PTW建築設計事務所

成立於1889年由詹姆斯·佩多創建的澳大利亞建築設計事務所PTW，在長達一個多世紀的實踐中，不僅成為澳洲最古老的，也是最大和最多元化的建築設計公司之一，在國際上具有相當的影響力。 出自PTW設計的建築類型多種多樣，包括商業建築、住宅建築以及公共建築等，其中體育設施項目尤為突出。PTW所設計的項目最大特色是在城市中協調商業與文化以及公共用途的能力，特別是對於城市水域生態（濱水區域）的規劃，不僅加強了水域公共領域的營造和城市資源的拓展；同時，對於最佳化城市空間，提高城市環境品質及競爭力起著非常重要的作用。

基本介紹

• 公司名稱：PTW建築設計事務所
• 總部地點：澳大利亞
• 成立時間：1889年
• 經營範圍：建築設計
• 公司性質：外商獨資
• 員工數：1000

中國情緣

PTW自1988年進入中國，從開始的項目前期概念設計，到90年代，PTW在中國的項目開始有了進一步深化。如今，從“水立方”的概念誕生到即將落成，已讓PTW在中國家喻戶曉。PTW著名設計早已遍布全球，近期代表作品有：2000悉尼奧運會國際田徑中心、游泳中心、2004雅典奧帆會可拆裝輔助性設施、深圳發展銀行總部、深圳純水岸、2008北京奧運會奧運村、2008奧運國家游泳中心水立方等。

著名作品介紹

“水立方”

“水立方”是PTW為北京帶來的建築壯舉，這不僅因為其獨特的形態，更因為精湛的建造工藝和技術手段。作為一家在中國實踐多年的外籍事務所，PTW已將自身的思考與探索融入到中國的歷史文化與社會現狀中。基於此，PTW帶給中國建築設計師的經驗是多元化和值得深入挖掘的。特別是，由他們自身所處的城市環境而對城市水域生態的規劃與設計實踐而累積的經驗，對於中國濱水（海）城市的發展有著十分重要的借鑑意義。 國家游泳中心“水立方”自從方案誕生的第一天起就承載著千萬人的希冀。從“泡沫”理論初露端倪，到酷似水分子結構的不規則幾何形框架一天天搭起，再到一塊塊膜結構氣枕成功安裝，這個北京北四環沿線的奧運建築的一舉一動時時吸引著全世界的關注。隨著北京奧運的步步逼近，“水立方”的各項調試工作已基本告罄，其中最吸引人眼球的外立面照明也於近日揭開了最終面紗。為了保留些許神秘色彩，目前，晚間的“水立方”只對外展現其主場景，即藍色，而作為媒體的我們有幸第一時間欣賞到尚未大規模拋頭露面的其它顏色場景，並迫不及待地呈現給讀者。

“水立方”

“水立方”坐落於北京奧林匹克中心區西南角，東側為200m寬的廣場帶，是北京城市中軸線北端延伸部分，相隔約300m是可以容納8萬人的國家體育場；北側為18000座的國家室內體育館；南側是北京的歷史文化遺址—北頂娘娘廟；西側是商業用地，將用於酒店和辦公設施，大賽時部分為臨時媒體綜合區用地。水立方的建築面積近8萬m2，容納17000個標準座椅，其中6000個永久座椅，11000個臨時座椅。在2008年奧運會中，這裡將產生游泳、跳水和水上芭蕾項目的42塊金牌。奧運會結束後，水立方將成為北京最大的、具有國際先進水平的多功能游泳、健身、休閒中心。

建築設計理念及膜結構

這個看似簡單的“方盒子”是融合中國傳統文化和現代科技的傑作。中國人認為：沒有規矩不成方圓，按照制定出來的規矩做事，就可以獲得整體的和諧統一。在中國傳統文化中，“天圓地方”的設計思想催生了“水立方”，它與圓形的“鳥巢”—國家體育場產生對話，相得益彰。方形是中國古代城市建築體系最基本的形態，它體現的是中國文化中以綱常倫理為代表的社會生活規則。而這個“方盒子”又能夠完全實現國家游泳中心的多功能需求，從而成就了傳統文化與建築功能的完善結合。

在中國文化里，水是一種重要的自然元素，能激發起人們歡樂的情緒。國家游泳中心賽後將成為北京最大的水上樂園，所以設計師針對各個年齡層次的人，探尋水可以提供的各種娛樂方式，開發出水的各種不同用途，他們將這種設計理念稱作“水立方”。設計師將水的概念深化，不僅利用水的裝飾作用，還利用其在泡沫形態下獨特的微觀分子結構，經過數學理論推演後放大，形成建築的“骨骼”，其上包裹的透明的ETFE膜，賦予建築冰晶狀的外貌，視覺效果和感受非同凡響，輪廓和外觀變得柔和，水的神韻在建築中得到了完美展現。是

ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）是一種輕質新型材料，具有有效的熱學性能和透光性，可以調節室內環境，冬季保溫、夏季散熱，而且還會避免建築結構受到游泳中心內部環境的侵蝕。國際上在建築中使用膜結構時，多用的是PTFE膜，這是一種纖維材料，特點是不透明，但技術比較成熟。而“水立方”使用的是ETFE膜，這是一種透明膜，能為場館內帶來更多的自然光。國內對這種薄膜結構的理論研究幾乎空白。2006年德國世界盃主要賽場之一的慕尼黑安聯體育場也使用了ETFE氣枕式外牆，但與“水立方”相比，兩者的區別在於，德國安聯體育場的氣枕覆蓋面積為6萬m2，而“水立方”則達到10萬m2；安聯體育場是單層氣枕並且是規則排列的，“水立方”則是雙層氣枕，並且幾乎沒有形狀相同的兩個氣枕。

“水立方”的內外立面膜結構共由3000多個氣枕組成，覆蓋面積10萬m2展開面積26萬m2，是世界上規模最大的膜結構工程，也是惟一一個完全由膜結構來進行全封閉的大型公共建築，無論對設計還是施工、使用都是一個極大的挑戰。安裝成功的氣枕通過事先安裝在鋼架上的充氣管線充氣變成“氣泡”，整個充氣過程由電腦智慧型監控，並根據當時的氣壓、光照等條件使“氣泡”保持最佳狀態。天然光下的“氣泡”向外隆起，微微泛藍，像晶瑩剔透的大水滴一樣柔美清澈。

ETFE膜材料是一種新興材料，跟玻璃相比，可以透進更多的陽光和空氣，且具有較強的隔熱功能，節能又環保。其壽命為20多年（實際將更長），抗壓性良好，人可以踩在上面行走，另外，修補這種結構非常方便，一旦尖銳的東西戳進去，監控的電腦會自動顯現出來。如果破了一個洞，只需用不乾膠一貼就行了。膜結構還非常輕巧，自身就具有排水和排污的功能以及去濕和防霧功能，尤其是防結露功能，對游泳運動尤其重要。

照明設計理念

在光的利用上，“水立方”採用的特殊膜材料和相應技術，加上以白色為主的高調室內空間，使得該場館平均每天能夠利用自然光的時間超過9小時，不僅光環境氛圍自然舒適，而且一年下來，將近8萬m2的建築將節約大量的電力資源。此外，“水立方”晶瑩剔透的氣泡外衣上面還點綴著無數白色的亮點，被稱為鍍點，它們可以改變光線的方向，起到散光隔熱的效果。

WoollooMooloo港灣碼頭改建

WoollooMooloo港灣碼頭是PTW最早的一個水域規劃與改造項目。這一碼頭是悉尼最古老也是最長的一座木板牆立面的建築（Timber Wall）。這在當時也是一個受政治意志左右要被移走的建築。PTW的做法是最大程度地保持它的立面、窗等所有古老又反映當時歷史特徵的構件，加以新的擴建部分，構成一座融合古今同時反映時代的建築，其中容納了新的功能。WoollooMooloo碼頭始建於十九世紀80年代。對於它的改建，PTW開始於1993年，中間歷時了幾個年頭。

WoollooMooloo港灣碼頭

瓊斯港灣碼頭改建

繼WoollooMooloo之後，PTW便接到了瓊斯港灣碼頭一處基於老建築的改造項目。

瓊斯灣碼頭位於Pyrmont半島端頭，建造於1911至1919年間，是悉尼港最後一個要改建的具有歷史意義的大型碼頭。碼頭由兩個直線型的貨棚組成，每個貨棚有兩層，每層用一條中間通道將其分隔開，方便車輛進出。

這一老建築改造，目的在於將它轉變為適用於中小規模且租賃或購買成本較低之公司的辦公場所。改造後的建築沿水而建，長度將近400米。從外部來看，它保留了古老的外形，包括門和窗，而裡面卻是非常現代的。為了保證一致的空間格局，PTW對內部進行了分割和設計，用於不同的公司使用，使它們更適合小公司靈活、現代的辦公需求。在街道入口還建有一個新的海岸建築，裡面容納了一些商業空間和餐廳。在這棟建築的盡頭且沿街一道，PTW還加建了一個由木料元素構成的抽象合成體，和舊的體量相連。雖然取材於和老建築相同的木料，但其角度和形式都非常現代，用作售摟處以展示整棟建築的物業功能，隨即也形成街邊一景同時，也是對這一碼頭的科技性重新詮釋的切入點。

威爾斯海灣改造

這是一處非常重要的濱水區域。它位於從悉尼歌劇院跨過悉尼大橋的一片港灣。PTW從開始便一直主持這片鄰水區域基於老建築的整體規劃和改造。五排幾乎並行整齊跨於水面上的建築被稱之為獨立碼頭（Single Wharf），有上百年歷史。最初，它們被用作進出口貨物的卸貨碼頭，因此保留了許多工業化的痕跡。

如今，政府把這塊地賣給了開發商。PTW的做法是將這些老建築最大程度地保留，並對它們的用途進行更新。對於這五排建築，PTW分別賦予它們不同的功能：住宅、辦公、劇院、酒店，還有一座暫時處於空置的狀態作為今後可以拓展的空間。連線這幾座獨立碼頭的水岸沿線是穿行的公共空間，容納了餐廳、酒吧等休閒娛樂設施。這些公共區域有專門的出入口，不會和五棟建築中的私人空間形成衝突。跨於水面的公共區域已經提供了足夠的與水接觸的界面，而不用深入到樓宇的上上下下，進而干擾辦公與生活。

威爾斯海灣

政府非常高興看到這樣的綜合設施，不僅能夠產生經濟效應，還可以滿足公眾休閒娛樂的需要。PTW不僅規劃和改造了這五排建築，並且還對它們的周邊區域進行了規劃和整建，特別是建造了用作展示中心的建築。這五排建築的立面在改造時用到了木製結構，形成外部的隔板。在它們的內部，保持原建築的結構和元素，比如大量的鋼板、鉚釘等，同時融入現代主義的設計，呈現出很多新與舊的結合，讓人在新舊交替中享受生活的無窮變化。這些特點在威爾斯海灣改造、東環型碼頭建築群、瓊斯海灣碼頭等項目中均有顯著體現。

東環型碼頭建築群

“這是一個非常有趣同時也頗具爭議性的項目。在悉尼，最有爭議性的項目非悉尼歌劇院莫數。但事實證明，人們非常熱愛它。而我們所設計的這個項目是離悉尼歌劇院最近的一組建築，正是因為這一原因，它也就成為了第二個富有爭議性的項目。基於人們對歌劇院的鐘愛，因此，所有人都滿懷好奇，拭目以待，想要知道離它最近的建築將會是什麼樣子。”PTW的中國區董事約翰·寶霖（John Pauline）介紹東環型碼頭建築群（Wharf Circular Bay）時說。對於這一項目，澳大利亞的前任總理霍華德，亦全力投入，從始至終參與其中，給予設計建設團隊以建設性的意見。事實證明，這組建築被完成得非常出色。從功能角度來說，它達到了很高的標準。“但就建築本身來說，它的創新性也許被削弱了，因為有太多人的參與，因此總需要在其中找到妥協和平衡。但無論如何，它的實現程度非常之高，而且也是我們高度審視和研究的一個項目。這個建築並不前衛，其中很重要的一個原因就是，它緊鄰悉尼歌劇院，因此，我們希望它簡約而精緻，不管是材料還是色彩都要有節制，以保證悉尼歌劇院的焦點地位。”約翰·寶霖說。

東環型碼頭建築群的夜景

關於該區域的整體規劃，PTW的總體思路是將鄰水的三面環型區域聯繫起來，消失它們的邊際線。在PTW所設計建造的東區建築群的對面是悉尼市的老火車站，鄰近一側是行人碼頭，在悉尼開埠之初，行人在這裡登入、通行，船隻也在此停泊，周邊有餐廳，延伸著悉尼的古老街區，PTW所設計的東區建築群所處區域的內側，是悉尼最早也是最為美麗的公園。因此，這個項目便成了連線水與園林對話的一道橋樑，也成了維繫人們與歌劇院的一座橋樑。這組建築的走向很長，連線它們的是一條長廊，引導人們穿行直至悉尼歌劇院。建築物的功能包括高檔住宅、商鋪、餐飲還有酒店。人們可以自由地從這裡穿行，坐下來喝一杯或是享受午餐和晚餐，欣賞動人的水景。

這組建築的外立面像波浪一樣具有流動感，但建築師以暗白色裝點外立面，其目的是想讓它隱退，成為歌劇院的背景，由此讓悉尼歌劇院更為突出。

“這一項目的設計，花費了很長時間。在此期間，我們保留了很多原來的東西，把那些有著100多年歷史的物件和元素，融合到新的設計中。我們試圖將新的內容和歷史性的東西進行嫁接，在其中找到對話和融合的關係。這一項目屬於一個老區域如何獲得新生髮展中的一項規劃，一方面，舊的以及破舊的東西需要更新和被取代，另一方面，它必須要和有價值的古老歷史相融合。”約翰·寶霖總結說。

PTW合作介紹

如何在澳大利亞與PTW搭上線，最後如何確定PTW為合作方。

因為此前，PTW事務所曾經先後為悉尼奧運會和雅典奧運會設計過比賽場館，其中得到一致好評的“悉尼游泳中心”就是出自他們的設計。如果能於這樣一個經驗豐富的事務所合作，無疑會在在即將開始的“國家游泳館”方案的殘酷角逐中占得一些先機。經過幾輪籌商，澳大利亞PTW和ARUP與中國的中建總公司、中建國際設計顧問公司組成聯合體參賽體。中國設計師趙小均作為中方代表遠赴西尼的PTW總部，剛下飛機的他帶來了一個對於澳大利亞人來說都是價值千斤的訊息。當PTW接手國家游泳中心投標方案時，與游泳館對應的國家體育場方案已經確定，那就是赫爾佐格和德梅隆設計的“鳥巢”。

在之後的競標中，水立方ETFE外膜受到的評審會嚴重的質疑，一些專家甚至覺得使用ETFE膜來建造這樣的重要建築有欠穩妥、過於隨意——這種軟軟的“塑膠布”會不會不耐久、起皺、破損？此時水立方的命運已經到了命懸一線的關鍵時刻。

首先大家最擔心的就是，北京在每年的7、8月份有時會出現冰雹天氣，如果體量很大的冰雹襲擊“水立方”時，ETFE外膜可以承受嗎？在實驗室他們測量了ETEF的最大抗壓性。趙小均在清華大學實驗室做一個簡單的實驗，他用兩個重量為1公斤的鋼球，分別從4米的空中自由落下。實驗結果表明ETFE外膜沒有任何損傷。連鋼球都能承受的ETFE當然不會懼怕冰雹。其次看上去有些像塑膠布的ETFE外膜如何解決火災這個危險問題的。水立方的ETFE膜達到B1、DIN4102防火等級標準，它的燃點是270度，非常高，燃燒時也不會滴落。且該膜質量很輕，每平方米只有0.15-0.35公斤。這種特點使其即使在由於煙、火引起的膜融化情況下也具有相當的優勢。

許多人認可晶瑩剔透的國家游泳中心"水立方"是北京目前所有在建的奧運體育場館中較為漂亮的一個，夢幻般的方形"水泡"效果圖給人們留下了深刻的印象。但是，因為這個超凡脫俗的設計方案在施工方面有些地方過於"超前"，中國的建設者們將要面臨的很多難題都是前所未有、獨一無二的，這在全世界來講都沒有可以參考的答案。

"水立方"造型新奇，如夢幻般的色彩超越了以往建築帶人得感官享受。但是PTW事務所的方案只給一百多張設計圖來噢告訴我們這個建築是什麼，並沒有告訴我們這個建築該怎么把它建造起來。

幕牆工程師垂斯特設計的“蜂巢”形狀雖然解決了固定問題，但同時也生成龐大的鋼結構和膜結構。這樣的結構也為之後的施工出了難題，原因就是不同位置的桿件和球體支點要一一加工並編號。而且要在三維空間中尋找坐標，高空焊接，他們為此專門從全國幾千名焊工里挑選了200名。

要把一個個氣泡堆積成為一面牆，關鍵是找到作為氣泡邊緣的鋼樑的準確位置。工程師們試了很多辦法，包括GPS定位、雷射定位、整體平移、分區域安裝，可是工程進度總是超呼想像的緩慢。

澳大利亞設計師給出焊接的標準是每天70——80個焊點，即使這樣水立方的施工時間還需要5年時間。但是在施工初期這個標準對於我們的焊工來說簡直是天文數字。所有人都開始為速度而擔心。水立方工程總包執行經理侯本才，天天都在一線指導施工隊按圖紙工作，緩慢的施工進度令他坐立不安。沒想到他用幾根火柴就解決了連GPS都解決不了的難題。四兩撥千斤，難倒了一幫工程師的問題就這樣迎刃而解，工程進度猛增到一天安裝100多個構件，照這個速度水立方工程還能提前一個多月完成了封頂。由焊接工人在實踐中創造的這套工作方法也同工程師們的建築理論一起，被寫進多面體延性鋼架結構施工管理技術規程，為以後的工程建設留下了許多寶貴經驗。

國際價值

這個造價為10億人民幣的游泳館設計使用年限是100年，但是北京奧運會只有短短16天。歷屆奧運會之後主辦國，都不得不面對“後奧運”難題。雅典投入30多億歐元建設的30多個奧運場館贏得了世界好評，但賽後，絕大多數場館都沒有進行商業化運作。奧運場館每年要花掉政府1億多歐元來進行養護。雅典市副市長曾公開表示，“雅典奧運會的債務需要希臘未來幾代人來償還”。 因此“水立方”的未來早就引起了許多人的關注。

有專家評估建成後的水立方每年的維護成本在四千萬人民幣左右。如果按照這一標準平均到每天就是10萬元左右，那么水立方自身將如何消化這筆龐大的費用呢？

根據悉尼奧運會的經驗，奧運會後游泳館是所有奧運場館裡惟一做到收支平衡的。但主賽廳並不是最最贏利的，反而是游泳館的水上遊樂項目最賺錢的，所以，奧運會之後的"水立方"將變成一個世界上最奇妙的水上娛樂中心，在一個個深藍色的水氣泡中，遊客將盡情享受水給大家帶來的最大樂趣。