屋顶的作用和设计要求

(一)屋顶的作用围护作用

防水保温

隔热:冬暖夏凉 

承重: 强度、刚度及整体稳定性——保证结构安全,满足正常使用要求

美观

屋顶的组成 

2.屋顶的类型

按功能划分：保温屋顶、隔热屋顶、采光屋顶、蓄水屋顶、种植屋顶等。

按屋面材料划分：钢筋混凝土屋顶、瓦层顶、卷材屋顶、金属屋顶、玻璃层顶等。

按结构类型划分：平面结构，常见的有梁板结构、屋架结构；空间结构，包括折板、壳体、网架、悬索、薄膜等结构。

按外观形式划分：平屋顶、坡屋顶及曲面屋顶等多种形式 。

平屋顶坡度<5%，一般2～3%，坡屋顶坡度≥10%。

盝顶亭（南京朝天宫 卞公忠孝泉井亭）

盝顶 （北京中山公园 唐花坞 ） 

悬山顶

硬山顶

卷棚顶

中国古建筑屋顶形式之一。为双坡屋顶，

两坡相交处不作大背，由瓦垄直接卷过屋面成弧形的曲面卷棚顶整体外貌与硬山、悬山一样，唯一的区别是没有明显的正脊，屋面前坡与脊部呈弧形滚向后坡，颇具一种曲线所独有的阴柔之美。。卷顶棚形式活泼美观，一般用于园林的亭台、廊榭及小型建筑上。

庑殿顶

庑殿顶，即庑殿式屋顶，

宋朝称“庑殿”或“四阿顶”，清朝称“庑殿”或“五脊殿”，日语称寄栋造（假名：よせむねづくり）是中国、日本、朝鲜古代建筑的一种屋顶样式。在中国是各屋顶样式中等级最高的，高于歇山式。明清时只有皇家和孔子殿堂才可以使用。唐朝时和日本也见于佛寺建筑。庑殿顶是“四出水”的五脊四坡式，由一条正脊和四条垂脊（一说戗脊）共五脊组成，因此又称五脊殿。由于屋顶有四面斜坡，故又称四阿顶。庑殿顶又分为单檐和重檐两种，所谓重檐，就是在上述屋顶之下，四角各加一条短檐，形成第二檐。故宫的太和殿就是重檐庑殿顶，而故宫的弘义阁、体仁阁、英华殿则为单檐庑殿顶。 

攒尖顶

攒尖顶，即攒尖式屋顶，宋朝时称“撮尖”、“斗尖”，清朝时称“攒尖”，是中国、日本、朝鲜古代建筑的一种屋顶样式，特点：屋顶为锥形，没有正脊，顶部集中于一点，即宝顶，该顶常用于亭、榭、阁和塔等建筑。在日本则常用于茶室。 

歇山顶

建筑学术语,即歇山式屋顶.歇山顶共有九条屋脊，即一条正脊、四条垂脊和四条戗脊，因此又称九脊顶。由于其正脊两端到屋檐处中间折断了一次，分为垂脊和戗脊，好像“歇”了一歇，

故名歇山顶。其上半部分为悬山顶或硬山顶的样式，而下半部分则为庑殿顶的样式。歇山顶屋脊上有各种脊兽装饰，其中正脊上有吻兽或望兽，垂脊上有垂兽，戗脊上有戗兽和仙人走兽，其数量和用法都是有严格等级限制的。 

歇山顶分单檐和重檐两种，所谓重檐，就是在基本歇山顶的下方，再加上一层屋檐，和庑殿顶第二檐大致相同。例如天安门、故宫的太和门、保和殿、乾清宫等就是重檐歇山顶，妙应寺山门、智化寺智化殿、台湾台北府城北门则为单檐歇山顶。 

在中国古代，建筑屋顶的样式有严格的等级限制。其中重檐歇山顶等级高于单檐庑殿顶，仅低于重檐庑殿顶，而单檐歇山顶低于单檐庑殿顶，只有五品以上官吏的住宅正堂才能使用，后来也有些民宅开始使用歇山顶。

重檐庑殿顶

中国现代建筑屋顶

别墅建筑屋顶

公共建筑屋顶

个性建筑屋顶

充气结构

薄壳结构

膜结构屋顶

悬索结构

⑵有组织排水：有组织排水分为外排水和内排水两种方式。根据檐口做法不同，外排水又分为挑檐沟外排水、女儿墙外排水和女儿墙檐沟外排水等。

有组织外排水方式

有组织内排水方式 

水上乐园

官方网站2008年1月28日讯 北京2008年奥运会后，“水立方”能干啥?普通老百姓消水立方音乐会费得起吗?“水立方”业主单位北京市国有资产经营有限责任公司副总经理康伟说，“水立方”从招标、设计到建设的各个环节都充分考虑了赛后运营，奥运会后，经过改建的“水立方”将成为北京市民的水上娱乐中心。而且，中关村三小于2009年5月31日在水立方举办了“欢聚北京 祝福祖国”的主题大队会。

康伟说，一般而言，满足奥运会场馆功能需求的游泳馆建筑面积在4万平米左右就足够了，但“水立方”的赛时建筑面积约8万平米，多出来的这些面积就是为了保障赛后运营的需要。奥运会赛时，“水立方”的座椅将达到1.7万个，其中，1.1万个坐席将在奥运会后拆除，在剩下的6千个坐席中，有2000个是活动座椅，长期固定的坐席数为4千个。这样的设计为赛后利用留下了充足的空间。

国家游泳中心是目前国内最先进的游泳馆，它的票价会不会也很贵?康伟说，奥运会后，国家游泳中心将对市民开放，内有游泳、跳水、嬉水乐园和冰上娱乐设施，而且“门票的价位将尽可能让更多的老百姓进得去”。

阳光下晶莹的水滴

“水立方”独特的结构设计思想使它具有了别具一格的视觉效果，而要完全实现建筑师的设计思想，对工程建筑人员来说，是一个不小的挑战。ETFE项目经理詹姆斯先生说：“我们做了很多视觉的测试，来尽量满足建筑师的这些设计哲理。我们认为这个是最大的挑战，现在，我们觉得在这方面已经完成得相当成功了。”

“水立方”是一个177米乘177米的方型建筑，高31米，看起来形状很随意的建筑立面遵循严格的几何规则，立面上的不同形状有11种。内层和外层都安装有充气的枕头，梦幻般的蓝色来自外面那个气枕的第一层薄膜，因为弯曲的表面反射阳光，使整个建筑的表面看起来像是阳光下晶莹的水滴。而如果置身于“水立方”内部，感觉则会更奇妙，进到“水立方”里面，你会看到，像海洋环境里面的一个个水泡一样。

“水立方”与“鸟巢”只有一路之隔，一方一圆，一蓝一红，形成了一种微妙、均衡的关系。中方主设计师赵小钧先生介绍说，就设计过程来说，是先有‘鸟巢’，所以，一开始做这个设计，关于如何跟‘鸟巢’形成一个和谐的、统一的、对比的、互相映衬这样一个关系，就是大家重点讨论的一个方面。

奇妙自洁不沾尘土

在今天，绿色、健康、和谐、可持续发展，是最重要的建筑设计思想，在“水立方”的设计过程中，时时处处贯穿着这些理念。

“水立方”从建筑到结构完全是一个创新的建筑，蕴涵着极高的科技含量。它的建筑外围护 采用新型的环保节能ETFE膜材料，覆盖面积达到10万平方米，是目前世 界上最大的ETFE应用工程。

詹姆斯先生说：“它是一个双层ETFE系统，外面一层里面一层，从这个角度来讲，它是第一个，是世界独一无二的。”

这种ETFE膜材料的质量只有同等大小玻璃的1%，韧性好，又能吸收更多的阳光，并且不会自燃，另外，它们还有奇妙的自洁功能。“它们不沾附尘土，风一吹，土就走了。”国家游泳中心总经理康伟先生说。

场馆设计

国家游泳中心的设计方案，是经全球设计竞赛产生的“水的立方”（[H2O]3）方案。体现出水立方”的设计理念，

国家游泳中心由北京市国有资产经营公司负责建设、管理和运营，于2003年年底开工，2007年底前完工并投入试运行，接受国际游泳联合会和国际奥林匹克运动委员会的检查和验收。

“水立方”是北京奥运会国家游泳中心，它的膜结构是世界之最。它是根据细胞排列形式和肥皂泡天然结构设计而成的，这种形态在建筑结构中从来没有出现过，创意十分奇特。

设计材料

“水立方”的墙面和屋顶都分内外三层，设计人员利用

三维坐标设计了3万多个钢质构件，这三万多个钢质构件在位置上没有一个是相同的。这些技术都是我国自主创新的科技成果，他们填补了世界建筑史的空白。

设计理念

“水立方”位于奥林匹克公园B区西侧，和国家体育场‘鸟巢’隔马路遥相呼应，建设规模约8万平方米，最引人注意的就是外围形似水泡的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）。ETFE膜是一种透明膜，能为场馆内带来更多的自然光，他的内部是一个多层楼建筑，对称排列的大看台视野开阔，馆内乳白色的建筑与碧蓝的水池相映成趣。国家游泳中心采用的设计方案，是经全球设计竞赛脱颖而出的“水的立方”（[H2O]3）方案。该方案由中国建筑工程总公司、澳大利亚PTW建筑师事务所、ARUP澳大利亚有限公司联合设计。其中中方设计者：中建国际（深圳）设计顾问有限公司：水立方方案第一设计人郑方、公司总裁兼总建筑师赵小钧、暖通总工程师毛红卫等，PTW建筑事务所的两名方案辅助设计师为约翰·保林（John Pauline）与托比·王（Toby Wong）。

设计体现出 [H2O]3（“水立方”）的设计理念，融建筑设计与结构设计于一体，设计新颖，结构独特，与国家体育场比较协调，功能上完全满足2008年奥运会赛事要求，而且易于赛后运营。

设计来源

这个看似简单的“方盒子”是中国传统文化和现代科技共同“搭建”而成的。中国人认为，没有规矩不成方圆，按照制定出来的规矩做事，就可以获得整体的和谐统一。在中国传统文化中，“天圆地方”的设计思想催生了“水立方”，它与圆形的“鸟巢”——国家体育场相互呼应，相得益彰。方形是中国古代城市建筑最基本的形态，它体现的是中国文化中以纲常伦理为代表的社会生活规则。而这个“方盒子”又能够最佳体现国家游泳中心的多功能要求，从而实现了传统文化与建筑功能的完善结合。

在中国文化里，水是一种重要的自然元素，并激发起人们欢乐的情绪。国家游泳中心赛后将成为北京最大的水上乐园，所以设计者针对各个年龄层次的人，探寻水可以提供的各种娱乐北京礼物唐人祥在水立方引导牌方式，开发出水的各种不同的用途，他们将这种设计理念称作“水立方”。希望它能激发人们的灵感和热情，丰富人们的生活，并为人们提供一个记忆的载体。

为达此目的，设计者将水的概念深化，不仅利用水的装饰作用，还利用其独特的微观结构。基于“泡沫”理论的设计灵感，他们为“方盒子”包裹上了一层建筑外皮，上面布满了酷似水分子结构的几何形状，表面覆盖的ETFE膜又赋予了建筑冰晶状的外貌，使其具有独特的视觉效果和感受，轮廓和外观变得柔和，水的神韵在建筑中得到了完美的体现。轻灵的“水立方”能够夺魁，还在于它体现了诸多科技和环保特点。合理组织自然通风、循环水系统的合理开发，高科技建筑材料的广泛应用，都共同为国家游泳中心增添了更多的时代气息。泳池也应用了许多创新设计，如把室外空气引入池水表面，带孔的终点池岸，视觉和声音出发信号等，这将使比赛池成为世界上最快的泳池。

场馆用途

2008年奥运会期间，国家游泳中心承担游泳、跳水、花样游泳等比赛，可容纳观众坐席17000座，其中永久观众坐席为6000座，奥运会期间增设临时性座位11000个（赛后拆除）。赛后将建成为具有国际先进水平的、集游泳、运动、健身、休闲于一体的中心。

国家游泳中心又称"水立方"(Water Cube),位于北京奥林匹克公园内，是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆，也是2008年北京奥运会标志性建筑物之一。

它的设计方案，是经全球设计竞赛产生的"水的立方"([H2O]3)方案。其与国家体育场(俗称鸟巢)分列于北京城市中轴线北端的两侧，共同形成相对完整的北京历史文化名城形象。

国家游泳中心规划建设用地62950平方米，总建筑面积65000-80000平方米，其中地下部分的建筑面积不少于15000平方米,长宽高分别为 177m ×177m ×30m。

2008年奥运会期间，国家游泳中心承担游泳、跳水、花样游泳、水球等比赛，可容纳观众坐席17000座，其中永久观众坐席为6000座，奥运会期间增设临时性座位11000个(赛后将拆除)。赛后成为具有国际先进水平的、集游泳、运动、健身、休闲于一体的中心。

基本介绍

国家游泳中心又被称为“水立方”（Water Cube），位于北京奥林匹克公园内，是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆，也是2008年北京奥运会标志性建筑物之一。它的设计方案，是经全球设计竞赛产生的“水的立方”（[H2O]3）方案。2003年12月24日开工，在2008年1月28日竣工。其与国家体育场(俗称鸟巢)分列于北京城市中轴线北端的两侧，共同形成相对完整的北京历史文化名城形象。国家游泳中心规划建设用地62950平方米，总建筑面积65000-80000平方米，其中地下部分的建筑面积不少于15000平方米，长宽高分别为 177m × 177m × 30m。来自101个国家和地区的35万多港澳台同胞及海外侨胞共捐献了9.4亿人民币。其中郑裕彤、郑家纯父子及属下企业曾捐赠五千万元人民币。

奥运过后，水立方和鸟巢已成为北京市的新地标。

建筑档案

建设地点：北京奥林匹国家游泳中心—“水立方”公园（Olympic Sport Park）

场地类型：新建比赛场馆园

结构类型：薄膜结构，空间钢架

建筑面积：7.9532公顷

建筑高度：31米

占地面积：6.295公顷

长、宽、高：177米（长）×177米（宽）×31米（高）

赛事功能：游泳、跳水、花样游泳、娱乐节目

座位数量：4000个（永久性）、2000个（可拆除）、临时座位数11000个

开工时间：2003年12月24日

竣工时间：2008年1月28日

建筑造价：约10.2亿 （各界捐献水立方内部约8.5亿人民币）

业主单位：北京市国有资产经营有限责任公司

设计单位：中建设计联合体、澳大利亚PTW建筑设计事务所、ARUP澳大利亚有限公司

建声设计单位：北京清华同衡规划设计研究院有限公司建筑声学与室内设计研究所

施工单位：中建一局建设发展有限公司

建筑简称：水立方（Water Cube）

英文名称：National Aquatics Centre（国家游泳中心）　　

建筑亮点：外立面大规模智能LED景观系统