BIM案例分析：北京水立方(国家游泳中心)
国家游泳中心(水立方)ETFE膜结构技术在水立方中的应用
第３ ９卷 第 ３期 ２０ ０ ８年 ３月 Ｖ ］ ９ Ｎ ． Ｍａ．２０ ｏ１ ｏ ３ ３ ｒ ０８
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国家游泳 中心 （ 立方 ） Ｔ Ｅ 水 Ｅ Ｆ 膜结构技术 在水 立方 中的应用
３ ．中 建 困 际 （ 圳 ） 计 顾 问 有 限 公 司 ，５ ８ ０ 深圳 ） 深 设 １０ ６
摘
要： 国家游泳中心（ 水立方 ） ０ ８ 是２ ０年北京奥运会三大标志性建筑物之一 ， 采用Ｅ Ｆ Ｈ 结构作为围护 系 Ｔ Ｅｇ
统。本文简述了Ｅ Ｆ 膜材的特性和优缺 点 ， ＴＥ 重点介绍了国家 游泳 中心Ｅ Ｆ 膜结构的工作原理 、 ＴＥ 设计 、 加工制作
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国家 游泳 中心 是２ ０ 年 北京 奥运 会三 大标 志性 建 ０８
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水立方景观设计理念分析
水立方景观设计理念分析
水立方是2008年北京奥运会游泳比赛场馆，其设计理念主要
分为三个方面：奥运理念、环保理念和当代设计理念。
首先，水立方的设计理念体现了奥运理念。
作为奥运会的场馆，水立方的设计理念将奥运的核心价值观如团结、友谊、公平、竞争等融入到设计中。
通过建筑的形象、体量和造型，表达出奥运会的精神和氛围。
建筑外观采用了类似水泡的结构，寓意着水的流动和变化，象征着运动员在水中奋力拼搏的场景，同时也代表着中国人民的精神力量和创造力。
其次，水立方的设计理念还注重环保。
在设计中，建筑师采用了多个环保技术和材料。
例如，建筑外围的膜材料采用了聚四氟乙烯（PTFE）材料，具有防水、防尘、防火等特点，同时
还能让充足的自然光线透过，减少了对室内照明的需求，节约能源。
此外，设计还融入了雨水收集系统，用于灌溉景观植物和供厕所使用，减少了对自来水的需求。
这些环保设计和措施使得水立方成为了一个节约能源、环保可持续的建筑。
最后，水立方的设计理念体现了当代设计理念。
建筑的外观和内部空间的设计都体现了现代建筑的风格。
建筑外观的泡泡状结构、曲线和色彩的运用都创新而富有节奏感，使建筑立即成为了奥运会的标志性建筑。
而室内空间的设计则充分考虑了观众和运动员的需求，提供了舒适而现代的观赛和训练环境。
总的来说，水立方的设计理念体现了奥运、环保和当代设计的核心价值观。
它不仅是一座功能强大的游泳场馆，同时也是一
座象征着中国奥运精神和环保意识的建筑。
通过其独特的外观和先进的环保设计，水立方在设计界和国际社会都获得了高度的认可和赞誉。
解读水立方
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。
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。
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。
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Байду номын сангаас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。
知名工程项目管理案例
摘要：国家游泳中心，简称“水立方”，是北京2008年夏季奥运会的主要场馆之一，也是奥运会的标志性建筑。
该项目在工程建设、项目管理及技术创新等方面均取得了显著成就，成为全球工程项目管理的经典案例。
一、项目背景2008年北京奥运会前夕，国家游泳中心（水立方）作为奥运会的主游泳馆，承载着重要的历史使命。
该项目由北京市国有资产经营有限责任公司建设，中建一局建设发展有限公司总包，设计单位为中建设计联合体。
二、项目管理策略1. 高效的团队协作：项目团队由国内外知名设计师、工程师、施工人员等组成，通过高效的沟通与协作，确保项目按期完成。
2. 先进的设计理念：水立方采用“水的立方”（[H2O]3）设计方案，将建筑设计与结构设计融为一体，呈现出独特的外观和功能。
3. 绿色环保：水立方首次采用ETFE膜材料，实现了场馆的绿色环保。
ETFE膜具有高强度、耐腐蚀、抗紫外线等特点，为场馆提供了舒适的室内环境。
4. 高标准的质量控制：项目严格执行国家标准和行业规范，确保工程质量。
同时，引入国际先进的检测设备和技术，确保场馆的安全性能。
5. 精细化管理：项目实施精细化管理体系，从材料采购、施工进度、成本控制等方面进行全面监管，确保项目按计划推进。
三、项目成果1. 建设周期：水立方于2003年年底开工，2007年底前完工并投入试运行，提前完成了建设任务。
2. 获奖情况：水立方在国内外多次获得奖项，包括国际建筑大奖、中国建筑工程鲁班奖等。
3. 社会效益：水立方成为北京奥运会的标志性建筑，提升了北京的城市形象，吸引了大量国内外游客。
四、项目管理启示1. 团队协作：高效的项目团队是项目成功的关键。
通过合理的分工和沟通，确保项目顺利推进。
2. 设计创新：结合实际需求，勇于创新，打造具有独特性的建筑作品。
3. 绿色环保：关注环保，采用绿色建筑材料和技术，实现可持续发展。
4. 精细化管理：加强项目监管，确保工程质量，提高项目效益。
总之，国家游泳中心（水立方）工程项目管理案例为我们提供了宝贵的经验，为我国工程项目管理水平的提升提供了有益借鉴。
水立方工程施工建设
水立方工程施工建设水立方，又称国家游泳中心，是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆，也是2008年北京奥运会标志性建筑物之一。
位于北京奥林匹克公园内，占地面积62828平方米，赛时建筑面积79532平方米，室内装饰面积43800平方米。
赛后二期工程完成了由奥运工程转型为功能性用房的施工，内部拥有1个标准竞赛池、1个标准热身池和1个标准跳水池及近5000平方米的嬉水乐园。
水立方的结构体系是泡沫理论在建筑工程上的首次尝试，造型新奇、如梦幻般的水立方的建设面临着前所未有的世界级难题：设计的主体由两万多根组装位置都不同的钢杆骨架搭建，外层用ETFE膜（四氟乙烯）全封闭。
针对本工程，中建一局装饰公司积极推广应用新材料及新技术工艺，同时结合工程的特点难点，在新技术的应用中突破创新，并获得多项技术专利。
水立方的施工过程中，建设者们面临着巨大的挑战。
首先，由于水立方的独特设计，施工人员需要精确地安装两万多根钢杆，每根钢杆的位置和角度都有严格的要求，这需要极高的精度和细致的施工。
其次，外层采用的ETFE膜施工技术也是一项世界级的难题。
ETFE膜是一种高性能的塑料薄膜，具有优良的抗腐蚀性能和良好的密封性能，但施工过程中对温度和湿度的控制要求极高，任何一点小小的瑕疵都可能影响整体效果。
然而，通过建设者们的艰苦努力，这些难题都被一一克服。
他们采用了一系列先进的技术和设备，如激光测距仪、计算机模拟技术等，确保了钢杆的精准安装。
在ETFE膜的施工过程中，他们严格控制温度和湿度，确保了膜的质量和效果。
最终，水立方以其独特的造型和精湛的施工质量，成为了北京奥运会的标志性建筑之一。
水立方工程的顺利完工，不仅为我国奥运会场馆建设增添了辉煌的一笔，也为世界建筑工程史留下了浓墨重彩的一页。
水立方，这座充满现代科技与创新精神的水上运动场馆，将永远铭记在我国乃至世界建筑史册上。
国家游泳中心(水立方)详细介绍
工程地点：奥林匹克公园B区，奥林匹克中心区西南角承建单位：中建一局集团建设发展有限公司建设单位：北京市国有资产经营有限责任公司设计单位：国家游泳中心中建设计联合体监理单位：北京帕克国际工程咨询有限公司工程造价：建筑面积：79532㎡建筑层数：建筑高度：31m幕墙类型：结构类型：钢混剪力墙+钢结构+膜结构开工日期：2003年12月24日竣工日期：2008年1月26日工程简介：本工程位于奥林匹克公园B区，奥林匹克中心区西南角，主体建筑紧邻城市中轴线，并与国家体育场相对于中轴线均衡布置。
东面为景观路，西侧为景观西路，南侧紧临北顶娘娘庙，北侧为成府路。
工程占地62828m2，赛时建筑面积79532 m2，标准坐席17000个，其中临时坐席约11000个（赛后将拆除），永久坐席约6000个。
整个结构外形为立方体，平面尺寸为176.538×176.538m，地上高度约31m。
内部主要为钢筋混凝土结构，拥有1个标准竞赛池、1个标准热身池和1个标准跳水池及近5000 m2的嬉水乐园。
工程特点、难点1、重要的影响力奥林匹克运动会是国际上最重要的综合性赛事，2008年的第29届奥运会是我国第一次承担有如此国际影响力的比赛，对体现我国特别是北京的综合实力是一项重大考验，从党中央国务院到全国人民都寄予了极大的期望，而硬件设施的建设是奥运会筹备阶段的重要组成部分，尤其本场馆是本次新建场馆中唯一由港澳同胞、台湾同胞和海外华侨为主捐资兴建项目，其意义是不言而喻的。
国家游泳中心作为本次奥林匹克中心区主要场馆之一，它的开工与建设吸引了国人乃至全世界人民的目光，建设的最终质量必将成为全世界关注的焦点。
2、体现高性能混凝土的特性：本工程混凝土部分的耐久性设计年限为100年，必须从原材料的选择、施工过程的控制等方面达到高性能混凝土所要求的耐久性长及工作性好的特点。
3、建造符合奥林匹克运动会标准的游泳池：（1）高标准的质量要求：泳池、跳台对装修面完成后所达到的精度要求高于普通建筑，要比普通建筑的国家验收标准更加严格。
水立方工程施工特点
水立方工程施工特点国家游泳中心，别名水立方，是北京市为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆，也是北京奥运会的标志性建筑物之一。
水立方的施工具有许多独特的特点，主要体现在以下几个方面：一、创新的设计理念水立方的设计方案是经过全球设计竞赛产生的“水的立方”（[H2O]3）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。
设计体现出创新的设计理念，融建筑设计与结构设计于一体，设计新颖，结构独特。
二、独特的结构体系水立方的设计主体由两万多根组装位置都不同的钢杆骨架搭建，外层用ETFE膜（四氟乙烯）全封闭。
这种结构体系是泡沫理论在建筑工程上的首次尝试，造型新奇，如梦幻般的水立方的建设面临着前所未有的世界级难题。
三、新材料及新技术工艺的应用针对水立方工程的特点难点，中建一局装饰公司积极推广应用新材料及新技术工艺，同时结合工程的特点难点，在新技术的应用中突破创新，并获得多项技术专利。
例如，首次采用的ETFE膜材料，可以最恰当地表现水立方。
四、严格的质量目标和管理由于水立方工程的重要性，中建一局集团装饰工程有限公司决定将此工程作为公司重点工程，并按照有关要求制定了严格的质量目标。
在施工过程中，严格遵循相关质量标准，确保施工质量。
五、优秀的工程奖项水立方工程在施工过程中，荣获了多项优秀工程奖项，如“2008年北京市建筑装饰优质工程奖”、“全国建筑工程装饰奖”、“建筑工程鲁班奖”、“詹天佑奖”、“北京市示范工程”等。
这些奖项的获得，充分证明了水立方工程施工的高质量和高水平。
综上所述，水立方工程施工具有创新的设计理念、独特的结构体系、新材料及新技术工艺的应用、严格的质量目标和管理、优秀的工程奖项等特点。
这些特点使得水立方工程成为了一个具有世界水平的优秀工程，也为我国建筑事业的发展做出了重要贡献。
水立方详细介绍
水立方详细介绍国家游泳中心是北京2008年奥运会比赛场馆之一，其创意来自于肥皂泡的结构，因其外观酷似一个蓝色方盒子而被称为“水立方”。
与“鸟巢”一样，“水立方”独特的结构设计给施工带来了很大难度，因为它是世界上第一个尝试实现这一肥皂泡结构体系的建筑。
“水立方”的建筑外围护采用新型的环保节能ETFE（四氟乙烯）膜材料，由3000多个气枕组成，覆盖面积达到10万平方米。
建设地点：奥林匹克公园建筑面积（M2）：65000－80000。
座席数：永久座席为6000个，临时性座席11000个。
赛时功能：游泳、跳水、花样游泳、水球。
开工时间：2003.12.24。
工时间：2007年四季度。
“水立方”是世界上首个基于“气泡理论”建造的多面体钢架结构建筑。
独特的结构设计给施工带来了很大困难。
国家游泳中心总经理康伟说，“水立方”的创意来自于肥皂泡的构造。
这种在自然界常见的形态从未在建筑结构中出现过。
“从截面上看，‘水立方’墙面和屋顶都分为内外3层，9803个球形节点、20870根钢质杆件中，没有一个零件在空间定位上是完全平行的，传统的二维图纸无法标出工件的坐标。
因此，定位难成为‘水立方’施工中遇到的最大挑战。
”康伟说。
在业主的委托下，中建国际（深圳）设计顾问有限公司联合国内4家研究单位，仅用了半个多月便把“水立方”的所有工件在三维空间上一一标出了坐标。
30513个工件、91539个坐标值，堆成了两尺多高的施工图纸。
作为自主创新成果，《新型多面体空间钢架结构设计理论》为“水立方”的钢结构搭建提供了技术标准。
随着奥运工程进度的不断推进，新标准、新工艺不断涌现。
这些新标准、新工艺是奥运工程留下的一笔宝贵财富，今后将成为同类建筑的参照标准。
“水立方”膜结构的表面覆盖面积达到10万平方米。
为确保正式安装的顺利进行，2006年春节前完成了实体墙面500平方米试安装。
此次正式施工前，“水立方”主体钢结构已完成了施工准备工作，具备了贴膜条件。
我国运用BIM的经典案例
我国运用BIM的经典案例中国近年来在建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）的应用方面取得了显著的进展。
以下是几个我国运用BIM的经典案例。
1.鸟巢（北京国家体育场）：作为北京奥运会的主要场馆之一，鸟巢是一座标志性建筑，也是中国在BIM应用方面的典范。
BIM技术被用来生成建筑的三维模型，帮助设计师更好地构建和管理该体育场。
通过BIM，设计师可以实时查看建筑物的状态，进行碰撞检测和修复，以确保施工过程的顺利进行。
2.上海中心大厦：作为中国最高的建筑之一，上海中心大厦在设计和建造过程中广泛运用了BIM技术。
BIM在此项目中的应用包括建筑结构分析、机电系统设计和施工协调等多个方面。
BIM模型帮助建筑师和工程师更好地规划和管理建筑物的各个部分，从而提高项目的效率和质量。
3.成都天府新区：作为中国西部重要的城市发展示范区，成都天府新区为BIM的应用提供了广阔的舞台。
在该区域的建筑项目中，BIM被广泛运用于建筑设计、施工过程管理和维护等方面。
通过模型的建立和分析，BIM帮助设计师和施工方更好地预测和解决问题，提高施工质量和效率。
4.唐山新区绿色示范城市：唐山新区是中国北方的一个新兴城市示范区，致力于创建绿色、智能的城市。
BIM技术在该区域的建筑和基础设施项目中得到了广泛应用。
通过建立BIM模型，设计师能够更好地进行规划和分析，提高项目的可持续性和效率。
5.广州南沙天汇广场：广州南沙天汇广场是一座综合性的商业建筑群，运用了BIM技术进行设计和建造。
BIM模型在项目中的应用包括建筑结构设计、与机电系统的协调以及工程进度和质量的管理等方面。
BIM的应用帮助提高了项目的设计准确性和施工效率，并确保建筑物的质量和安全。
总结起来，中国在BIM应用方面已经取得了显著进展，这些经典案例证明了BIM在建筑设计、施工与维护过程中的重要性。
随着BIM技术的不断发展，相信中国将会有更多的经典案例涌现出来，推动建筑行业更加高效和持续发展。
水立方
水立方
场馆设计
“水立方”是北京奥运会国 家游泳中心，它的膜结构是世 界之最。它是根据细胞排列形 式和肥皂泡天然结构设计而成 的，这种形态在建筑结构中从 来没有出现过，创意十分奇特。 “水立方”的墙面和屋顶 都分内外三层，设计人员利用 三维坐标设计了3万多个钢质 构件是由中国与澳大利亚的设 计人员共同完成，这三万多个 钢质构件在位置上没有一个是 相同的。这些技术都是我国自 主创新的科技成果，他们填补 了世界建筑史的空白。
场馆设施
奥林匹克比赛大厅是水立方的 核心区域，整个大厅长：116m、 宽：70m、高：30m、面积8120 ㎡，内有水立方内部两个泳池， 游泳池25米*50米，水深3米；跳 水池25米*30米，水深4.5-5.5米。 坐席区拥有5000余个标准坐 席，座椅水天一色，如同一池碧 水飞溅出的层层浪花。大厅内空 气质量优良，自然光线、声音效 果、建筑构造和色彩等方面优美 结合，共同营造出舒适、愉悦、 令人兴奋的综合室内环境。
色彩缤纷的“水立方”
环保功能
“水立方”采用ETFE膜围护结构 设计，通过腔通风、自然通风、 自然采光等一系列的节能措施来 降低建筑物的运行能耗。全年设 计运行能耗低于国内同类型场馆 全年设计运行能耗。与国家《公 共建筑节能设计标准》中参照建 筑相比，整体节能可达9%左右 “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。 全年可收集雨水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 全部通过废水回用解决，每年可 减少废水排放量14万吨。
蓝色世界
建筑技术
膜结构建筑是21世纪最具
代表性的一种全新的建筑 形式国家游泳中心，至今 已成为大跨度空间建筑的 主要形式之一。它集建筑 学、结构力学、精细化工 材料科学与计算机技术等 为一体，建造出具有标志 性的空间结构形式，它不 仅体现出结构的力量美， 还充分表现出建筑师的设 想，享受大自然浪漫空间。 在2008年的奥运会建筑设 计上，膜结构应用就得到 完美的体现