建筑美学论文解析水立方

建筑美学论文解析水立方

这些建筑可以体现我国的建筑风格趋向与和谐何自然，符合奥运的主题 绿色奥运、科技奥运、人文奥运。 但是不得不说的是，这些设计并不是只有国内人参与设计，很大程度上是借鉴了外国很多设计实例和设计风格，在其中添加中国的特色。我认为只能从侧面反应中国建筑风格

瑞士赫尔佐格和德梅隆设计公司与中国建筑设计研究院组成的联合体设计完成的“鸟巢”方案
水立方方案。该方案由中国建筑工程总公司、澳大利亚PTW建筑师事务所、ARUP澳大利亚有限公司联合设计。设计体现出 [H2O]3(“水立方”)的设计理念，融建筑设计与结构设计于一体，设计新颖，结构独特，与国家体育场比较协调，功能上完全满足2008年奥运会赛事要求，而且易于赛后运营。

北京奥运会的水立方构造有哪些作用?

　　《水立方——气泡的游戏》

　　王小节：与极具阳刚之气的鸟巢相映衬的是旁边这座温柔秀美的水立方了。我们现在还看不出它的柔美，是因为它还没有安装上这种特殊的膜结构。大约再过一个月，水立方就要开始安装十万平米这种特殊材料制成的薄膜。而如何使这种轻薄的材料良好地控制室内的声光热，成了科技人员最大的攻关难题。

　　水立方是一个半透明的建筑，其中一项设计是要通过一种薄膜结构吸收自然光，以调节馆内光线和温度，达到节能环保的目的。但是，仅仅依靠光溜溜的薄膜，别说调节光线温度，如何不让它成为一个温室大棚都是问题。薄膜上这些被称为镀点的圆形斑点就是用来解决问题的窍门，它们就像小小的遮阳伞，起到隔离、反射光线的作用，把刺眼的光线和多余的热量挡在场馆之外。

　　中建国家游泳中心设计联合体机电专业部主任 毛红卫：比如在北面，阳光负荷很少，那么在这个前提下，我们这个(镀点)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。

　　“水立方”工程设计师郑方：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。

　　水立方最动人的视觉效果就是无论从场馆内外任何角度来看，都可以看到一个个紧密相连的半透明的水泡，而看不到一根多余的钢梁。那么，水泡和钢梁怎样融为一体呢？这个淡蓝色的方型盒子，其实隐藏着自然界中一个关于泡沫的秘密。

　　王小节：我想到了一个非常形象的办法，为您来展示水立方究竟是什么样子。让我们先来玩个吹肥皂泡的游戏吧，这个游戏大家小时侯都玩过吧。恩，瞧，样子是不是很像呢？其实水立方的外墙和顶棚呢就是由成千上万个这样的气泡组成的。早在一百多年前的欧洲，爱玩泡泡的科学家罗德.科尔文就提出了这个“气泡理论”。他说，其实自然界中很多物质的排列结构，都是以这种气泡的结构方式组成的。但是这个理论被提出一百多年了，却从来没有人想过怎么把它运用在建筑学上。

　　记者：“您刚看到水立方的时候什么感觉？”

　　国家游泳中心副总经理 钢结构负责人 孙彦朝：“非常新奇，梦幻般的。但是一百多张设计图只是告诉我们这个建筑是什么，并没有告诉我们这个建筑该怎么把它建造起来。水立方整个的构件是两万个杆件，一万个球，一共加起来是三万个构件组成这样一个结构体系。每一个结点，每一个杆件都是不一样的。最终我们实施完成的图纸有三万多张。”

　　记者：“画这三万多张图咱们大概花了多长时间？”

　　孙彦朝：“大概花了一年时间，现在回想起来这一年干了些什么，除了画图，什么都不记得了。”

　　要把一个个气泡堆积成为一面墙，关键是找到作为气泡边缘的钢梁的准确位置。工程师们试了很多办法，包括GPS定位、激光定位、整体平移、分区域安装，可是工程进度总是太慢。

　　国家游泳中心总经理 康伟：“我们计算了一下，如果每天三十几个组件能够焊接上，那么我们什么时候能够完成任务呢，我们可能到2008年以后，都焊不完，所以给我们这些人急坏了。”

　　水立方工程总包执行经理侯本才，天天都在一线指导施工队按图纸工作，缓慢的施工进度令他坐立不安。他开始和几个老师傅一起琢磨起这个吹泡泡的道理来。有一天，老侯兴冲冲的拿着一把火柴找到孙彦朝。这几根火柴能解决气泡结构的定位难题吗？

　　记者：“这些火柴棒代表什么呢？”

　　水立方工程总包执行经理 侯本才：“这些火柴棒就代表这个气泡的边缘，如果在空中把这些杆件拼成一个球，可以看到在空间的定位是很困难的。弄不好就散掉，前功尽弃。经过一段时间的摸索，工人师傅想到一个好办法，先由一个点和一根杆件确定一个平面。然后其它的杆件位置就通过目测就可以基本准确的确定。思路做了一个调整，不要先想着造一个球，如果先把球的一个面先造出来，其它几个面同样的办法，也会很快地造出来，这样一个球体自然就形成了。”

　　国家游泳中心副总经理 钢结构负责人 孙彦朝：“其实道理很简单，就是利用高中几何当中的，一条线和线外一个点，确定一个平面。工人师傅这种土办法解决了大问题。”

　　四两拨千斤，难倒了一帮工程师的问题就这样迎刃而解，工程进度猛增到一天安装100多个构件，水立方工程提前一个多月完成了封顶。由工人师傅创造的这套工作方法也同工程师们的建筑理论一起，被写进多面体延性钢架结构施工管理技术规程，我国对这一规程拥有完全的自主知识产权。

　　中国工程院院士 董石麟：“(水立方)结构形式我们现在叫它多面体空间钢架结构。这一种结构在过去，不单单在我们国家，在世界上还是没有的，这样一种世界上第一的水立方游泳馆这种结构形式，是我们中国来实现的。

对北京鸟巢和水立方的看法

让TM法国鸟人滚蛋！

鸟巢这种方案根本没有同北京城市肌理相融，这不是正常设计，每平方米800多公斤的用钢量，问题在于以形式为主，看不到这种空间结构给体育场的受力状态和经济带来什么成功。
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一个结构工程师对国家体育场“鸟巢”的评价

“鸟巢”是不是一个好的设计？我的观点：很糟糕的一个设计，无论从建筑美学上还是从建筑结构的受力上还是建筑节能上。

仿生学是一门很有意思也很古老的学问，动物和植物经过了多少年的进化和自然选择，保留了许多它们赖以生存的特性。聪明的人类从研究这些动植物的构造或功能或动作上得到了很多启发。

那是不是仿了就是成功就是完美呢？当然不是，否则，动物们也不需要进化了。
何况就模仿对象而言，也有高下之分，蛙泳和狗刨之间，还是有些境界的不同的。
另外就模仿者自身对被模仿者的理解或重现方面，是只模仿了形还是完美模仿了形和神，这也直接影响了仿生的最终效果，蛇拳一定赢猴拳，都模仿青蛙游泳，也还有快慢之分呢。

同是飞行动物，就造巢的手艺而论，我觉得蜜蜂都比大多数鸟类高明，拣些树枝堆起来谁不会啊，最多再添些树叶羽毛之类的弄个席梦思床垫，而能造出蜂窝六角形那样省料、高效利用空间且有相当稳固性的巢来，还是很需要些物理和数学的天分的。就单说鸟类，主要也就三大类筑巢方式：靠树枝树叶或者衔泥衔小鱼砌巢或者找个现成的山洞树洞。国家体育场“鸟巢”这个结构模仿的就是这一种建造方式了。

国家体育场的设计人员无疑从自然界中的鸟巢中得到了灵感，不过我说，鸟的巢并不是一个很好的模仿对象，鸟的窝太杂乱，鸟不会制造建筑材料，它们只会就地取材，取到啥样也就用啥样的了。退一步说，如果真喜欢鸟巢的这个形，那么我们作为聪明的人类，设计的建筑要比鸟巢更高明才好有的吹。以现在的科技水平，这并不难做到。我对国家体育场这个结构最大的意见是：结构杂乱，构件的可复用性极差。

软件开发和建筑结构设计以及很多行业都很讲究复用性：能重复利用才能减少浪费，越复杂越容易出错也越难维护。“鸟巢”的每根构件的向几乎都不相同，这不但给结构设计造成了很多不必要的麻烦，也给加工、制造、安装设置了很多不必要的障碍。最要命的是，结构的杂乱使得受力状况错综复杂，节点设计难度增加，结构设计人员只好以多用材料来保证一定的安全度。

从美学上，也许有人觉得杂乱是美，但耗资不菲来刻意实现这种杂乱，我感觉不到美在哪里。国家体育场是纳税人的钱盖的吧。大家见过西单图书大厦旁边的中国银行办公楼吗？入口处的半圆形的全玻璃的小顶棚，每块形状都不同，据说是意大利进口的，每块的造价相当于一辆奔驰轿车的造价，这是一种什么样的行为？炫耀还是败家？

另外，这样一个结构的建筑节能也是一个很大的问题。节能措施搞的不好的话，建筑物的运营成本是很高的，很多女孩喜欢在寒冷的冬天露出双腿来臭美，这是有代价的，上了年纪就得坐轮椅了。现在国内的建筑就喜欢穿得露和透，这个透的代价就是高能耗：天热得要死需要开冷风，冬天冻得打颤必须暖气伺候。

当初公开就几个建筑方案让部分市民投票了的，那我为什么对很多市民投了赞成票的方案还这么大意见那？对于诸如给熊猫起名字或选名字、给某某会议选个吉祥物之类的事情，让老百姓参与进来投票是无可厚非的。对于三峡大坝建还是不建、建筑物选什么样的结构形式这种专业性非常强的问题，让并不具备足够专业知识的外行来投票决定方案，我觉得这不是民主，简直是可笑和胡闹。天津大学土木系结构专业的资深教授、国内著名的空间结构专家刘锡良教授多次在建筑结构的专业会议上提到，现在很多中标的建筑方案过分追求新奇怪，一些方案明显受力不合理但还是被选用了，有一个很重要的原因，就是评委中，结构工程师的名额太少，通常还占不到十分之一。

在这个建筑师对结构工程师颐指气使的年代，建筑师们在保持艺术家风度的同时，多听听那些又土又木的结构工程师的意见吧，我们不苛求建筑师能精通力学，不求建筑师能精通建筑节能，但，既然建筑是一个多学科共同努力完成的产品，多听听合作伙的见解有助于少设计一些垃圾产品，多出一些流芳百世的精品。