水立方成为理论物理学杰作 建筑领域从此有中国标准

　　1887年，英国物理学家凯尔文勋爵提出了一个问题:“如果我们将三维空间细分为若干个小部分，每个部分体积相等，但要保证接触表面积最小，这些细小的部分应该是什么形状？”106年以后，爱尔兰教授威尔莱和弗兰提出了一个新的解决方案，被认为是凯尔文勋爵问题的最理想的答案。但这样的形式作为建筑结构还从来没有使用过，直到“水立方”的出现

　　没有人为了要解答凯尔文勋爵的问题而设计“水立方”，但在昨天，当北京城北一座晶莹剔透泡泡建筑宣布了它的诞生后，为泡沫理论奋斗了百余年的成千上万设计师终于看到了最佳的答案——国家游泳中心。

　　它浑身散发着通透的神采:巧夺天工的设计、纷繁自由的结构、简洁纯净的造型、环保先进的科技，它凝聚了中国人的智慧和自主创新的勇气，它实践北京奥运会“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”三大理念，这一切，使天蓝色的“水立方”——国家游泳中心注定要成为北京乃至世界建筑史上的标志性建筑。

　　火柴棒创造中国标准

　　有人说，“水立方”没有盖上外层膜，只显露钢筋铁骨时更有魅力，不同年龄段的人看到它都有不同的理解。孩童认为那是一个巨大的积木；青少年则在这个巨大的“变形金刚”中寻找千姿百态的造型；成年人把它当作立体思维形象模型；老年人则在这个编织了一生的网帐里回忆。这就是“水立方”的筋骨，被称为泡沫理论的钢结构。

　　这样的结构从模糊概念开始，更是吸引了无数设计师为之奋斗。在泡沫理论提出一百多年以后，1993年，爱尔兰教授威尔莱和弗兰提出了一个新的解决方案——在构造模型中采用两种不同的单元体，一种为14面体，另一种为12面体。实际上，自然界早已给出了答案:水在气泡状态下的组合就是这个命题的最佳解决方式。细胞组织单元的基本排列形式、水晶的矿物结构等也是如此。到目前为止，爱尔兰教授的方案被业界认为是凯尔文勋爵问题的最理想答案，但这样的形式作为建筑结构还从来没有使用过，直到“水立方”的出现。

　　泡沫理论所要解决的问题，是三维空间内各部分的接触表面积最小，对于钢结构来说，就是所用的材料最少。“水立方”的钢结构采用了12面体与14面体组合的理想形式，从而大大减少了需要的钢材数量，整个钢结构仅用钢6700多吨。

　　都是钢结构，但“水立方”和“鸟巢”却大不相同。“水立方”的钢结构最大的特点就是不规则，纵横交错中透着一股自然的纯美。然而，正是这种自然的不规则形态给焊接带来了极大的困难。“水立方”设计单位负责人笑谈，“水立方”的钢结构是一个“三无工程”——无先例、无规范、无标准。在设计、施工时，“水立方”的钢结构甚至都没有一个标准的称谓。

　　要说搭建“水立方”的焊工师傅都是“空中飞人”可不是过誉。“水立方”的外墙和里层由上千个气泡组成，为了搭建这种不规则多面体空间钢框架结构，施工队需要在空中把一根根钢杆件当成气泡的边棱，逐个在空中按照设计好的位置固定，再与连接边棱的钢球焊接，制成气泡形状。

　　刚一开始，“水立方”进行钢结构焊接时，施工单位开始考虑的方法也和“鸟巢”一样，在地面操作台上焊接一部分，再吊装进行整体焊接。但试验了几次以后发现，要把钢梁拼成气泡形状、找到钢梁在空中的准确位置非常困难。

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