Unusually, we started the competiti

Unusually, we started the competition process by outlining to the architects what we wanted to achieve technically in terms of different engineering disciplines. Based on our previous experience, the solution that solved the most technical issues was an insulated greenhouse with diffuse natural light, and the main steel structure housed in a cavity, isolated from both the outside and the corrosive pool atmosphere. We even opined that ETFE cladding would be an efficient means of construction – it would use minimal material and remove the need for a secondary structure, while providing better insulation than single glazing.

Meanwhile, the architectural planning team calculated that, to fit all the desired facilities, the entire square site would have to be used. We also became aware of the winning design for the Olympic Stadium – our neighbour – the fantastic Herzog and de Meuron/Arup curvaceous, red “bird’s nest”. Suddenly it seemed our swimming centre should be a blue box. Thus, the “Water Cube” was born.

The outstanding issue was: what form should the structure take and what would the resulting cladding pattern look like? The design team all preferred the notion of a continuous skin that covered the walls and the roof. And we knew that it needed to be out of the ordinary to win this prestigious commission. Early explorations led to the question: what structural topology fills three-dimensional space uniformly, other than the somewhat prosaic triangulated space frame?

I assumed there would be many examples of this in nature, from living cells to mineral crystals. But, in fact, this seemingly innocuous question does not have a straightforward answer. After exploring various possibilities we started to look at work on soap bubbles, firstly by the eighteenth-century Belgian scientist Plateau. However, it was the highly efficient solution to the question of how soap bubbles connect, arrived at a century later by Professor Weaire and his research assistant Dr Phelan at Trinity College, Dublin, that provided us with the answer for the Water Cube. The curious thing about Weaire Phelan foam is that, despite its complete regularity, when viewed at an arbitrary angle it appears to be random and organic.

To construct the geometry of the structure of our building, we start with an infinite array of foam (oriented in a particular way) and then carve out a block equal to the size of our building – 177 x 177 x 31 cubic metres. The three major internal volumes are subtracted from this foam block and the result is the geometry of the structure. The structure is then clad with ETFE pillows inside and out to achieve the desired organic look and to work as an efficient insulated greenhouse.

So, in searching for the most efficient way of subdividing space, we found a structure based on the geometry of soap bubbles, and clad with plastic pillows that look like bubbles. And inside, all the water of a swimming centre! We were confident that we had a winning scheme; our next challenge was to convey the idea accurately to the judges.

We decided to build an accurate physical model of all 22,000 structural elements and 4,000 (different) cladding panels. The only way to do this seemed to be Rapid Prototyping machinery, commonly used in the manufacturing and automobile industries. It took us many weeks to learn enough about the CAD modelling and the data translation required just to make the structural model. With two days left, the structural model was flown from Melbourne to Beijing, where it was joined to a handmade plastic skin (we just couldn’t draw all the different pillow shapes in time), and the model was complete. In July 2003, we were announced as the winners of the competition and awarded the design commission.

Now came the tricky question – does it work? We had spent all our energy during the competition in making the model and had not had a chance to analyse the structure. In fact, it proved impossible to manually select the size of all the structural elements and obtain a structure that would stand up. So we developed new software to automatically select the member sizes through an iterative optimization process. The result was remarkably efficient.

In time, our whole production process became automated: one programme generated the entire geometry from scratch, based on Weaire Phelan foam and the size and shape of the building; the structural optimization process sized all the steelwork members and their connections; a purpose-written script converted the structural analysis wire frame model into an accurate threedimensional solid CAD model; and construction drawings and schedules were automatically produced from the three-dimensional model. By the end of the design phase, it took less than a week to generate a whole new set of construction documents after a major change to the building size or shape.

The foam structure is a true space frame in that all the members are framed into the nodes. This might seem inefficient in a country that does not experience major earthquakes, but it is a perfect energy-absorbing structure for seismically active Beijing. We decided to make the structure from simple circular tubes welded to spherical nodes at each end to simplify the fabrication process.

There are 4,000 ETFE bubbles making up the Water Cube cladding, with some as large as nine metres across. The roof is made from seven different bubbles; the walls from fifteen bubbles, which are repeated throughout. Despite this repetition, the eye perceives a random pattern. ETFE, or Ethylene Tetrafluoro- ethylene, is a tough, durable plastic closely related to PTFE (Teflon). It transmits more UV light than glass and cleans itself with every rain shower. Each pillow is permanently inflated by a low power pump. This internal air pressure transforms a 0.2-millimetre-thick plastic into a cladding panel capable of spanning relatively large distances. In pillow form, ETFE is also a better insulator than glass and, when equipped with frit patterns for shading, it achieves the desired greenhouse effect.

FIRE. ETFE is an amazing material, but it is also combustible, and China has a prescriptive building code. For this innovative material to be used, Arup addressed concerns about its performance in fire, the potential fire scenarios, and the consequences for safety. The greatest attribute of this material is that it shrinks away from a fire, thus “self-venting” and letting smoke out of the building.

The Chinese code also requires that structures be fire-rated. To achieve this, a fire spray or a fire-resistant intumescent paint would need to coat the structure. With 90 kilometres of steel elements, comprising 6.8 hectares surface area of steel, these options were not feasible. A complex combination of structural and fire engineering analysis demonstrated that for worst-case fire scenarios, the structure would continue to carry the loads without failure, and therefore did not require fire protection to the steel.

Egress presented further issues under this code. An estimated 20,000 people are expected to use the building at any one time during the Olympics. The Chinese code required the equivalent of two sides of the building, or 200 metres, of exit doors. Not only would this have significantly impacted the look of the building, but it would also have been a security issue. Using the international guidelines for sporting venues, and through detailed analysis of egress and circulation, the number of exits was significantly reduced. A computer model called FDS (Fire Dynamic Simulator) was used to analyse how smoke and heat would spread through the building, and the performance of different smoke exhaust rates to keep smoke away from people as they exit.

Appropriate fire safety systems like sprinklers and smoke exhaust were incorporated, allowing the more open and familiar circulation routes to be used for egress.

This is the first time that such a major public building in China has been designed using a performance-based approach to fire engineering.

ENERGY. To maximize energy efficiency, the Water Cube acts as a greenhouse. The ETFE cushions allow high levels of natural daylight into the building and harness the sun to passively heat the building and pool water. This sustainable concept reduces the energy consumption of the leisure pool hall by an estimated 30 percent.

The system generates an effective negative U value, a net energy gain to the building. Thermal mass heat storage (in both the swimming pool water and heavy surfaces surrounding the pool) ensures that solar heating during the day is offset by overnight cooling.

Variation in shading of the facades ensures that fabric heat loads are minimized in summer but maximized in winter, when the solar heat gain is most beneficial. This is achieved by patterning the various layers of the facade with translucent painted frit and by ventilating the heat out of the cavity in summer, and containing it in winter. The location and pattern of these translucent elements respond to the daylight and thermal requirements of the various building uses adjacent to the facade.

The energy consumption of the large pool halls is greatly reduced by using the displacement ventilation principle in the mechanical systems. The concept of stratification is critical to achieving high passive solar heat gains without generating large space cooling loads. Allowing stratification of air in these large spaces, the mechanical system only has to provide cooling to the occupied spaces. This can reduce effective cooling loads by a factor of 10.

In summertime, non-pool and office areas will use airconditioning to be kept around 23°C. The heat rejection of the airconditioning will then be used to heat the pools. The leisure pool must be kept at around 30°C; the competition pool at around 28°C.

Swimming pool centres are corrosive environments if not designed properly, so air distribution is critical. Becau

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ผิดปกติ เราเริ่มการแข่งขัน โดยการจัดเค้าร่างให้สถาปนิกสิ่งที่เราต้องการให้เทคนิคในสาขาวิศวกรรมต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับประสบการณ์ของเราก่อนหน้านี้ โซลูชันการแก้ไขปัญหาทางเทคนิคมากที่สุดคือ เรือนกระจกการฉนวน ด้วยแสงธรรมชาติกระจาย และโครงสร้างเหล็กหลักแห่งโพรง แยกต่างหากจากภายนอกและบรรยากาศกร่อนสระ Opined เราแม้ว่า จะหมายถึงการมีประสิทธิภาพของการก่อสร้างอาคาร ETFE – มันจะใช้วัสดุน้อยที่สุด และจำเป็นสำหรับโครงสร้างรอง ฉนวนกันความร้อนดีกว่าเดียวกระจกให้เอาออกในขณะเดียวกัน ทีมวางแผนสถาปัตยกรรมคำนวณว่า ให้พอดีกับสิ่งอำนวยความสะดวกต้อง ไซต์ตารางทั้งหมดจะต้องใช้ เรายังเริ่มตระหนักถึงการออกแบบที่ชนะสำหรับสนามกีฬาโอลิมปิก – เพื่อนบ้าน – Herzog ยอดเยี่ยมและ de Meuron/อา รัป curvaceous แดง "รังนก" ของเรา ก็เหมือนนำศูนย์ของเราว่ายน้ำควรจะเป็นกล่องสีฟ้า ดังนั้น "ลูกบาศก์น้ำ" เกิดขึ้นมีปัญหาค้าง: ฟอร์มใดควรโครงสร้างใช้ และอะไรจะตบแต่งด้วยรูปแบบผลลัพธ์เหมือนหรือไม่ ทีมงานออกแบบทั้งหมดที่ต้องการความผิวอย่างต่อเนื่องที่ครอบคลุมผนังและหลังคา และเรารู้ว่า มันต้องไม่ธรรมดาจะชนะคณะกรรมการอันทรงเกียรติ สำรวจต้นนำไปสู่คำถาม: โครงสร้างใดโครงสร้างเติมพื้นที่สามมิติสม่ำเสมอเมื่อเทียบเคียง ไม่ใช่กรอบพื้นที่รับค่อนข้างธรรมดาสมมติจะมีตัวอย่างมากของธรรมชาติ จากเซลล์ชีวิตผลึกแร่ แต่ จริง คำถามนี้ดูเหมือนว่า innocuous ไม่มีคำตอบที่ตรงไปตรงมา หลังจากสำรวจ ไปต่าง ๆ เราเริ่มดูงานบนฟองสบู่ ประการแรก โดยนักวิทยาศาสตร์เบลเยียมราชที่ราบสูง อย่างไรก็ตาม มันเป็นคำถามที่ว่าฟองสบู่เชื่อม โซลูชันมีประสิทธิภาพสูงถึงศตวรรษต่อมา โดยศาสตราจารย์ Weaire และผู้ช่วยวิจัยของดร. Phelan ที่วิทยาลัยทรินิตี้ ดับลิน ที่เรามีคำตอบสำหรับ Cube น้ำ สิ่งอยากรู้อยากเห็นเกี่ยวกับโฟม Weaire Phelan ได้ที่ แม้ มีความสมบูรณ์ของ เมื่อดูมุมกำหนดจะปรากฏแบบสุ่ม และอินทรีย์การสร้างทางเรขาคณิตของโครงสร้างอาคารของเรา เราเริ่มต้น ด้วยอนันต์ของโฟม (มุ่งเน้นวิธีการเฉพาะ) แล้ว แกะออกบล็อกเท่ากับขนาดของอาคาร – 177 x 177 x 31 ลูกบาศก์เมตร ไดรฟ์ข้อมูลภายในที่สำคัญทั้งสามออกจากโฟมบล็อกนี้ และผลที่ได้คือ เรขาคณิตของโครงสร้าง โครงสร้างถูก แล้วห่มกับหมอน ETFE ภายใน และออกให้ดูอินทรีย์ต้อง และ การทำงานเป็นเรือนกระจกฉนวนมีประสิทธิภาพดังนั้น ในค้นหาวิธีมีประสิทธิภาพสูงสุดของพื้นที่ subdividing เราพบโครงสร้างแบบตามรูปทรงเรขาคณิตของฟองสบู่ และห่มกับหมอนพลาสติกที่มีลักษณะเหมือนฟอง และภาย ใน น้ำทั้งหมดของศูนย์ว่ายน้ำ เรามีความมั่นใจว่า เรามีแผนชนะ ความท้าทายต่อไปของเราคือการ ถ่ายทอดความคิดอย่างถูกต้องให้ผู้พิพากษาWe decided to build an accurate physical model of all 22,000 structural elements and 4,000 (different) cladding panels. The only way to do this seemed to be Rapid Prototyping machinery, commonly used in the manufacturing and automobile industries. It took us many weeks to learn enough about the CAD modelling and the data translation required just to make the structural model. With two days left, the structural model was flown from Melbourne to Beijing, where it was joined to a handmade plastic skin (we just couldn’t draw all the different pillow shapes in time), and the model was complete. In July 2003, we were announced as the winners of the competition and awarded the design commission.Now came the tricky question – does it work? We had spent all our energy during the competition in making the model and had not had a chance to analyse the structure. In fact, it proved impossible to manually select the size of all the structural elements and obtain a structure that would stand up. So we developed new software to automatically select the member sizes through an iterative optimization process. The result was remarkably efficient.In time, our whole production process became automated: one programme generated the entire geometry from scratch, based on Weaire Phelan foam and the size and shape of the building; the structural optimization process sized all the steelwork members and their connections; a purpose-written script converted the structural analysis wire frame model into an accurate threedimensional solid CAD model; and construction drawings and schedules were automatically produced from the three-dimensional model. By the end of the design phase, it took less than a week to generate a whole new set of construction documents after a major change to the building size or shape.The foam structure is a true space frame in that all the members are framed into the nodes. This might seem inefficient in a country that does not experience major earthquakes, but it is a perfect energy-absorbing structure for seismically active Beijing. We decided to make the structure from simple circular tubes welded to spherical nodes at each end to simplify the fabrication process.There are 4,000 ETFE bubbles making up the Water Cube cladding, with some as large as nine metres across. The roof is made from seven different bubbles; the walls from fifteen bubbles, which are repeated throughout. Despite this repetition, the eye perceives a random pattern. ETFE, or Ethylene Tetrafluoro- ethylene, is a tough, durable plastic closely related to PTFE (Teflon). It transmits more UV light than glass and cleans itself with every rain shower. Each pillow is permanently inflated by a low power pump. This internal air pressure transforms a 0.2-millimetre-thick plastic into a cladding panel capable of spanning relatively large distances. In pillow form, ETFE is also a better insulator than glass and, when equipped with frit patterns for shading, it achieves the desired greenhouse effect.FIRE. ETFE is an amazing material, but it is also combustible, and China has a prescriptive building code. For this innovative material to be used, Arup addressed concerns about its performance in fire, the potential fire scenarios, and the consequences for safety. The greatest attribute of this material is that it shrinks away from a fire, thus “self-venting” and letting smoke out of the building.The Chinese code also requires that structures be fire-rated. To achieve this, a fire spray or a fire-resistant intumescent paint would need to coat the structure. With 90 kilometres of steel elements, comprising 6.8 hectares surface area of steel, these options were not feasible. A complex combination of structural and fire engineering analysis demonstrated that for worst-case fire scenarios, the structure would continue to carry the loads without failure, and therefore did not require fire protection to the steel.
Egress presented further issues under this code. An estimated 20,000 people are expected to use the building at any one time during the Olympics. The Chinese code required the equivalent of two sides of the building, or 200 metres, of exit doors. Not only would this have significantly impacted the look of the building, but it would also have been a security issue. Using the international guidelines for sporting venues, and through detailed analysis of egress and circulation, the number of exits was significantly reduced. A computer model called FDS (Fire Dynamic Simulator) was used to analyse how smoke and heat would spread through the building, and the performance of different smoke exhaust rates to keep smoke away from people as they exit.

Appropriate fire safety systems like sprinklers and smoke exhaust were incorporated, allowing the more open and familiar circulation routes to be used for egress.

This is the first time that such a major public building in China has been designed using a performance-based approach to fire engineering.

ENERGY. To maximize energy efficiency, the Water Cube acts as a greenhouse. The ETFE cushions allow high levels of natural daylight into the building and harness the sun to passively heat the building and pool water. This sustainable concept reduces the energy consumption of the leisure pool hall by an estimated 30 percent.

The system generates an effective negative U value, a net energy gain to the building. Thermal mass heat storage (in both the swimming pool water and heavy surfaces surrounding the pool) ensures that solar heating during the day is offset by overnight cooling.

Variation in shading of the facades ensures that fabric heat loads are minimized in summer but maximized in winter, when the solar heat gain is most beneficial. This is achieved by patterning the various layers of the facade with translucent painted frit and by ventilating the heat out of the cavity in summer, and containing it in winter. The location and pattern of these translucent elements respond to the daylight and thermal requirements of the various building uses adjacent to the facade.

The energy consumption of the large pool halls is greatly reduced by using the displacement ventilation principle in the mechanical systems. The concept of stratification is critical to achieving high passive solar heat gains without generating large space cooling loads. Allowing stratification of air in these large spaces, the mechanical system only has to provide cooling to the occupied spaces. This can reduce effective cooling loads by a factor of 10.

In summertime, non-pool and office areas will use airconditioning to be kept around 23°C. The heat rejection of the airconditioning will then be used to heat the pools. The leisure pool must be kept at around 30°C; the competition pool at around 28°C.

Swimming pool centres are corrosive environments if not designed properly, so air distribution is critical. Becau

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

แปลกที่เราจะเริ่มขั้นตอนการแข่งขันโดยสรุปให้กับสถาปนิกสิ่งที่เราต้องการที่จะประสบความสำเร็จในทางเทคนิคในแง่ของสาขาวิชาวิศวกรรมที่แตกต่างกัน จากประสบการณ์ของเราก่อนหน้าการแก้ปัญหาที่ได้รับการแก้ไขปัญหาทางเทคนิคมากที่สุดคือเรือนกระจกฉนวนด้วยแสงธรรมชาติกระจายและโครงสร้างเหล็กหลักตั้งอยู่ในช่องที่แยกได้จากทั้งภายนอกและบรรยากาศที่สระว่ายน้ำที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เรายังเห็นว่าการหุ้ม ETFE จะเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพของการก่อสร้าง -. มันจะใช้วัสดุน้อยที่สุดและเอาความต้องการโครงสร้างทุติยภูมิในขณะที่ให้ฉนวนกันความร้อนได้ดีกว่าการเคลือบเพียงครั้งเดียวในขณะที่ทีมงานวางแผนสถาปัตยกรรมคำนวณว่าเพื่อให้เหมาะสมกับทุกความต้องการ สิ่งอำนวยความสะดวก, เว็บไซต์ตารางทั้งหมดจะต้องถูกนำมาใช้ นอกจากนี้เรายังเริ่มตระหนักถึงการออกแบบที่ชนะสำหรับสนามกีฬาโอลิมปิก - เพื่อนบ้านของเรา - Herzog ที่ยอดเยี่ยมและ Meuron / Arup curvaceous, สีแดง "รังนก" ทันใดนั้นมันดูเหมือนศูนย์ว่ายน้ำของเราควรจะเป็นกล่องสีฟ้า ดังนั้น "Cube น้ำ" เกิด. ปัญหาที่โดดเด่นก็คือสิ่งที่รูปแบบโครงสร้างที่ควรใช้และสิ่งที่เป็นรูปแบบหุ้มผลจะมีลักษณะอย่างไร ทีมงานออกแบบทั้งหมดที่ต้องการความคิดของผิวอย่างต่อเนื่องที่ครอบคลุมผนังและหลังคา และเรารู้ว่ามันจะต้องออกจากสามัญที่จะชนะการนี้คณะกรรมการอันทรงเกียรติ การสำรวจในช่วงต้นนำไปสู่คำถาม: สิ่งที่โครงสร้างโครงสร้างเติมพื้นที่สามมิติเหมือนกันนอกเหนือจากกรอบพื้นที่ที่ค่อนข้างน่าเบื่อดักผมถือว่าจะมีหลายตัวอย่างของเรื่องนี้ในธรรมชาติจากการใช้ชีวิตเซลล์ผลึกแร่ แต่ในความเป็นจริงคำถามที่ดูเหมือนไม่มีพิษนี้ไม่ได้มีคำตอบที่ตรงไปตรงมา หลังจากสำรวจความเป็นไปต่างๆที่เราเริ่มที่จะมองไปที่การทำงานในฟองสบู่แรกโดยศตวรรษที่สิบแปดที่ราบสูงนักวิทยาศาสตร์ชาวเบลเยียม แต่มันเป็นวิธีการแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับคำถามของวิธีการที่ฟองสบู่เชื่อมต่อมาถึงศตวรรษต่อมาโดยศาสตราจารย์ Weaire และการวิจัยผู้ช่วยของเขาดรเฟลานที่ Trinity College, ดับลินที่ให้เรามีคำตอบสำหรับ Cube น้ำ สิ่งที่อยากรู้เกี่ยวกับโฟม Weaire เฟลานก็คือว่าแม้จะมีความสม่ำเสมอสมบูรณ์เมื่อมองในมุมโดยพลการจะปรากฏเป็นแบบสุ่มและอินทรีย์. ในการสร้างรูปทรงเรขาคณิตของโครงสร้างของอาคารของเราเราเริ่มต้นกับอาร์เรย์ที่ไม่มีที่สิ้นสุดของโฟม (ที่มุ่งเน้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทาง) และจากนั้นตัดออกบล็อกเท่ากับขนาดของอาคารของเรา - 177 x 177 x 31 ลูกบาศก์เมตร สามเล่มที่สำคัญภายในจะหักออกจากบล็อกโฟมนี้และผลที่ได้คือรูปทรงเรขาคณิตของโครงสร้าง โครงสร้างห่มแล้วกับหมอน ETFE ทั้งภายในและภายนอกเพื่อให้บรรลุรูปลักษณ์อินทรีย์ที่ต้องการและการทำงานเป็นเรือนกระจกฉนวนที่มีประสิทธิภาพ. ดังนั้นในการค้นหาวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดของการแบ่งพื้นที่เราพบว่าโครงสร้างพื้นฐานในเรขาคณิตของฟองสบู่ และหุ้มด้วยพลาสติกหมอนที่มีลักษณะเหมือนฟองอากาศ และภายในทั้งหมดน้ำของศูนย์ว่ายน้ำ! เรามีความมั่นใจว่าเรามีโครงการที่ชนะ; ความท้าทายต่อไปของเราคือการถ่ายทอดความคิดที่ถูกต้องให้กับผู้พิพากษา. เราตัดสินใจที่จะสร้างแบบจำลองทางกายภาพที่ถูกต้องของทั้งหมด 22,000 องค์ประกอบโครงสร้างและ 4,000 (แตกต่างกัน) แผงหุ้ม วิธีเดียวที่จะทำเช่นนี้ดูเหมือนจะเป็นเครื่องจักรต้นแบบอย่างรวดเร็วที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตและอุตสาหกรรมรถยนต์ มันต้องใช้เวลาหลายสัปดาห์ที่ผ่านมาเราจะเรียนรู้เพียงพอเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลอง CAD และการแปลข้อมูลที่จำเป็นเพียงเพื่อให้รูปแบบโครงสร้าง ด้วยสองวันที่เหลือ, รูปแบบโครงสร้างบินจากเมลเบิร์นไปยังกรุงปักกิ่งซึ่งมันก็มาสมทบกับผิวพลาสติกที่ทำด้วยมือ (เราก็ไม่สามารถวาดทุกรูปทรงหมอนที่แตกต่างกันในเวลา) และรูปแบบเสร็จสมบูรณ์ ในเดือนกรกฎาคมปี 2003 เราได้มีการประกาศให้เป็นผู้ชนะการแข่งขันและได้รับรางวัลคณะกรรมการการออกแบบ. ตอนนี้มาหากินคำถาม - การทำงานหรือไม่ เราได้ใช้เวลาพลังงานของเราทั้งหมดในระหว่างการแข่งขันในการทำรูปแบบและไม่ได้มีโอกาสที่จะวิเคราะห์โครงสร้าง ในความเป็นจริงมันเป็นไปไม่ได้ที่จะเลือกขนาดตนเองของทุกองค์ประกอบโครงสร้างและได้รับโครงสร้างที่จะลุกขึ้นยืน ดังนั้นเราจึงพัฒนาซอฟต์แวร์ใหม่เพื่อเลือกขนาดของสมาชิกโดยอัตโนมัติผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพซ้ำ ผลที่ได้ที่มีประสิทธิภาพอย่างน่าทึ่ง. ในเวลาที่กระบวนการผลิตทั้งหมดของเรากลายเป็นอัตโนมัติ: โปรแกรมหนึ่งที่สร้างรูปทรงเรขาคณิตทั้งหมดตั้งแต่เริ่มต้นขึ้นอยู่กับโฟม Weaire เฟลานและขนาดและรูปร่างของอาคาร; การเพิ่มประสิทธิภาพของโครงสร้างขนาดสมาชิกทุกคนในโรงงานและการเชื่อมต่อของพวกเขา; สคริปต์วัตถุประสงค์เขียนแปลงการวิเคราะห์แบบจำลองโครงลวดโครงสร้างเป็นรูปแบบ CAD ของแข็งที่ถูกต้อง threedimensional; และแบบก่อสร้างและตารางการแข่งขันมีการผลิตโดยอัตโนมัติจากรูปแบบสามมิติ ในตอนท้ายของขั้นตอนการออกแบบที่จะใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งสัปดาห์ในการสร้างชุดใหม่ของเอกสารการก่อสร้างหลังจากที่มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในอาคารขนาดหรือรูปร่าง. โครงสร้างโฟมเป็นกรอบพื้นที่จริงในการที่สมาชิกทุกคนมีกรอบเป็น โหนด นี้อาจดูเหมือนไม่มีประสิทธิภาพในประเทศที่ไม่ได้สัมผัสเกิดแผ่นดินไหวใหญ่ แต่มันเป็นโครงสร้างการดูดซับพลังงานที่สมบูรณ์แบบสำหรับการใช้งานปักกิ่ง seismically เราตัดสินใจที่จะทำให้โครงสร้างจากหลอดกลมง่ายเชื่อมติดกับโหนดทรงกลมที่ปลายแต่ละด้านเพื่อให้ง่ายต่อกระบวนการผลิต. มี 4,000 ฟอง ETFE ทำขึ้นหุ้ม Cube น้ำโดยมีบางส่วนที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เก้าเมตรข้าม หลังคาที่ทำจากเจ็ดฟองอากาศที่แตกต่างกัน ผนังจากสิบห้าฟองซึ่งมีการทำซ้ำตลอด แม้จะมีการทำซ้ำนี้ตาเห็นจึงมีรูปแบบสุ่ม ETFE หรือเอทิลีเอทิลีน Tetrafluoro- เป็นยากพลาสติกที่ทนทานที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ PTFE (Teflon) มันส่งแสงยูวีมากกว่าแก้วและทำความสะอาดตัวเองด้วยฝักบัวแบบสายฝนทุก หมอนแต่ละคนจะสูงเกินจริงอย่างถาวรโดยปั๊มพลังงานต่ำ นี้ความดันอากาศภายในแปลงพลาสติก 0.2 มิลลิเมตรหนาสู่แผงหุ้มความสามารถในการทอดระยะทางที่ค่อนข้างใหญ่ ในรูปแบบหมอน ETFE ยังเป็นฉนวนกันความร้อนที่ดีกว่าแก้วและเมื่อมาพร้อมกับรูปแบบแหยงสำหรับแรเงาก็ประสบความสำเร็จในภาวะเรือนกระจกที่ต้องการ. ดับ ETFE เป็นวัสดุที่น่าตื่นตาตื่นใจ แต่ก็ยังเป็นที่ติดไฟได้และจีนมีการสร้างรหัสที่กำหนด สำหรับวัสดุที่เป็นนวัตกรรมใหม่นี้จะใช้ Arup ที่ความกังวลเกี่ยวกับผลการปฏิบัติงานในกองไฟ, สถานการณ์ไฟไหม้ที่อาจเกิดขึ้นและผลกระทบต่อความปลอดภัย แอตทริบิวต์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของวัสดุนี้ก็คือว่ามันลดลงห่างจากไฟจึง "ตัวเองระบายอากาศ" และควันให้ออกจากอาคาร. รหัสจีนยังต้องว่าโครงสร้างจะกันไฟ เพื่อบรรลุเป้าหมายนี้สเปรย์ไฟไหม้หรือสี intumescent ทนไฟจะต้องเสื้อโครงสร้าง กับ 90 กิโลเมตรของธาตุเหล็กประกอบด้วย 6.8 เฮกตาร์พื้นที่ผิวของเหล็กตัวเลือกเหล่านี้ไม่ได้เป็นไปได้ การรวมกันที่ซับซ้อนของโครงสร้างและการวิเคราะห์ทางวิศวกรรมไฟแสดงให้เห็นว่าสำหรับสถานการณ์ไฟไหม้ที่เลวร้ายที่สุดกรณีที่โครงสร้างจะยังคงดำเนินการโหลดโดยไม่ต้องล้มเหลวและดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีการป้องกันไฟเหล็ก. Egress นำเสนอปัญหาต่อไปภายใต้รหัสนี้ ประมาณ 20,000 คนคาดว่าจะใช้อาคารที่ใดเวลาหนึ่งในระหว่างการแข่งขันกีฬาโอลิมปิก รหัสจีนจำเป็นต้องเทียบเท่าของทั้งสองด้านของอาคารหรือ 200 เมตรจากประตูทางออก ไม่เพียงแค่นี้ก็จะได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญรูปลักษณ์ของอาคาร แต่ก็ยังจะได้รับปัญหาความปลอดภัย การใช้แนวทางสากลสำหรับสถานที่จัดกีฬาและผ่านการวิเคราะห์รายละเอียดของการออกไปข้างนอกและการไหลเวียนจำนวนออกลดลงอย่างมีนัยสำคัญ แบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า FDS (ไฟแบบไดนามิกจำลอง) ถูกใช้ในการวิเคราะห์ว่าควันและความร้อนจะกระจายผ่านอาคารและประสิทธิภาพการทำงานของอัตราไอเสียควันที่แตกต่างกันเพื่อให้ควันออกมาจากคนที่พวกเขาออก. ระบบความปลอดภัยที่เหมาะสมเช่นหัวฉีดดับเพลิงและควัน ไอเสียเป็น บริษัท ที่ช่วยให้การไหลเวียนของเส้นทางเปิดกว้างมากขึ้นและมีความคุ้นเคยที่จะใช้สำหรับออกไปข้างนอก. นี้เป็นครั้งแรกที่ดังกล่าวเป็นอาคารสาธารณะที่สำคัญในประเทศจีนได้รับการออกแบบโดยใช้วิธีการที่มีประสิทธิภาพตามที่จะยิงวิศวกรรม. ENERGY เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน, Cube น้ำทำหน้าที่เป็นเรือนกระจก หมอนอิง ETFE ช่วยให้ระดับสูงของแสงธรรมชาติเข้ามาในอาคารและการใช้ประโยชน์จากดวงอาทิตย์ที่จะอดทนความร้อนอาคารและน้ำสระว่ายน้ำ ซึ่งเป็นแนวคิดที่ยั่งยืนจะช่วยลดการใช้พลังงานของสระว่ายน้ำห้องโถงพักผ่อนที่โดยประมาณร้อยละ 30. ระบบสร้างมูลค่า U ที่มีประสิทธิภาพติดลบกําไรจากพลังงานสุทธิอาคาร การจัดเก็บความร้อนความร้อนมวล (ทั้งในน้ำสระว่ายน้ำและพื้นผิวโดยรอบสระว่ายน้ำหนัก) เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องทำความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงวันที่มีการชดเชยด้วยการระบายความร้อนในชั่วข้ามคืน. การเปลี่ยนแปลงในความกลมกลืนของอาคารเพื่อให้แน่ใจว่าโหลดความร้อนผ้าจะลดลงในช่วงฤดูร้อน แต่สูงสุดในช่วงฤดูหนาว เมื่อความร้อนจากแสงอาทิตย์จะเป็นประโยชน์มากที่สุด นี้จะทำได้โดยเลียนแบบชั้นต่าง ๆ ของอาคารที่มีแหยงทาสีโปร่งแสงและโดยการระบายความร้อนออกจากโพรงในฤดูร้อนและมีมันในช่วงฤดูหนาว สถานที่ตั้งและรูปแบบขององค์ประกอบโปร่งแสงเหล่านี้ตอบสนองต่อแสงสว่างและความต้องการความร้อนของอาคารต่าง ๆ ที่ใช้อยู่ติดกับซุ้ม. ใช้พลังงานของห้องโถงสระว่ายน้ำขนาดใหญ่ลดลงอย่างมากโดยใช้รางหลักการระบายอากาศในระบบเครื่องกล แนวคิดของการแบ่งชั้นมีความสำคัญต่อการบรรลุกำไรความร้อนจากแสงอาทิตย์สูงเรื่อย ๆ โดยไม่สร้างโหลดระบายความร้อนพื้นที่ขนาดใหญ่ ช่วยให้การแบ่งชั้นของอากาศในช่องว่างขนาดใหญ่เหล่านี้, ระบบกลไกเพียง แต่มีเพื่อให้การระบายความร้อนให้กับพื้นที่ที่ถูกครอบครอง นี้สามารถลดการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพโหลดโดยปัจจัยที่ 10. ในฤดูร้อน, ที่ไม่ใช่สระว่ายน้ำและพื้นที่สำนักงานจะใช้เครื่องปรับอากาศที่จะเก็บไว้ประมาณ 23 ° C การปฏิเสธความร้อนของเครื่องปรับอากาศนั้นจะถูกนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนสระว่ายน้ำ สระว่ายน้ำเพื่อการพักผ่อนที่จะต้องเก็บไว้ที่ประมาณ 30 องศาเซลเซียส; สระว่ายน้ำการแข่งขันที่ประมาณ 28 ° C. ศูนย์สระว่ายน้ำมีสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนหากไม่ได้รับการออกแบบอย่างถูกต้องเพื่อการกระจายอากาศเป็นสิ่งสำคัญ becau

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ผิดปกติ เราเริ่มกระบวนการแข่งขัน โดยกำหนดให้สถาปนิกที่เราต้องการบรรลุแล้วในแง่ของสาขาวิชาวิศวกรรมต่าง ๆ จากประสบการณ์ที่ผ่านมาของเรา , วิธีการแก้ปัญหาที่แก้ไขปัญหาทางเทคนิคส่วนใหญ่เป็นฉนวนเรือนกระจกกับแสงกระจาย และเหล็กโครงสร้างหลักตั้งอยู่ในโพรงที่แยกได้จากทั้งภายนอก และบรรยากาศ พูล กัดกร่อน เราก็เห็นว่า etfe cladding จะหมายถึงการมีประสิทธิภาพของการก่อสร้างซึ่งจะใช้วัสดุน้อยที่สุดและเอาความต้องการโครงสร้างทุติยภูมิ ในขณะที่ให้ฉนวนกันความร้อนที่ดีกว่ากระจกชั้นเดียว

ขณะที่ทีมการวางแผนสถาปัตยกรรม คำนวณว่า เหมาะกับทุกคนที่ต้องการสิ่งอำนวยความสะดวกเว็บไซต์ตารางทั้งหมดจะต้องใช้ นอกจากนี้เรายังตระหนักถึงการออกแบบชนะเลิศที่สนามกีฬาโอลิมปิค และเพื่อนบ้านของเรา ) และน่าอัศจรรย์ Herzog เดอมูรอน / การกบฏ curvaceous , สีแดง " รังของนก " . ก็มันดูเหมือนศูนย์ว่ายน้ำของเราควรเป็นกล่องสีฟ้า ดังนั้น " ลูกบาศก์น้ำ " เกิด

ปัญหาที่โดดเด่นคือ :รูปแบบโครงสร้างและสิ่งที่ควรใช้อะไรหุ้มผลรูปแบบ หน้าตาเป็นยังไง ทีมออกแบบทั้งหมดที่ต้องการความคิดที่ต่อเนื่องผิวที่ครอบคลุมผนังและหลังคา และเรารู้ว่ามันต้องไม่ธรรมดาชนะคณะกรรมการอันทรงเกียรตินี้ การสำรวจก่อนนำไปสู่คำถาม : อะไรคือโครงสร้างสามมิติแบบเต็มพื้นที่เหมือนกันนอกจากค่อนข้างน่าเบื่อตามกรอบพื้นที่ ?

ผมเดาเอาว่า มีหลายตัวอย่างของนี้ในธรรมชาติ จากเซลล์มีชีวิตผลึกแร่ แต่ในความเป็นจริง คำถามที่ดูเหมือนไม่มีอันตรายนี้ไม่ได้มีคำตอบที่ตรงไปตรงมา หลังจากสำรวจความเป็นไปได้ต่าง ๆเราเริ่มมองงานบนฟองสบู่ เริ่มแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่สิบแปดคนที่ราบสูง อย่างไรก็ตามมันเป็นโซลูชั่นที่มีประสิทธิภาพสูงเพื่อถามว่าฟองสบู่ที่เชื่อมต่อถึงหนึ่งศตวรรษต่อมา โดย weaire อาจารย์และผู้ช่วยวิจัยของเขา ดร ฟีแลนที่ทรินิตีคอลเลจ ดับลิน ที่ให้คำตอบ สำหรับน้ำก้อน อยากรู้เรื่องเกี่ยวกับ weaire ฟีแลน โฟม คือ แม้ระเบียบที่สมบูรณ์ของเมื่อมองในมุมหนึ่งดูเหมือนจะสุ่มและอินทรีย์ .

สร้างเรขาคณิตของโครงสร้างอาคารของเรา เราเริ่มต้นด้วยอาร์เรย์ที่ไม่มีที่สิ้นสุดของโฟม ( มุ่งเน้นในทางหนึ่ง ) แล้วแกะออกจากบล็อกเท่ากับขนาดของอาคารของเรา– 177 x 177 x 31 ลูกบาศก์เมตร3 สาขาภายในเล่มจะหักออกจากโฟม และผลที่ได้คือรูปทรงของโครงสร้าง โครงสร้างแล้วห่มกับหมอน etfe ทั้งภายในและภายนอกเพื่อให้บรรลุผลที่ต้องการอินทรีย์มองและทำงานที่มีประสิทธิภาพฉนวนเรือนกระจก

ดังนั้นวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการค้นหา subdividing พื้นที่เราพบโครงสร้างตามลักษณะทางเรขาคณิตของฟองสบู่และห่มกับหมอนพลาสติกที่มีลักษณะเหมือนฟอง และภายใน น้ำทั้งหมดของว่ายน้ำศูนย์ ! เรามั่นใจว่า เราได้ชนะโครงการ ความท้าทายต่อไปของเรา คือ การถ่ายทอดความคิดที่ถูกต้องที่จะตัดสิน

เราตัดสินใจที่จะสร้างแบบจำลองทางกายภาพที่ถูกต้องทั้งหมด 22 , 000 โครงสร้างองค์ประกอบและ 4000 ( แตกต่างกัน ) การติดตั้ง