“水立方”的简与繁

　　2006年12月26日，外层最后一块气枕安装完成，1437个“水分子”拼出了完整的“水立方”。作为国家游泳中心，在它超现实的极简外衣之下，包裹着奥运国家形象和赛后商业运营的复杂内核。

　　“水”和“方”

　　不规则的浅蓝色“泡泡”排列在外表面，这状如结晶体的巨大方盒子给人以简单有力的一击。“水立方”的对面，则是如同树枝织成的巨大“鸟巢”，其设计者曾描述它具有“戏剧性和震撼力”。在奥运公园中心、中轴线两侧的对称位置，这两大标志性奥运场馆有着足以吸引眼球的超常规外表，在空间上形成了鲜明的几何对应关系：方与圆，曲线与直线，固体与水体；也代表着不同的性格特征：静与动；柔与刚；阴与阳。

　　参与水立方设计的中建国际设计公司体育事业部总建筑师郑方认为，这两大奥运场馆的出现带有强烈的传媒时代特点——奥运会如同一个盛大的节日，主场馆在电视转播画面中出现的几秒钟要带给人强烈的瞬间冲击力，被全世界记住，这决定了它们的意象必须是单纯、质朴和完整的。

　　“在北京市力争办成最出色奥运会的决心下，主要的奥运场馆被期待成为奥林匹克建筑群中的代表性作品。”北京市国有资产有限公司副总经理、国家游泳中心公司总经理康伟对记者说。最先启动全球招标的场馆就是国家体育场和国家游泳中心，国资公司作为两者的业主单位具体负责。2003年1月，国家游泳中心全球设计竞赛启动。其中，中建总公司、中建国际设计顾问公司、澳大利亚PTW和ARUP组成联合体参赛，他们的方案就是“水立方”。

　　康伟说，在入围的10个方案中，唯有“水立方”是“方”的，最好地实现了招标任务书中就专门提出的“谦让主场”的要求，也恰好与鸟巢形成“天圆地方”的意象。中建国际设计公司总建筑师赵小钧对记者说，方案组最初深化的方案其实是另外一个，PTW的建筑师安德鲁提出的“水波浪”：安德鲁有一天带着年幼的女儿去海边游泳，一个巨大的浪头突然向岸边拍来，第一次下水的女儿获得了巨大的快乐。他认为，夸张的水波浪会给大家带来跳跃的视觉和感官刺激，是一种活跃而张扬的美。但当大家想要把游泳馆的功能放进其中时，却难以实现。“中建设计”的赵小钧、王敏和商宏这时尝试着把游泳馆的各个功能摆放进最初设计的一个长方体，他们惊异地发现：一个四四方方的正方体豁然出现在眼前。而这个立方体，正好跟中轴线另一侧刚刚确定的国家体育场方案“鸟巢”形成奇妙的对应。“有人认为鸟巢的存在使国家游泳中心的设计变得简单，但也有人认为这项工作更难。于是，怎样与鸟巢在建筑语汇上相互对话、取得中轴线两端两座建筑的平衡成为国家游泳中心设计主要考虑的问题。”PTW主设计师约翰•保林说。

　　“方”的形态确立了，表皮如何填充？赵小钧说，有人提出种草，还有人提出斑驳的钢质表面，直到“泡泡”的出现。“泡泡”是PTW设计师马克的梦想，他最初给出的游泳中心方案就是几颗巨大的水泡，被大家戏称为“蛤蟆卵”。这时，马克又试图把一串串的水泡放进盒子里去，德国建筑师克里斯则用电脑贴出各种泡泡图像，激发了大家的灵感。最终实现“泡泡”的是ARUP公司的幕墙工程师垂斯特，他采用钢构件隔开了一个个的“泡泡”，使“泡泡”成为分子，赋予了这一方盒子“水”的外观。“我们想到了有机细胞的天然图案以及肥皂泡的形成，希望观众坐在建筑里面，能体会到水的运动产生的各种形式，由此产生一种身处水中流动的感觉。”约翰•保林说。

　　击败“扇之舞”

　　入围的10个方案中，首先要进行综合技术评审，对设计、结构、经济、财务等项分别评分。康伟是评审工作的总负责人，他说，“水立方”是其中最吸引眼球的，所有人都没见过这个，但它这时并非各项得分都最高，一个强劲竞争对手是“扇之舞”。进入到专家评审阶段，则主要看吸引力，3个方案入围“水立方”、“扇之舞”和“灵石”。赵小钧说，据他们当时得知的消息，“灵石”比较早在专家心目中出局，因为它形象不太特别，技术也不十分高超。决斗就在“水立方”与“扇之舞”之间。康伟说，其实“扇之舞”差点中标，这一方案的亮点在于，在9000个临时座位和6000个固定座位的连接处是轴，赛后很容易拆除临时座位，并且这部分可变为盖子，转动轴闭合体育馆。这一方案的坚定支持者是评审专家之一的三峡工程部部长，他认为这一原理跟三峡工程一模一样，三峡这么大的工程都实现了，这个也没问题。但很多专家对它在结构上的实现心存疑虑，最终被舍弃。

　　负责“水立方”汇报的赵小钧说，当时评委们认为它在技术可行性上最突出的问题是ETFE的“膜”结构这种软软的“塑料布”会不会不耐久、起皱、破损？他当时解释说，刀一划会破，作为普通建筑看似不可接受，但可在四周加“护城河”保护，况且如果是恶意破坏，其风险与玻璃幕墙也一样。另一个焦点是它能否真的实现逼真的“水”的外观，会不会看上去像个“塑料大棚”？赵小钧他们拿来之前采用ETFE的建筑的图片给评委看，比如英国的“伊甸园”，打消了一些疑虑。康伟说，最终使得评委们下决心选择“水立方”的原因，还是因为其够新颖——无论如何，这个方案一定是“最特殊的”。

　　郑方对记者说，“鸟巢”和“水立方”的方案在2003年会被接受，但在奥运“瘦身”之后，思路开始从国家形象转向实际考虑，放到现在或许就不会被接受了。康伟说，事实上，2004年8月，主体育场“鸟巢”首当其冲被“瘦身”，旁边的“水立方”也被波及，内部控制的预算由13亿元多缩减到10．2亿元。

　　后奥运问题

　　郑方说，“水立方”的设计使用年限是100年，而奥运会只有短短16天，所以其生命价值更主要的是体现在赛后。因此，虽然“水立方”的最直接使命是为2008年奥运会的游泳、跳水、花样游泳、水球等比赛提供场地，但在设计时要同时考虑赛时和赛后两大时态，而且是按赛后框架来建，赛时调整。

　　历届奥运会在圣火熄灭之后，都不得不面对接踵而来的“后奥运”难题。雅典奥运会期间，雅典方投入30多亿欧元建设的30多个奥运场馆赢得了世界好评，但在赛后，绝大多数场馆既没有进行商业化运作，也没有做社会化利用。但与此同时，奥运场馆每年要花掉纳税人1亿多欧元来进行养护，这成为雅典人的一大“心病”。雅典市副市长曾公开表示，“雅典奥运会的债务需要希腊未来几代人来偿还”。我国亚运场馆长期靠政府补贴的局面也印证了这一点。

　　“赛后时态”优先

　　康伟说，在两大奥运场馆率先招标之初，“发改委”就提出可否采用国际流行的BOT（建设—经营—转让）融资模式，进行项目法人招标？这一想法后来基本在“鸟巢”项目上实现了。但在考虑“水立方”法人招标的过程中，它被确立为唯一由海外华人华侨捐资建设的场馆，因此，问题变为对赛后“运营商”的招标。当时“发改委”提出“我们之前的体育场馆都是事业单位，或者靠吃财政补贴，对赛后运营没有多少经验，能否让外国人来经营？”没想到最后参与竞标的只有3家，合格的只有2家，而3家以下不算招标。来谈的只有1家，连竞争性谈判都算不上，最终废标。

　　中建总公司和一家美国公司组织的联合体是其中之一，参与了这一过程的中建国际设计公司经营副总经理弋洪涛认为，废标的主要原因是当时连设计方案都没有，谈运营的时机不成熟，所以应者寥寥。

　　这次运营商招标失败的一个结果是，业主方明确提出要将运营结合在建设中。康伟说，他在设计招标任务书中特意增加了一条“要充分考虑赛后经营，赛后改建成市民大型水上健身娱乐中心”。这也是赵小钧对该任务书印象最深的一点。

　　康伟说，可承担国际比赛的大型游泳场馆，一般三四万平方米就够了。但他们当时考虑多大的商业面积，可弥补比赛面积的亏损？这也是基于悉尼经验澳大利亚是游泳大国，悉尼水上中心是赛后所有场馆里唯一做到收支平衡的。但主赛厅并不是最赚钱的，反而是悉尼游泳馆的水上游乐项目最赚钱。

　　事实上，弋洪涛说，竞标之初中建总公司在全世界范围内寻找合作伙伴，最终选择了澳大利亚PTW公司，就因为他们参与了悉尼奥运会水上中心的设计，有运营经验。他们根据悉尼水上中心的运营问题，提出把嬉水池面积尽量做大。在比赛池两侧分布着1．7万个座位，但赛后作为日常赛馆，只保留4000到6000座即可满足要求。因此，设计师们将靠近泳池的4000到6000个座位做成永久座位，后面高处则搭建近1．1万张临时座椅，赛后拆除并改建为其他运营场所。郑方说，大房子需要大事件来支撑，对作为游泳中心的水立方来说，支撑它的就是“水”的主题，他们设计的原则就是保持这一主题的一贯性：除外表面的“泡泡墙”外，还有嬉水乐园、“泡泡吧”等，内部装修也随处是水的意象。

　　如今“水立方”已完成了钢结构和膜结构，施工已经渡过了最主要也是最艰难的阶段。康伟说，下一步在推进施工的同时，要确立“水立方”的运营方案和运营主体，可能的模式有三种：国资公司自己运营；寻找合作伙伴合作运营；委托另一家公司运营。他说，最后一种的可能性不大，设计方案出来之前的那次运营商招标的失败就证明了这一点。

　　链接

　　"泡泡"

　　是怎么形成的

　　在“水立方”极端简洁的形体上，“泡泡”作为密不可分的“水分子”构成了它极端丰富的肌理。这些“泡泡”看似无规则，其实，侧面墙体上的“泡泡”每4个一组重复排列，屋顶每6个一组重复，无序下蕴涵着精密的逻辑。

　　最初的灵感来源于自然界中的“泡泡”，如蜂巢，水晶的矿物结构，肥皂沫的天然构造。如果将“水立方”视为一个个泡泡的组合，即可细分为若干均等部分的三维空间，何种形状能够保证界面接触面积最小？赵小钧说，设计人员发现，19世纪末英国物理学家凯尔文的“泡沫”理论可以解答这个问题：12面体周围堆积若干14面体，这样组成的结构接触界面最小。

　　由这一理论，ARUP公司建立了“6个14面体＋2个12面体”的基本组合模型，在空间无限延伸并旋转基本组合，再根据已定整体建筑平立剖面逐步切割填充，生成庞大的钢结构和膜结构模型。这样的结构也为之后的施工出了难题，康伟说，原因之一就是不同位置的杆件和球体支点各不一致，要一一加工并编号。而且要在三维空间中寻找坐标，高空焊接，他们为此专门从全国几千名焊工里挑选了200名。

　　“泡泡”要用什么材料来实现呢？被戏称为“泡泡墙”的ETFE膜在此时进入PTW的视线，因为它足够坚硬，非常适用于环境苛刻、温度敏感的游泳场馆，同时又是透明的，满足了“水立方”高度透明的设计原则。ETFE在欧洲已有上百年历史，多数应用于温室外立面，如英国的伊甸园。而下届世界杯主场———赫尔佐格和德梅隆设计的德国慕尼黑安联体育场也选用了ETFE。赵小钧说，这些建筑的每一个“泡泡”都是一模一样的规则图形，建起来难度要小得多。

　　然而，针对ETFE膜材料的质疑声从未断过，特别是2004年珠海晶艺玻璃工程有限技术总监罗忆指出，他在“伊甸园”现场看到膜“发霉”的情况。曾去伊甸园考察过的郑方解释说这是青苔。ARUP随后对参数进行了优化，调整了膜的设计。通过事先安装在钢架上的充气管线对膜充气，整个过程由电脑智能监控，根据当时的气压、光照等条件使“泡泡”保持最佳状态。据PTW设计师保林介绍，“水立方”顶部的膜层数达4层，而墙体的膜则在2至3层之间。若顶层只有两层膜，下雨天“水立方”内的人就会有头上“打鼓”的感觉，在增加膜之后，雨点敲击顶部薄膜的声音就不会再对室内的正常使用造成影响。而ETFE的强度也被反复检测，确保即使在冰雹天气使用也没有问题。



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