國家體育館“鳥巢”概念設計——筑巢不是鳥類特有的技能，但鳥類筑巢的工藝，在動物界卻是無與倫比的。地球上有8900多種鳥類。繁殖時少則產1卵，多則數10只。孵蛋所需的時間又因種類而異，從10幾天到幾個月不等。怎么能使這些鳥蛋在孵化中不致滾散，并且免受天敵的殘害呢?筑巢!鳥巢是鳥類最安全可靠的“家”，雛鳥最溫馨的搖籃。不管哪種鳥，營建一個巢都是一件十分浩大而艱巨的“工程”，要付出含辛茹苦的勞動。燕子、麻雀、喜鵲是人們熟悉的“鄰居”，它們常在人類住宅的屋檐下、庭院園林的枝頭上筑巢。細心的鳥類學家做過精確的記錄，一對灰喜鵲在筑巢的四五天內，共銜取巢材666次，其中枯枝253次，青葉154次，草根123次，牛、羊毛82次，泥團54次。一只美洲金翅雀的鳥巢，干重僅53.2克，但總計竟有753根巢材。不管哪種鳥，他們營造的鳥巢都是不易的，是大自然和生物的共同造化。北京的“鳥巢”是人類集中智慧的體現，是奧運的，是世界的。坐落在奧林匹克公園中央區平緩的坡地上的奧運“鳥巢”，占地面積20．4公頃，總建筑面積約25．8萬平方米，檐高68．5米，東西長297米，南北長333米。整個建筑呈橢圓的馬鞍形，外殼是由約4．8萬噸鋼結構有序編織成獨特的“鳥巢”狀。體育場內部分為上、中、下三層碗狀看臺，可容納觀眾9．1萬人。場館設計如同一個巨大的容器，高地起伏變化的外觀緩和了建筑的體量感，并賦予了戲劇性和具有震撼力的形體，體育場的空間效果既具有前所未有的獨創性，卻又簡潔、典雅。體育場的外觀為純粹的結構，立面與結構達到完美的統一。結構的組件相互支撐，形成網絡裝的構架，其立面、樓梯及屋頂完美有機地融為一體，宛如金屬樹枝編制而成的巨大鳥巢，一個用樹枝般的鋼網把一個可容10萬人的體育場編織成的一個溫馨鳥巢！用來孕育與呵護生命的“巢”，寄托著人類對未來的希望。【2008年北京奧運會主體育場—“鳥巢”】

——BeijingNationalStadium(Bird'sNest/OlympicStadium)場館名稱：國家體育場(鳥巢)建設地點：HYPERLINK"/view/137798.htm"奧林匹克公園建筑面積(萬㎡)：25.8、座席數：永久座席80000個，臨時性座席11000個賽時功能：HYPERLINK"/view/38038.htm"田徑、HYPERLINK"/view/2202.htm"足球賽后功能：國際國內體育比賽和文化、娛樂活動開工時間：2003.12.24北京2008年奧運會開幕式和閉幕式的體育場館“鳥巢”外形結構主要由巨大的門式鋼架組成，共有24根桁架柱，現已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊裝。HYPERLINK"/view/71694.htm"國家體育場建筑頂面呈鞍形，長軸為332.3米，短軸為296.4米，最高點高度為68.5米，最低點高度為42.8米。“鳥巢”鋼結構成功卸載后，重達４２０００噸的鋼鐵“枝蔓”完全依靠自己的力量支撐起來，這個奧林HYPERLINK"/zt/peak/index.shtml"匹克建筑史上跨度最大的鋼鐵結構開始獨立承重。“鳥巢”這個世界上最大跨度的鋼結構建筑，完全依靠自己，而不是外力，支撐起了全部重量。一個建筑史上的世界之最，由此誕生。【設計理念】奧運會不僅吸引著世界上最偉大的運動員創造最好的成績，而且吸引著世界上最偉大的建筑師創造最偉大的作品，包括世界建筑設計最高獎——“普利茨克獎”得主在內的全球許多最具實力的設計團隊和最有才華的設計師都參與了這次競賽。2003年3月18日，最終參與競賽的全球13家具有豐富經驗的著名建筑設計公司及設計聯合體，將他們理想中的中國國家體育場的壯麗構想送抵北京。13個設計方案中，境內方案2個、境外方案8個、中外合作方案3個。經決策部門認真研究，“鳥巢”最終被確定為2008年北京奧運會主體育場——中國國家體育場的最終實施方案。整個體育場結構的組件相互支撐，形成網格狀的構架，外觀看上去就仿若樹枝織成的鳥巢，其灰色礦質般的鋼網以透明的膜材料覆蓋，其中包含著一個土紅色的碗狀體育場看臺。在這里，中國傳統文化中鏤空的手法、陶瓷的紋路、紅色的燦爛與熱烈，與現代最先進的鋼結構設計完美地相融在一起。整個建筑通過巨型網狀結構聯系，內部沒有一根立柱，看臺是一個完整的沒有任何遮擋的碗狀造型，如同一個巨大的容器，賦予體育場以不可思議的戲劇性和無與倫比的震撼力。這種均勻而連續的環形也將使觀眾獲得最佳的視野，帶動他們的興奮情緒，并激勵運動員向更快、更高、更強沖刺。在這里，人，真正被賦予中心的地位。\o"返回頁首"【“鳥巢”的基本情況】鳥巢的觀眾容量為德國世界杯主體育場的1.5倍、雅典奧運會主會場的2倍，它是世界最大的鋼結構建筑體育館。經過一次“瘦身”的鳥巢，取消了可開啟屋頂，擴大了屋頂開孔，計劃用鋼總量約為4.2萬噸。91000名觀眾人人“平等”地“看”比賽比賽時，看臺是可以可以通過多種方式進行變化的，可以滿足不同時期不同觀眾量的要求，奧運期間的20，000個臨時座席分布在體育場的最上端，且能保證每個人都能清楚的看到整個賽場。長340米，寬300米的“鳥巢”內沒有立柱，而是一系列輻射式門式鋼桁架圍繞成的碗狀座席。這些座席環抱著賽場的收攏結構，上下層之間錯落有致，無論觀眾坐在哪個位置，和賽場中心點之間的視線距離都在140米左右。“鳥巢”的下層膜采用的吸聲膜材料、鋼結構構件上設置的吸聲材料，以及場內使用的電聲擴音系統，這三層“特殊裝置”使“巢”內的語音清晰度指標指數達到0.6——這個數字保證了坐在任何位置的觀眾都能清晰地收聽到廣播。“鳥巢”的相關設計師們還運用流體力學設計，模擬出91000個人同時觀賽的自然通風狀況，讓所有觀眾都能享有同樣的自然光和自然通風。“鳥巢”的觀眾席里，還為殘障人士設置了200多個輪椅座席。這些輪椅座席比普通座席稍高，保證殘障人士和普通觀眾有一樣的視野。賽時，場內還將提供供助聽器并設置無線廣播系統，為有聽力和視力障礙的人提供個性化的服務。細微之處彰顯人文關懷據悉，運動員通道的長度、運動員休息室的衣柜，觀眾廁所坑位的男女比例，媒體工作間里的引水點分布等等問題也都成為了相關部門的研究議題。入口、出口及人群流動通過流線區域的合理劃分和設計得了完美得到的解決。“無論是設計施工還是內部HYPERLINK"/n?k=%D7%B0%D0%DE"裝修，我們的一切出發點都是以人為本，以運動員感受為準、以觀眾感官出發、以記者的要求衡量。”這是所有“鳥巢”的設計者、建設者們的一個目標。外觀設計以人為本除了“巢”內的以上設施，就連“鳥巢”的外觀設計，也充分體現以人為本的思想。“鳥巢”之所以是一個不完全封閉的“鳥巢”，是因為這樣的設計既能使自然空氣流通，又能為觀眾和運動員遮風擋雨。體育場外殼采用可作為填充物的氣墊膜，使屋頂達到完全防水的要求，陽光可以穿過透明的屋頂滿足室內草坪的生長需要。比賽時，看臺是可以可以通過多種方式進行變化的，可以滿足不同時期不同觀眾量的要求，奧運期間的20，000個臨時座席分布在體育場的最上端，且能保證每個人都能清楚的看到整個賽場。入口、出口及人群流動通過流線區域的合理劃分和設計得了完美得到的解決。滑動式的可開啟屋頂是體育場結構中必可少的一部分。當它合上時，體育場將成為一個室內的賽場。如同一個容器的蓋子，不管屋頂是閉合還是開啟，它都是建筑物的基本組成部分。除了一些特定的結構需要外，可開啟屋頂的結構基本上也是一個網絡狀的架構，裝上充氣墊后，成為一個防水的殼體。【設計方案的改變】在保持“鳥巢”建筑風格不變的前提下，新設計方案對結構布局、構建截面形式、材料利用率等問題進行了較大幅度的調整與優化。原設計方案中的可開啟屋頂被取消，屋頂開口擴大，并通過鋼結構的優化大大減少了用鋼量。大跨度屋蓋支撐在24根桁架柱之上，柱距為37.96米。主桁架圍繞屋蓋中間的開口放射形布置，有22榀主桁架直通或接近直通。為了避免出現過于復雜的節點，少量主桁架在內環附近截斷。鋼結構大量采用由鋼板焊接而成的箱形構件，交叉布置的主桁架與屋面及立面的次結構一起形成了“鳥巢”的特殊建筑造型。主看臺部分采用鋼筋混凝土框架一剪力墻結構體系，與大跨度鋼結構完全脫開。【“鳥巢”工程建設中技術難題】2006年底，最后一根5米長的次結構箱型鋼構件，身披大紅緞花，徐徐進入預定工位。這標志著國家體育場的鋼結構安裝即將全部完成，“鳥巢”工程實現了完美合龍。在眾人欣賞這一工程的同時，“鳥巢”的建設者也向外界披露了他們在建設過程中的種種難題。“鳥巢”工程難度空前建設中的國家體育場是北京2008奧運會的主會場，奧運會期間可容納觀眾9.1萬人。工程占地面積20.4公頃，總建筑面積約25.8萬平方米，檐高68.5m，東西長297m，南北長333m。體育場建筑呈橢圓的馬鞍形，外殼是由約4.8萬噸鋼結構有序編織成“鳥巢”狀的獨特建筑造型；體育場內部為上、中、下三層碗狀看臺。觀眾坐席下為5-7層混凝土框架結構。由于設計理念凸顯“綠色奧運”，“鳥巢”在施工中有很多難題是獨一無二的，在國際上沒有現成的參考答案，只有依靠自己的科技創新獨立解決。施工技術的難點，來源于工程的特點。這個工程與別的工程最大的不同點在于，設計師追求的是雜亂無序、渾然天成的建筑結構造型，只是在圖紙上畫出了一個造型，甚至是一條條曲線，這種曲線不是用一個數字函數就能夠表現出來的，只能采用樣條函數曲線去描出來。單就測量來說，難度就很大。傳統的經緯儀不行，只能用多臺全站儀進行監控。針對“鳥巢”技術難題，14個課題組成立了。各自盡快入題到位。由于科技先行，“鳥巢”施工中的一個個技術難題被破解了，既保證了施工生產的順利進行，又完成了一大批科技科研項目。“鳥巢”鋼材全部國產“鳥巢”這個輻射式旋轉而成的夢幻般造型，使得4.8萬噸鋼的受力點集中在了24根柱子和柱腳上。彎曲點也要承受巨大的拉力和應力。什么樣的鋼才能夠支撐起如此大的體量？這是技術人員遇到的第一個難題。“由于工程本身體量大，是國際上最大的鋼結構工程，帶來一系列結構難題。”邱德隆，這位1996年畢業于清華大學水利工程系的博士這樣說道，“采用什么鋼板焊接是個難題。這種鋼材在國內還是個空白。必須盡快研制出一種把這些相對立的特性統一起來的特殊鋼材，才能破解鳥巢用鋼的難題。”“鳥巢”結構設計奇特新穎，鋼結構最大跨度達到343米。如果使用普通鋼材，受力厚度至少要達到220毫米。這樣一來，“鳥巢”鋼材重量將超過8萬噸。而且鋼板太厚，焊接起來更難。“鳥巢”的科研技術人員，對“鳥巢”的特殊用鋼進行專項研究。最終，為舞陽鋼鐵廠提供了指導性的軋制方案。2005年7月，為“鳥巢”準備的110毫米厚的Q460E鋼板經過舞陽鋼廠的反復實驗，軋制成功并進入批量生產。400噸Q460E鋼材，成了“鳥巢”鋼筋鐵骨中最堅硬的一部分。同時，首鋼、鞍鋼等企業也接下了GJ345D、345C、420C等高強度鋼材的生產訂單。在奧運工程中，所有鋼材全部實現國產。自主研究完成澆筑“鳥巢”的外罩由不規則的鋼結構構件編織而成，里面的混凝土結構與鋼結構相互獨立，建筑師在混凝土看臺和鋼結構外罩之間的空間里，設計了很多傾斜的混凝土柱子來支撐建筑。124根鋼管柱、228根斜梁、600多根斜柱、112根Y形柱與空間曲形環梁相互交織。如何既保證這些混凝土柱子的結構要求，又能不影響“鳥巢”的整體美觀？專家組幾經論證，一個兩全其美的方案誕生了。先像其他混凝土結構一樣綁扎好鋼筋籠，然后再從上面一節一節套上方鋼管，鋼管連接好后再在鋼管里澆筑混凝土，形成與鋼管一體的混凝土柱。這樣一來看不到混凝土柱，既安全又美觀，卻加大了施工難度。邊長一米的方鋼管被連接成120多根長短不同、傾斜角度多樣的鋼柱，70%以上都是雙斜柱———一根柱子在垂直面上扭轉兩次。最高的鋼柱全長21米，橫跨體育場一至四層；最傾斜的鋼柱和地面的夾角達到59度，鋼柱的最大自轉角度超過45度……要在這些高大傾斜看似雜亂的異型鋼管里澆筑混凝土，已經是個不小的挑戰。何況鋼管內部還密布著鋼筋網格———縱向排列著32根鋼筋，橫向每10厘米一排密集的箍筋。這樣密密麻麻的鋼筋網，最多只能伸進三根手指。要按照傳統做法，通過振搗棒振搗密實混凝土，談何容易？起初，工程建設者只能試著從上口往鋼管里澆筑，每天從早到晚只能澆筑四五米。國家體育場工程總承包部經過自主研究，提出了一個新方案：采用高流態自密實混凝土，采取高壓頂升、從鋼管底部注入混凝土，由底向上頂升逐步填充。這是一個從來沒有人用過的方法，結果卻非常理想。頂升混凝土不僅提高工效一倍多，而且質量好，比預定的工期縮短了兩個月零兩天。天公作美順利合龍“鳥巢”主結構上合龍口有100多個，次結構28個。合龍口要求精度非常高。合龍前，需要對接口進行變形分析，并進行處理，滿足合龍質量要求。為確保合龍口焊接質量，項目質量人員對每個焊縫都進行探傷檢測，保證道道焊縫絕對合格。合龍有一大難點，就是對焊接的溫度要求相當高，鋼結構合龍溫度控制好壞，將直接影響到鋼結構的安裝安全。經過工程技術人員對北京市百年來氣象資料的分析，找到適宜的合龍時間，經過認真計算，確定了19℃±4℃為最佳合龍溫度。為確保溫度測量準確，工程技術人員在鋼結構上設立了60個觀測點。合龍計劃分三次完成，8月26日凌晨開始第一次從東北到西南方向合龍；8月28日凌晨開始第二次從西北到東南方向合龍；8月30日凌晨開始第三次進行立面次結構合龍。前兩次合龍很順利。8月30日，全天悶熱，晚上6點，開始下起了小雨，這對降低鋼梁表面溫度有利，工程技術人員緊緊盯著現場上的溫度測量數據傳送終端。可是雨越下越大，早已等候在作業面上的作業人員有些吃不住勁了。這樣的天氣，溫度降下來了，還能焊接嗎？天公就是這樣成人之美。到23點30分左右，雨竟然停了，溫度正好達到合理溫度要求。零點整，第三次合龍正式開始。午夜，“鳥巢”的上空，焊花閃爍，經過緊張的焊接，鋼結構合龍終于在次日凌晨順利完成。接下來，“鳥巢”的膜結構、設備安裝、太陽能利用等更復雜的施工挑戰，也將開始，而這同時也將是“鳥巢”創新的繼續。奧運“鳥巢”見證中國胸懷“鳥巢”，這件被譽為“第四代體育館”的偉大建筑作品，見證的不僅僅是人類21世紀在建筑與人居環境領域的不懈追求，也見證著中國這個東方文