鳥巢的結構特點

2024年3月28日發(作者：worth)

鳥巢的結構特點

2021年北京奧運會主體育場——“鳥巢〞的設計方案是經全球設計招標產生的。最

后由2001年普利茨克獎獲得者赫爾佐格、德梅隆與中國建筑師李興剛等合作完成的巨型

體育場設計，形態如同孕育生命的“巢〞，它更像一個搖籃，寄托著人類對未來的希望。

設計者們對這個國家體育場沒有做任何多余的處理，只是坦率地把結構暴露在外，因而自

然形成了建筑的外觀。該設計方案主體由一系列輻射式門式鋼桁架圍繞碗狀坐席區旋轉而

成，空間結構科學簡潔，建筑和結構完整統一，設計新穎，結構獨特，為國內外特有建筑。

“鳥巢〞于2003年12月24日開工建設，2004年7月30日因設計調整而暫時停工，

同年12月27日恢復施工， 2021年5月全部竣工。工程總造價22.67億元。

“鳥巢〞建設地點在北京市朝陽區安定路甲3號即北京奧林匹克公園內,亞運村北。建

筑面積達25.8萬㎡。場館內永久座席80000個，臨時經座席20000個。“鳥巢〞的賽時

功能有：田徑、足球、標槍、鏈球、鐵餅；賽后功能是：國際國內體育比賽和文化、娛樂

活動。

“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。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。

體育場外殼采用可作為填充物的氣墊膜，使屋頂到達完全防水的要求，陽光可以穿過

透明的屋頂滿足室內草坪的生長需要。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20000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域的合

理劃分和設計得了完美得到的解決。

鳥巢設計中充分表達了人文關心，碗狀座席環抱著賽場的收攏結構，上下層之間錯落

有致，無論觀眾坐在哪個位置，和賽場中心點之間的視線距離都在140米左右。“鳥巢〞

的下層膜采用的吸聲膜材料、鋼結構構件上設置的吸聲材料，以及場內使用的電聲擴音系

統，這三層“特殊裝置〞使“巢〞內的語音清晰度指標指數到達0.6——這個數字保證了

坐在任何位置的觀眾都能清晰地收聽到播送。

“鳥巢〞的相關設計師們還運用流體力學設計，模擬出91000個人同時觀賽的自然通

風狀況，讓所有觀眾都能享有同樣的自然光和自然通風。 “鳥巢〞的觀眾席里，還為殘障

人士設置了200多個輪椅座席。這些輪椅座席比普通座席稍高，保證殘障人士和普通觀眾

有一樣的視野。賽時，場內還將提供供助聽器并設置無線播送系統，為有聽力和視力障礙

的人提供個性化的效勞。

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潔，外觀即為建筑的結構，立面與結構

到達了完美的統一。結構的組件相互支撐，形成了網絡狀的構架，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性，卻又簡潔而典雅，它為2021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，不管是近看還是遠觀，

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

樓梯在內的整個區域動線。體育場大廳，是一個室內的城市空間，設有餐廳和商店，其作

用就如同商業街廊或廣場，吸引著人們留戀忘返。

李興鋼在提及“鳥巢〞的設計與里時表述：鳥巢的設計理念，或者說設計的過程，雖

然它說很新，大家從來沒有見過的體育場，但是它設計的理念其實是非常樸素和簡單的。

簡單說剛剛我也提到了，它設計的起點是賽場和看臺，我們最后通過研究得到了一個非常

古典的看臺的形狀，就是一個邊沿起伏的看臺。看臺外面需要隨著現代技術的開展和對觀

眾的防雨、防曬的功能的要求，我們需要有一個外罩把這個看臺籠罩起來，從屋頂到里面

把它籠罩起來，這個外罩實際上是延續的看臺的形狀，也是一個東西高、南北低的，起伏

的一個造型。這個外罩又需要有一個結構把它支撐起來，最后我們尋找到的是一個編織式

的結構，這個結構最后我們用鳥巢，大自然的鳥巢這樣一個很生動的形象來描述我們的結

構，就是大家最后看到的鳥巢。所以，說起來是從一個體育場的本質出發，最終得到的一

個很嶄新的設計。

北京2021奧運會開幕式的體育場館！ “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。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整與優化。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。為了防止出現過于復雜的節點，少量主桁架在內環附近截斷。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。主看臺局部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。 “鳥巢〞是2021年北京奧運會主體育場。由2001年普利茨克獎獲得者赫爾佐格、

德梅隆與中國建筑師合作完成的巨型體育場設計，形態如同孕育生命的“巢〞，它更像一

個搖籃， 寄托著人類對未來的希望。設計者們對這個國家體育場沒有做任何多余的處理，

只是坦率地把結構暴露在外，因而自然形成了建筑的外觀。 說起Q460鋼材，大多數人

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，它在受力強度到達460兆帕時才會發生塑性變形，

這個強度要比一般鋼材大，因此生產難度很大。這是國內在建筑結構上首次使用Q460規

格的鋼材；而這次使用的鋼板厚度到達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，河南舞陽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

經開始批量生產。2021年，400噸自主創新、具有知識產權的國產Q460鋼材，將撐起

“鳥巢〞的鐵骨鋼筋。 此外，屋頂內環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，以前從未在國內生產過。另外，在“鳥巢〞頂部

的網架結構外外表還將貼上一層半透明的膜。使用這種膜后，體育場內的光線不是直射進

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草坪的維護問題，

同時也有為座席遮風擋雨的功能。 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，形成網格狀

的構架，外觀看上去就仿假設樹枝織成的鳥巢，其灰色礦質般的鋼網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，中國傳統文化中鏤空的手法、陶瓷的

紋路、紅色的燦爛與熱烈，與現代最先進的鋼結構設計完美地相融在一起。 整個建筑通

過巨型網狀結構聯系，內部沒有一根立柱，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

連續的環形也將使觀眾獲得最正確的視野，帶動他們的興奮情緒，并鼓勵運發動向更快、

更高、更強沖刺。在這里，人，真正被賦予中心的地位。 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，這樣既防止了下挖土方所

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，與周圍環境有機融合，并再次節省了投資。 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，一切因其功能而產生形象，建筑形式與

結構細部自然統一。 評審委員會和許多其他建筑界專家都認為，“鳥巢〞將不僅為2021

年奧運會樹立一座獨特的歷史性的標志性建筑，而且在世界建筑開展史上也將具有開創性

意義，將為21世紀的中國和世界建筑開展提供歷史見證。 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。據介紹，“鳥巢〞設計之初和深化

設計的過程中，一直貫穿著節儉辦奧運和可持續開展的理念，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。 在此根底上，設計中將“鳥巢〞

的功能與周圍地區日后定位乃至整個城市的中長遠開展規劃結合起來考慮。根據已確定的

規劃方案，“鳥巢〞所在的奧林匹克公園中心區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，也將成為參觀旅游的熱點地區。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，

除能夠承當開幕、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〞奠定堅實根底。 作為北京奧運會主體育場的國家體育場將采用

太陽能光伏發電系統。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

太陽能光伏發電系統落戶“鳥巢〞，將清潔、環保的太陽能發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表達，同時對于提倡使用綠色能源、有效控制和減輕

北京及周邊地區大氣污染，倡導綠色環保的生活方式將起到積極的推動作用和良好的示范

效應。 太陽能光伏發電系統技術目前處于世界先進水平，該太陽能發電系統是由無錫尚德

太陽能電力自主研發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，總容量130千瓦，對國家體育場電力供給將起到良好的補充.