采用了特殊的膜材料和相应的技术，使得该场馆每天能够利用自然光的时间达到了9.9小时，一年下来，8万平方米的“水立方”将节约大量的电力资源。

科研创新是“水立方”建筑设计中的一大亮点，它所采用的特殊膜材料、钢结构，以及