創意下的“鳥巢”

坐落在北京北中軸線上的國家體育場，被人們親切地稱作“鳥巢”。它是奧運工程建設中的一號工程，也是投資量最大、建筑面積最大、標準最高、鋼材用量最多、科技含量最高、施工工藝最復雜、參加施工與協作的單位最多的工程，是2008年奧運會的主體育場。2008年8月8日，第29屆夏季奧運會的圣火將在這里點燃，屆時全世界的目光都將匯聚于此，奧林匹克的夢想舞臺將在這里開啟。“鳥巢”，是一個純粹用鋼鐵“編織”的巨大的橢圓形建筑，被譽為“第四代體育館”，在創下了全世界跨度最大的鋼結構建筑記錄的同時也譜寫著一個又一個自主創新的奇跡，給世界帶來了一個又一個的驚喜。

孕育而出的“鳥巢”

“鳥巢”形態如同孕育生命的“巢”，而它自己的生命，則是無數設計者們的智慧孕育出來的，所以，它更像一個搖籃，寄托著人類對未來的希望。

“鳥巢”雛形乍現。“鳥巢”的建筑形式，本身就是一種創新。據2008年北京奧運會主體育場中方總設計師李興鋼介紹，當初設計時，并沒有刻意要做成“鳥巢”形狀。人們建造一個體育場是為了一些人(運動員)在那兒進行競技，而另外一些人(觀眾)在周圍捧場。基于這樣的出發點，就確定了一個從內到外的設計。內核是橢圓形的賽場和圍繞賽場的一個碗形的看臺，而外部則是覆蓋看臺和背后觀眾集散大廳的鋼結構外罩，并構成一種與看臺形狀相呼應的外形和編織式的結構，這樣，“鳥巢”的雛形就在設計者們的頭腦中形成了。

別具匠心的設計者。“鳥巢”是由2001年普利茨克獎獲得者瑞士建筑家赫爾佐格和德梅隆(Jacques Herzog Pierre de Meuron)與中國建筑師合作完成的巨型體育場設計。1950年出生于瑞士巴塞爾的兩位建筑家像是一對雙胞胎，同年、同地、同校、同事業，甚至簡歷也幾乎完全相同。他們在大學時代，深受德國藝術巨匠約瑟夫·波依斯(Joseph Beuys)的影響，赫爾佐格把有機會與波依斯一起工作，看作對他們的智能發展的一個非常重要的時刻：約瑟夫·波依斯展示給他們從未看到過的事物。美國波普藝術家安迪’沃霍爾又讓赫爾佐格和德穆隆懂得了重復的價值。大師的影響，使他們形成了獨特的理念。在談到建筑與美術的關系時，赫爾佐格直率地說；“比起建筑我們更喜歡藝術。”巴塞爾站的信號所、倫敦泰德美術館等等都是他們的代表作。別具匠心的設計者成就風格獨特的建筑，“鳥巢”能給人以不同凡響的感覺，就不足為奇了。

全方位的設計理念

體現奧運三大理念。“鳥巢”在設計上不僅完全滿足功能的要求，而且在諸多方面體現著2008年北京奧運會的三大理念。如在“科技奧運”方面：“鳥巢”的設計中采用了很多新技術、新材料、新工藝、新方法，進行了許多科研工作與技術創新，填補了多項國內空白，很多成果還達到了國際先進水平-在“綠色奧運”方面：進行了自然通風方式下的熱舒適度、風舒適度研究，“鳥巢”的雨洪利用系統，地源熱泵系統都有非常突出的特色，在“人文奧運”方面：“鳥巢”回歸以體育——競賽和觀賽為本的體育場設計理念，對中國文化與美學的重視與體現，特別是“鳥巢”設計的標識系統以及為運動員、觀眾、媒體、殘疾者等各類人群在體育場內外進行包括比賽，觀賽、轉播在內的各項活動所設置的各種空間，設施及其安全性、便利性、舒適性等等，都是對“人文奧運”的充分體現。此外，在奧運會的時候展示這樣一個主會場，還將體現出中國人包容、開放的胸懷。

堅持以人為本。“鳥巢”的設計一直堅持的就是一種人文關照。整個體育場結構的組件相互支撐，形成網格狀的構架，而內部沒有一根立柱，外觀看上去就仿佛樹枝織成的鳥巢，均勻受力的網如樹枝般沒有明確的指向，讓人感到每一個座位都是平等的，置身其中如同回到森林般愜意；其灰色礦質般的鋼網以半透明的雙層薄膜覆蓋，把陽光濾成漫射狀，使得場內形成了漫散光，體育場告別了日照陰影；其中包含著一個土紅色的碗狀體育場看臺，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。人，真正被賦予中心的地位。

節約辦奧運。評審委員會主席、中國工程院院士關肇鄴評價說，這個建筑(鳥巢)沒有任何多余的處理，一切因其功能而產生形象，建筑形式與結構細部自然統一。從2001年開始，國際奧委會就成立了一個研究委員會，探討如何減低奧運會主辦者的負擔問題，最后形成了119條建議，據稱其中的64％已開始實施，余下的從北京奧運會上生效，這就是國際奧委會的所謂瘦身計劃，與我們“節約辦奧運”的操作方針是不謀而合的。

“節約辦奧運”是我們辦奧運的操作方針。雅典奧運會的觀眾上座率不高，但全世界電視收視率卻很高，選無疑給我們一個啟示：場館的規模應根據舉辦國的不同項目的發展情況和水平，寧可稍小而滿，切勿貪大而空。奧運會的廣大觀眾不一定在市內，而是在世界，電視轉播商寧可要一個適中而滿座的場館的熱烈氣氛，而不要大而冷清的場館賽事。以“鳥巢”體育場為代表的北京奧運會體育場館的布局、規模和功能，是符合國際奧委會新的精神的，也是科學發展觀在奧運建設中的一個具體體現。“鳥巢”把整個體育場室外地形微微隆起，將很多附屬設施置于地形下面，這樣既避免了下挖土方所耗的巨大投資，隆起的坡地在室外廣場的邊緣緩緩降落，還依勢筑成熱身場地的2000個露天坐席，與周圍環境有機融合。它所體現的不僅是節約投資，更重要的是創新觀念。

中國文化特色。“鳥巢”的設計還體現了中國文化特色。中國造型美術有兩大特征，一是平面的書畫，二是有著空間造型的陶器，玉器、青銅器，石刻、木雕，建筑以及種類繁多的手工藝品。將豐富的表現和技術統一在單一的造型中，是中國古代造型藝術最大的特征。

我們在這座巨大的“鳥巢”體育建筑上，可以發現一些和中國傳統文化有著千絲萬縷的聯系。在距今四千年前的新石器時代彩陶文化中，“舞蹈紋彩陶”和“網形彩紋陶缽”幾乎就是一個微縮體育館，因此可以說，赫爾佐格和德穆隆的“鳥巢”建筑是一種非常原始的造型。據說，在赫爾佐格和德穆隆的建筑事務所里，為了這個方案設計，他們將世界上所有同類體育館的圖片貼滿墻壁，另外就是收集了大量中國文物的圖片做研究，那件“網形彩紋陶缽”的器型和塑造的意境，多么像赫爾佐格和德穆隆設計的“鳥巢”建筑原型。而那鏤空通透的外壁又像江南園林中的“冰裂紋花窗”，還有民間纏線之美，手藝人手下的杰作簍筐和讓全世界容易辨認的中國結等等，都成為這座巨大建筑中的中國文化遺傳基因。我們不妨可以這樣說，“鳥巢”就是中國傳統文化的化身。

著眼“后奧運開發”。設計并搭建“鳥巢”不易，要讓“鳥巢”在未來的日子里充滿生機與活力更為不易。“鳥巢”設計之初和深化設計的過程中，一直貫穿著可持續發展的理念，在滿足奧運使用功能的前提下，充分考慮永久設施和臨時設施的平衡。按照要求，“鳥巢”共設10萬個坐席，其中8萬個是永久性的，另外2萬個是奧運會期間臨時增加的。在此基礎上，設計中將“鳥巢”的功能與周圍地區日后定位乃至整個城市的中長遠發展規劃結合起來考慮。根據已確定的規劃方案，“鳥巢”所在的奧林匹克公園中心區賽后將成為一個集體育競賽、會議展覽、文化娛樂、商務和休閑購物于一體的市民公共活動中心。作為北京奧運會主體育場，“鳥巢”將成為北京的標志性建筑之一，在相當長時期內，也將成為參觀旅游的熱點地區。同時，“鳥巢”在設計建設中，還在場地和空間的多功能上下了很大功夫，以提高場館利用效率，除能夠承擔開幕、閉幕和體育比賽外，還將滿足健身、商務、展覽、演出等多種需求，為成功實施“后奧運開發”奠定了堅實的基礎。

創新的完美演繹

“鳥巢”的設計別具一格，它的建設也匠心獨具。“鳥巢”是全世界跨度最大的鋼結構建筑之一，并且其鋼結構由被外力支撐的狀態變成完全靠自身支撐，成功實現了“自主矗立”。在“鳥巢”的建設過程中，從材料的選擇到施工設計，很多環節都是依靠自主創新的力量構筑的，可以說，“鳥巢”集中了中國建筑最新技術的精華。

科技創新完善結構設計。“鳥巢”的獨特設計，注定了它在施工過程中會遇到獨特的難題，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。例如，中方發現“鳥巢”原本的樓梯由于一通到底的設計，可能存在疏散困難的安全隱患，于是及時對此設計進行了改進。

締造鋼鐵“中日造”的奇跡。“鳥巢”外部鋼結構的鋼材用量為4，2萬噸，整個工程的總用鋼量，包括混凝土中的鋼材，螺紋鋼等達到11萬噸，都沒有使用一公斤外國鋼鐵，“鳥巢”是地地道道的“中國造”。“鳥巢”所使用的鋼材是獨特的Q460。在國家標準中，Q460的最大厚度是100毫米，而“鳥巢”使用的核心鋼材是河南舞陽特種鋼廠自主研制的110毫米厚建筑用Q460低合金高強度鋼，比通常的建筑用鋼材強度超出一倍，這是國內在建筑結構上首次使用Q460規格的鋼械而這次使用的鋼板厚度達到110毫米，是以前絕無僅有的，以前這種鋼一般從盧森堡、韓國、日本進口，為了給“鳥巢”提供“合身”的Q460，從2004年9月開始，河南舞陽特種鋼廠的科研人員開始了長達半年多的科技攻關，前后3次試制，終于獲得成功。如今，400噸自主創新、具有知識產權的國產Q460鋼材，撐起了“鳥巢”的鐵骨鋼筋。

身體力行，建立施工工藝新標準。

“鳥巢”鋼結構焊縫總長達30多萬米，其中現場焊縫長達6萬多米。焊接工作一般需在零攝氏度以上的溫度進行，而“鳥巢”工期要求有一半現場焊接需在零攝氏度以下的冬季進行，室外氣溫常在零攝氏度以下，這個問題相當棘手，所以“鳥巢”鋼結構動工之前，施工單位對壘世界150多個鋼鐵焊接的大型數據庫進行了詳細檢索，卻沒有找到任何相關工藝標準的記錄。沒有別人的經驗指導，路只好自己去走。隨后，科研人員兵分多路。進行可焊性實驗，歷時5個多月，“功夫不負有心人”，終于確定了相關參數，解決了這一問題。

在建設“鳥巢”中，很多技術都為以后大型建筑的建設開拓了新的途徑。例如，應用于“鳥巢”的厚鋼板焊接技術及應用研究，成為世界同類的焊接要求的技術標準-《國家體育場結構設計和施工關鍵技術研究》也為夸后的工程技術樹立了標桿。

“鳥巢”雖“小”，影響深遠

在“鳥巢”的施工建設過程中，集中了國內相關專業最前沿的自主創新技術力量，及時解決了其結構設計與施工方案中的一系列難題。這些新的技術填補了國家空白，還為未來的工程建設奠定了技術基礎。

GDC—1型直軌道式焊接機器人，是針對奧運“鳥巢工程”的實際情況自主研發而成的。這一機器人的出現，不僅可以實現“鳥巢”工程焊接生產自動化，大幅度提高焊接質量和效率，縮短焊接施工周期，而且可以提高整個工程的施工技術水平和科技含量。GDC—1型焊接機器人這一科研成果的市場化應用，對于加速科技成果轉化和高新技術產業化起到了重要的示范作用。

伴隨著“鳥巢”的技術攻關，相關的理論也陸續出臺。《國家體育場結構設計和施工關鍵技術研究》、《國家體育場鋼結構安裝工程焊接質量控制的有效途徑》等這些新標準、新工藝填補了國家空白，是奧運工程留下的一筆寶貴財富，其作用不僅為“鳥巢”提供了高強度鋼材，幫助“鳥巢”成功建成，也為今后同類建筑的建造奠定了技術的基礎，為今后的國防工業和民用工業的發展提供了新條件。