北京奥运会水立方结构的功能是什么？

王晓洁:与阳刚的鸟巢相对的是旁边温柔美丽的水立方。我们还是看不到它的女人味，因为它还没有贴上这种特殊的膜结构。再过一个月左右，水立方将开始安装这种特殊材料制成的10万平方米的薄膜。如何让这种轻薄的材料很好地控制室内声光热，成为科技人员最大的难题。

水立方是一个半透明的建筑，它的设计之一就是通过薄膜结构吸收自然光来调节馆内的光线和温度，从而达到节能环保的目的。但是，仅仅依靠裸膜，且不说调节光温，如何防止它变成温室，是个问题。薄膜上的这些圆形斑点，称为电镀斑点，就是解决问题的窍门。它们就像一把把小雨伞，隔绝和反射光线，把刺眼的光线和多余的热量挡在会场之外。

中建国家游泳中心设计联合体机电部部长毛宏伟:比如在北方，日照负荷很小，所以在这个前提下，我们的(电镀点)密度比较稀疏，给人一种通透的感觉。在西部和东部，由于强烈的入射阳光，我们将在那里镀上密集的斑点。

如果你想在烈日下或者太阳西下的时候让水立方保持凉爽，这些小雨伞的分布必须非常准确。通过研究北京近30年的气候数据，经过精确计算，最终确定了每片薄膜所需的电镀点面积。

“水立方”工程设计师方正:南立面主体部分电镀点(面积)在50%以下。西立面主要电镀点(面积)约为60%。有了这样的镀点，整个西立面可以阻挡70%以上的太阳能进入建筑。

水立方最感人的视觉效果是，无论从场馆内外的任何角度，都能看到紧密相连的半透明气泡，却看不到多出来的一根钢梁。那么，水泡和钢梁是怎么融合在一起的呢？这个浅蓝色的方盒子其实隐藏着一个关于自然界泡沫的秘密。

王晓杰:我想到了一个非常生动的方法，让你看到水立方真正的样子。我们先玩一个吹肥皂泡的游戏。大家小时候都玩过这个游戏。嗯，你看，相似吗？事实上，水立方的外墙和天花板是由成千上万个这样的气泡组成的。早在100多年前的欧洲，爱玩泡沫的科学家罗德·科尔文(Rod colvin)就提出了这种“泡沫理论”。他说，其实自然界很多物质的排列结构都是由这种气泡结构组成的。但是这个理论提出一百多年了，却从来没有人想过如何把它应用到建筑上。

记者:“你第一次看到水立方是什么感觉？”

国家游泳中心副总经理、钢结构负责人孙燕超说:“这非常新颖和梦幻。但是100多张设计图只是告诉我们这个建筑是什么，却没有告诉我们怎么建。水立方的整个构件是20000根杆，10000个球，一个* * *加起来就是30000个构件，形成这样的结构体系。每一个节点，每一个小节都不一样。最终，我们实现了3万多张图纸。”

记者:“我们画这三万多张花了多长时间？”

孙燕超:“大概用了一年。现在回想这一年做了什么，除了画画，什么都不记得了。”

要把气泡堆成一堵墙，关键是要找到钢梁的准确位置作为气泡的边缘。工程师尝试了很多方法，包括GPS定位、激光定位、整体平移、区域安装，但工程进度总是太慢。

国家游泳中心总经理康伟:“我们算了一下，如果每天能焊接30多个部件，什么时候能完成任务？2008年后我们可能无法完成焊接，所以我们很焦虑。”

水立方项目总承包商执行经理侯本才每天指导施工队按图纸施工，缓慢的施工进度让他坐立不安。他开始琢磨跟几个老师傅吹泡泡的道理。有一天，老侯兴冲冲地拿着火柴找到孙彦超。这些匹配能解决定位气泡结构的问题吗？

记者:“这些火柴棍代表什么？”

水立方项目执行经理侯本才说:“这些火柴棍代表了这个泡沫的边缘。如果你在空中把这些杆放在一起变成一个球，你可以看到在太空中定位它们是非常困难的。不好就散了，之前的努力都白费了。经过一段时间的摸索，师傅想到了一个由点及杆确定平面的好办法。然后通过目测就可以基本准确地确定其他杆件的位置。思路有所调整。先别想着做个球。如果球的一个面先做出来，其他面也会用同样的方法很快做出来，这样一个球体就自然形成了。”

国家游泳中心副总经理、钢结构负责人孙燕超说:“其实道理很简单，就是用高中几何中的一条线和线外的一点来确定一个平面。工人师傅的土法解决了大问题。”

困扰一批工程师的问题解决了，工程进度一天飙升到100多个组件，水立方工程提前一个多月封顶。这一套由大师级工人创造的工作方法，与工程师的建筑理论一起，被写入了《多面体延性钢框架结构施工管理技术规程》，我国对该规程拥有完全自主的知识产权。

中国工程院院士董士林说:“(水立方)结构现在叫多面体空间钢架结构。过去这种结构不仅我国有，世界上也有。这种结构，世界上第一个水立方游泳池，在中国实现。