摘要：我国的国家体育场是一座具有新进水平的世界级多功能的体育场，并在2008年北京奥运会中作为主体育场，它的设计和建造都是一项令世界惊叹的重大工程，在设计方面它对于整个世界的建筑设计来说都是一个极有研究价值和参考价值的典型例子。国家体育场在设计当中大胆的应用了一些新理念、新材料和新技术以及新方法，完成了一次殿堂级的体育场概念设计，让所有人见到国家体育场时都有一种令人耳目一新的感觉，被它所独有的气质感染。因此本文重点论述我国国家体育场的设计中应用的新理念、新材料、新技术和新方法。通过研究和总结国家体育场的设计应用来为其他工程的设计提供有益的经验和想法。
关键字：国家体育场；新理念；新材料；新技术；新方法
引言
我国国家体育场的设计新理念实际上就是摒弃传统的那种注重建筑技法而忽略设计的根本目的的设计理念，通过最直接和具有逻辑姓以及含有艺术性的方式来表现体育场建筑本质上对于人的意义。新材料就是为了更好的表达新理念而采用了很多的新型建筑材料，新技术也同样，在更好的体现新理念的同时也体现了现在建筑技术和建筑工艺的进步和发展，提高我国大型工程建设的质量和水平。新方法是体现在国家体育场的设计方法和管理方法上，来保障新理念、新材料和新技术在设计和施工中的应用。
本人从事建筑环境与设备工程相关工作多年，近年来又从事了体育场设计和场地材料开发研究等工作，借助国内的文献材料和本人的研究理解，总结分析了国家体育场在设计中对新理念、新材料、新技术、新方法的应用，本人分别对其进行简单的介绍。
一、新理念的应用
（一）外形结构设计
国家体育场最能体现新理念的就是其独特的外形，即“鸟巢”状的结构和外观阐释着中国传统的文化内涵和传统艺术美学中的内敛思想。放射性的外罩和编织状的视觉体验，赋予了国家体育场一种富有动感和活力的人文气息，并且高低起伏的外形设计去除了传统体育场具有的一种肃穆感，反而给予人一种友善和谐以及典雅庄重的感染力。当然除了外观具有的观赏性和美感之外，网格状和镂空的结构组件使得“鸟巢”形象更加丰满，更加具有地标性和艺术性。国家体育场的设计新理念是回归体育本身，所以在结构上最能突出这一理念的设计是为了拉近赛场与观众的距离和创造一种密切的观看效果所设计的空间效果，观众看台的形状被设计成为了一个“碗”的形状，这种匀称的环形为观众提供了最好的视距和极为宽阔的视野，能够紧密的围绕赛场，在比赛时能够带动观众们的热情和高涨的情绪，使其更加容易的融入比赛的氛围当中，真正的达到了一种回归体育的视听感受。
（二）景观与建筑设计一体
国家体育场的基座呈现了一种不易察觉的坡状，观众可以沿着基座平台缓缓的进入体育场入口，并在基座平台可供观众俯瞰奥林匹克公园和欣赏坡地景观。另外体育场入口人群集散立体分流的设计理念十分独特，与体育相关的区域和商业区安排在地下，运动员和相关工作人员分别从独立的进出口到达各自的属区，而观众则由坡状基座直接就可入场，这种方式比起平面分流的方式要方便许多，因此将功能区域安排到地下的设计理念保障了体育场外观上的简洁和完整，也使得体育场外的景观能够得以实现观赏的要求。此外，基座的景观设计也是一大特色，以中国传统的生肖为装饰主题，并将图案虚拟化、抽象化指引观众到达商业区和功能区。并且基座景观的主路是围绕国家体育场的椭圆形辐射的主路系统，与“鸟巢”的外形与结构互相呼应，形成了建筑与景观的相互呼应，凸显了和谐美好的主题思想。
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二、新材料的应用
在国家体育场的设计过程中，由于其特殊的形状和结构，对建筑材料的要求十分苛刻，所以在建设中采用了新材料ETFE膜材，这种新材料它具有良好的防水功能和吸声降噪的功能以及耐久性和稳定性以及良好的自洁性，同时该膜材的燃点高，防火性能良好并且通过结构优化促进材料对空气流通的引导和热舒适度的组织形成。还有PTFE膜材，它和ETFE同样具有良好的耐久性和其他特性并且根据位置的不同，这种新材料被主要应用于吸声和防水。
三、新技术的应用
国家体育场采用的新技术主要表现在它具有的大跨度结构的设计上，由于体育场的形状不是规则的，所以对于横梁和架柱的支撑上与传统的结构不同，就需要采用钢板焊接的箱型构件，这种构件的截面尺寸大，有大量的空间扭曲的构件，布置交叉的主结构和立面的次结构一起构成了“鸟巢”的设计造型。在设计和建造过程中，采用了扭曲构件空间坐标表示法技术研究、首次采用风振系数计算技术和箱形截面桁架节点设计技术以及焊接薄壁构件设计技术方法等等新型技术的开发和发展，都在一定程度上取得了开创性的成果和成就。国家体育馆在钢结构的复杂设计上提出并采用了多种的新型技术，才解决了诸多面临的难题和促进了我国在钢材构件领域的技术发展。
国家体育馆的排水技术是设计当中的一个重点技术内容，由于“鸟巢”屋面的钢结构和膜结构分布不规则，所以在排水技术上应用了重力排水和虹吸排水相结合的排水系统，这种理念和技术是首次被提出并开展应用的，通过重力系统和转换水槽以及虹吸系统在几何理论和概率理论的支持下，完成了排水系统的安全可行。
对于体育场来说，消防仍是一个关键的安全问题，国家体育场的消防设计是基于计算机模拟技术和对安全疏散和烟气控制等方面的研究而建立的全方位立体消防系统，并且还应用了计算机模拟技术对体育场各个区域的疏散安全进行了模拟研究并提出制定了相关对策，保障消防安全以及观众的疏散安全。
为了体现奥运会绿色发展的中心思想，所以国家体育馆在设计是考虑到了这一点，并应用了雨洪利用技术、地源热泵技术、太阳能光伏发电技术等等突出国家体育场循环可持续发展的主题和“绿色奥运”、“科技奥运”的理念。
四、新方法的应用
在国家体育馆的设计方法与表达上应用了CATIA空间模型的三维设计，在它所提供的集成环境里构建和分析国家体育场的复杂空间造型和不规则构件的几何表现形式，对关键部位和设备精确的定位和分析，在国家体育场的设计中发挥了重要重用。
因为国家体育场的工程浩大，施工复杂及难点问题极具挑战性，各个项目之间的组织和管理都很难协调统一，所以从国家体育场的设计开始，设计联合体就开始了新方法的应用，首先采取了与国内外设计项目方案团队的全过程、全方位的合作方式，然后完成竞赛设计，在进行初步设计，施工设计等，所以紧密的合作方式能够发挥各个角色的作用从而更好的促进和完善设计方案的最终确定。
所以这体现了越是复杂的建筑设计就越是需求科学合理，有效高效的项目组织和控制管理。在国家体育场的设计中采用的就是专业化的、国际化的和高效化的项目组织和设计管理方法，保障了国家体育馆的顺利施工和圆满建成。
五、结论
国家体育馆的设计是世界建筑设计史上的一次创新和尝试，它的设计为很多其他的大型建筑设计提供了宝贵的经验和思路。尤其是新理念、新技术、新材料、新方法的应用展现了我国优秀的文化内涵和技术水平的提高，也展示了我国作为一个历史悠久的文化大国在各个方面的体现，通过国家体育馆的设计和建设，为我国的建筑事业和建筑设计领域提供了绝佳的展示和检验平台，在很大程度上促进了我国建筑业的快速发展，为国际建筑设计做出了巨大贡献。
参考文献
[1]李兴钢.国家体育场设计[J].建筑学报,2008(08):1-17.
[2]李兴钢.新理念、新材料、新技术、新方法在国家体育场设计中的运用[J].建筑创作,2007(07):68-83.
[3]范重.国家体育场大跨度结构设计中的新技术[J].工程力学,2006(S2):78-84.
论文作者:汪均
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/5
标签：体育场论文; 国家论文; 新材料论文; 新理念论文; 新技术论文; 技术论文; 新方法论文; 《防护工程》2019年第7期论文;