In juli 2003 won het consortium met PTW Architects, ingenieursbureau Arup, China State Construction and Engineering Corporation en Shenzen Design Institute de internationale prijsvraag voor het ontwerp van de National Swimming Center voor de Olympische Spelen van 2008.
Het ontwerp is gebaseerd op de natuurlijke rangschikking van zeepbellen. De zeepbellen vormen zowel de gevels als het dak. Vanwege de zeepbelvormen, het gebruik van transparante materialen en de functie van het gebouw als zwembad heeft het gebouw de naam ‘Water Cube’ gekregen.
De bekleding of huid van de gevels wordt uitgevoerd in taai ETFE, een transparante folie gemaakt van ethyleen en teflon. De enorme bellen waaruit de gevels zijn opgebouwd zorgen voor een ruimte tussen binnen- en buitenzijde die 3,6 meter bedraagt en van het dak maar liefst 7,2 meter.
In totaal maakt het consortium gebruik van 100.000 vierkante meter ETFE-folie. Omdat de folie slechts een procent weegt in vergeleken met glas is een zware constructie vereist. Het gebouw gedraagt zich door de toepassing van de folie als een enorme geïsoleerd kas.
Twintig procent van de ‘binnenkomende’ zonne-energie in de waterkubus wordt gebruikt om het interieur en de bassins te verwarmen. Naar verwachting geeft het gebruik van de zonne-energie een besparing van 30 procent op het totale energieverbruik in het gebouw. Het geringe gewicht van de folie en de stalen draagconstructie heeft als voordeel dat grote overspanningen mogelijk zijn. ETFE als innovatief bouwmateriaal kent wel een nadeel: het is brandbaar. Omdat de Chinese bouwverordening brandbare materialen in façades verbiedt, moest Arup aantonen dat bij calamiteiten geen gevaar voor publiek ontstaat. Gesteld is dat de folie weliswaar ontvlambaar is maar ook krimpt bij verhitting, waardoor als gevolg van een open gevel geen rookaccumulatie in het gebouw ontstaat. Verder zijn brandwerende voorzieningen als sprinklerinstallaties opgenomen. Het gebouw is bovendien voorzien van 200 meter aan buitendeuren op een grondoppervlak van 177 bij 177 meter.
Om tot een verantwoorde constructie te komen heeft Arup gebruikgemaakt van 3D-technieken die tot voor kort niet bestonden. Alleen hierdoor was het ingenieursbureau in staat alle details binnen redelijke tijd door te rekenen. De frames voor de 4000 zeepbellen waaruit de hal is opgebouwd, bestaan uit 22.000 meter stalen stangen met een totale lengte van 22 kilometer en 12.000 knopen. Bij elkaar past het consortium circa 6500 ton staal toe. Elke zeepbel heeft zes raakvlakken en elke knoop tot 36 raakvlakken. Omdat elk raakvlak uit twee driehoeken bestaat, heeft Arup meer dan een miljoen raakvlakken moeten definiëren.
De rangschikking van zeepbellen lijkt willekeurig, maar volgt een patroon. Bij de bepaling hoe de zeepbellen zich onderling verhouden maakte Arup bij het ontwerp gebruik van een oplossing aangedragen door twee Ierse natuurkundigen. Het model voldoet bovendien aan de eisen met betrekking tot aardbevingsbestendigheid.
Het watermanagement is erop gericht het zwembadwater te hergebruiken en het hemelwater dat op het dak terechtkomt op te vangen in tanks en na reiniging aan te wenden. Aanleiding hiervoor is onder meer het feit dat China kampt met waterschaarste.
Bekijk de fotospecial van dit bijzondere zwembad. Klik hier.
