國家體育場坐落在奧林匹克公園中央?yún)^(qū)平緩的坡地上，場館設計如同一個的容器，高地起伏變化的外觀緩和了建筑的體量感，并賦予了戲劇性和具有震撼力的形體，國家體育場的形象完美純凈，外觀即為建筑的結構，立面與結構達到了完美的統(tǒng)一。結構的組件相互支撐，形成了網(wǎng)絡狀的構架，它就像樹枝編織的鳥巢。體育場的空間效果即具有前所未有的獨創(chuàng)性，卻又簡潔而典雅，它為2008年奧運會樹立了一座獨特的歷史性的標志性建筑。體育場就像一個巨大的容器，不論是近看還是遠觀，都將給人留下與眾不同的、永不磨滅的形象，它完全符合國家體育場在功能和技術上的需求，又不同于一般體育場建筑中大跨度結構和數(shù)碼屏幕為主體的設計手法。體育場的空間效果既具有前所未有的獨創(chuàng)性，而又簡潔、典雅。從這里，人們可以瀏覽包括通往看臺的樓梯在內(nèi)的整個區(qū)域動線。體育場大廳，是一個室內(nèi)的城市空間，設有餐廳和商店，其作用就如同商業(yè)街廊或廣場，吸引著人們留戀忘返。



　　【“鳥巢”的基本情況】

　　體育場外殼采用可作為填充物的氣墊膜，使屋頂達到完全防水的要求，陽光可以穿過透明的屋頂滿足室內(nèi)草坪的生長需要。比賽時，看臺是可以通過多種方式進行變化的，可以滿足不同時期不同觀眾量的要求，奧運期間的20，000個臨時座席分布在體育場的最上端，且能保證每個人都能清楚的看到整個賽場。入口、出口及人群流動通過流線區(qū)域的合理劃分和設計得了完美得到的解決。



　　【“鳥巢”的方案征集】



　　——全球征集方案，專家進行評審，公開征求社會意見，創(chuàng)造偉大的建筑作品



　　2002年10月25日，受北京市人民政府和第二十九屆奧運會組委會授權，北京市規(guī)劃委員會面向全球征集2008年奧運會主體育場——中國國家體育場的建筑概念設計方案。



　　國家體育場是第一個進入建筑設計程序的北京奧運場館設施。據(jù)北京市規(guī)劃委介紹，國家體育場建筑概念設計競賽分為兩個階段:第一階段為資格預審；第二階段為正式競賽。截止到2002年11月20日，競賽辦公室共收到44家著名設計單位提供的有效資格預審文件，經(jīng)過嚴格的資格預審，最終確定了14家設計單位進入正式的方案競賽，他們分別來自中國、美國、法國、意大利、德國、澳大利亞、日本、加拿大、瑞士、墨西哥等國家和地區(qū)。



　　奧運會不僅吸引著世界上最偉大的運動員創(chuàng)造最好的成績，而且吸引著世界上最偉大的建筑師創(chuàng)造最偉大的作品，包括世界建筑設計最高獎——“普利茨克獎”得主在內(nèi)的全球許多最具實力的設計團隊和最有才華的設計師都參與了這次競賽。2003年3月18日，最終參與競賽的全球13家具有豐富經(jīng)驗的著名建筑設計公司及設計聯(lián)合體，將他們理想中的中國國家體育場的壯麗構想送抵北京。13個設計方案中，境內(nèi)方案2個、境外方案8個、中外合作方案3個。



　　在隨后的方案評審中，由中國工程院院士關肇鄴和荷蘭建筑大師庫哈斯等13名權威人士組成的評審委員會對參賽作品進行嚴格評審、反復比較、認真篩選，經(jīng)過兩輪無記名投票，選舉出3個優(yōu)秀方案，分別是由瑞士赫爾佐格和德梅隆設計公司與中國建筑設計研究院組成的聯(lián)合體設計完成的“鳥巢”方案、由中國北京市建筑設計研究院獨立設計的“浮空開啟屋面”方案、由日本株式會社佐藤綜合計劃與中國清華大學建筑設計研究院合作設計的“天空體育場”方案。



　　在此基礎上，評審委員會又以壓倒多數(shù)票推選“鳥巢”方案為重點推薦實施方案。在討論“鳥巢”方案時，共有8票贊成、2票反對、2票棄權、1票作廢。在國際建筑競賽中，一個方案能獲得如此多的共識，應屬少見。



　　為征求公眾意見，競賽組織單位又將全部13個設計方案在北京國際會議中心公開展出。展出歷時6天，征得觀眾投票6000余張。其中被中外評委重點推薦的“鳥巢”方案獲票3506張，“浮空開啟屋面”獲票3472張，“天空體育場”獲票3454張，排名前三位。“鳥巢”名列第一，表現(xiàn)出觀眾與評委在相當程度上的認同。



　　經(jīng)決策部門認真研究，“鳥巢”最終被確定為2008年北京奧運會主體育場——中國國家體育場的最終實施方案。



　　【“鳥巢”的外形結構】

　　基本材料



　　“鳥巢”外形結構主要由巨大的門式鋼架組成，共有24根桁架柱，現(xiàn)已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊裝。國家體育場建筑頂面呈鞍形，長軸為332.3米，短軸為296.4米，最高點高度為68.5米，最低點高度為42.8米。



　　設計方案的改變



　　在保持“鳥巢”建筑風格不變的前提下，新設計方案對結構布局、構建截面形式、材料利用率等問題進行了較大幅度的調(diào)整與優(yōu)化。原設計方案中的可開啟屋頂被取消，屋頂開口擴大，并通過鋼結構的優(yōu)化大大減少了用鋼量。大跨度屋蓋支撐在24根桁架柱之上，柱距為37.96米。主桁架圍繞屋蓋中間的開口放射形布置，有22榀主桁架直通或接近直通。為了避免出現(xiàn)過于復雜的節(jié)點，少量主桁架在內(nèi)環(huán)附近截斷。鋼結構大量采用由鋼板焊接而成的箱形構件，交叉布置的主桁架與屋面及立面的次結構一起形成了“鳥巢”的特殊建筑造型。主看臺部分采用鋼筋混凝土框架一剪力墻結構體系，與大跨度鋼結構完全脫開。



　　Q460鋼材的運用



　　說起Q460鋼材，大多數(shù)人可能都不了解。“鳥巢”結構設計奇特新穎，而這次搭建它的鋼結構的Q460也有很多獨到之處:Q460是一種低合金高強度鋼，它在受力強度達到460兆帕時才會發(fā)生塑性變形，這個強度要比一般鋼材大，因此生產(chǎn)難度很大。這是國內(nèi)在建筑結構上首次使用Q460規(guī)格的鋼材；而這次使用的鋼板厚度達到110毫米，是以前絕無僅有的，在國家標準中，Q460的最大厚度也只是100毫米。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，河南舞鋼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，為“鳥巢”準備的Q460鋼材已經(jīng)開始批量生產(chǎn)。2008年，400噸自主創(chuàng)新、具有知識產(chǎn)權的國產(chǎn)Q460鋼材，將撐起“鳥巢”的鐵骨鋼筋。在“鳥巢”里一共用了4.2萬噸鋼材。



　　特殊結構



　　此外，屋頂內(nèi)環(huán)主桁架吊裝和立面次結構安裝已全面展開。“鳥巢”鋼結構所使用的鋼材厚度可達11厘米，以前從未在國內(nèi)生產(chǎn)過。另外，在“鳥巢”頂部的網(wǎng)架結構外表面還將貼上一層半透明的膜。使用這種膜后，體育場內(nèi)的光線不是直射進來的，而是通過漫反射，使光線更柔和，由此形成的漫射光還可解決場內(nèi)草坪的維護問題，同時也有為座席遮風擋雨的功能?；瑒邮降目砷_啟屋頂是體育場結構中必可少的一部分。當它合上時，體育場將成為一個室內(nèi)的賽場。如同一個容器的蓋子，不管屋頂是閉合還是開啟，它都是建筑物的基本組成部分。除了一些特定的結構需要外，可開啟屋頂?shù)慕Y構基本上也是一個網(wǎng)絡狀的架構，裝上充氣墊后，成為一個防水的殼體。“



　　“鳥巢”——避雷不傷人



　　“鳥巢”外表光禿禿的，沒有突起的避雷針，要遇到打雷該怎辦？



　　其實不用擔心，因為:“鳥巢”的整個鋼筋鐵骨就是理想的“籠式避雷網(wǎng)”。“鳥巢”身上的金屬構件和鋼筋混凝土中的鋼筋等，都通過焊接的方式連接在一起，使“鳥巢”自身形成了一個巨大的避雷網(wǎng)，能把雷電迅速導入地下。



　　可是“鳥巢”用自身的鋼架接受、傳導雷電，會不會危機到里面觀眾的安全呢？



　　這個你可以大大放心，專家早已考慮到了，凡是場館內(nèi)人能觸摸到的地方，都做了特殊處理，雷電決不會傷害到人類的。



　　更為匠心獨具的是，“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，而隆起的坡地在室外廣場的邊緣緩緩降落，依勢筑成熱身場地的2000個露天座席，與周圍環(huán)境有機融合，并再次節(jié)省了投資。



　　“鳥巢”的屋頂



　　滑動式的可開啟屋頂是體育場結構中必可少的一部分。當它合上時，體育場將成為一個室內(nèi)的賽場。如同一個容器的蓋子，不管屋頂是閉合還是開啟，它都是建筑物的基本組成部分。除了一些特定的結構需要外，可開啟屋頂?shù)慕Y構基本上也是一個網(wǎng)絡狀的架構，裝上充氣墊后，成為一個防水的殼體。



　　【“鳥巢”象征意義】



　　許多看過“鳥巢”設計模型的人這樣形容:那是一個用樹枝般的鋼網(wǎng)把一個可容10萬人的體育場編織成的一個溫馨鳥巢！用來孕育與呵護生命的“巢”，寄托著人類對未來的希望。



　　整個體育場結構的組件相互支撐，形成網(wǎng)格狀的構架，外觀看上去就仿若樹枝織成的鳥巢，其灰色礦質(zhì)般的鋼網(wǎng)以透明的膜材料覆蓋，其中包含著一個土紅色的碗狀體育場看臺。在這里，中國傳統(tǒng)文化中鏤空的手法、陶瓷的紋路、紅色的燦爛與熱烈，與現(xiàn)代最先進的鋼結構設計完美地相融在一起。



　　整個建筑通過巨型網(wǎng)狀結構聯(lián)系，內(nèi)部沒有一根立柱，看臺是一個完整的沒有任何遮擋的碗狀造型，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(xù)的環(huán)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。在這里，人，真正被賦予中心的地位。



　　【專家對“鳥巢”的評價】



　　評審委員會主席、中國工程院院士關肇鄴評價說，這個建筑沒有任何多余的處理，一切因其功能而產(chǎn)生形象，建筑形式與結構細部自然統(tǒng)一。



　　評審委員會和許多其他建筑界專家都認為，“鳥巢”將不僅為2008年奧運會樹立一座獨特的歷史性的標志性建筑，而且在世界建筑發(fā)展史上也將具有開創(chuàng)性意義，將為21世紀的中國和世界建筑發(fā)展提供歷史見證。



　　“鳥巢”被《泰晤士報》評為全球在建“最強悍”工程。



　　【“鳥巢”的節(jié)省資源之處】

　　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。據(jù)介紹，“鳥巢”設計之初和深化設計的過程中，一直貫穿著節(jié)儉辦奧運和可持續(xù)發(fā)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10萬個座席，其中8萬個是永久性的，另外兩萬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(qū)日后定位乃至整個城市的中長遠發(fā)展規(guī)劃結合起來考慮。根據(jù)已確定的規(guī)劃方案，“鳥巢”所在的奧林匹克公園中心區(qū)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(nèi)，也將成為參觀旅游的熱點地區(qū)。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(fā)”奠定堅實基礎。



　　作為北京奧運會主體育場的國家體育場將采用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。綠色奧運、科技奧運、人文奧運是北京奧運的三大主題，此次尚德太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)落戶“鳥巢”，將清潔、環(huán)保的太陽能發(fā)電與國家體育場容為一體，不僅是對北京奧運會三大主題的極好體現(xiàn)，同時對于提倡使用綠色能源、有效控制和減輕北京及周邊地區(qū)大氣污染，倡導綠色環(huán)保的生活方式將起到積極的推動作用和良好的示范效應。 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)技術目前處于世界先進水平，該太陽能發(fā)電系統(tǒng)是由無錫尚德太陽能電力有限公司自主研發(fā)并向國家體育場獨家提供，安裝在國家體育場的12個主通道上，總投資1000萬元人民幣，總?cè)萘?30千瓦，對國家體育場電力供應將起到良好的補充。