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[科技]剥开这颗“蛋”
作者:孙晓胜 李 洋 贾 薇

《新华月报(天下)》 2007年 第11期

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       9月25日,在首都北京的核心区域——人民大会堂西侧,中国国家大剧院拉开试演出帷幕。有“红色经典”之称的芭蕾舞剧《红色娘子军》,成为这个“中国政府面向21世纪投资兴建的最大的标志性文化设施”第一个上演的节目。独特的地理位置,独特的外观造型,使国家大剧院成为长安街上一座吸引眼球的新地标。
       “全球剧场之最”
       在方方正正的人民大会堂西侧,大剧院圆型的壳体显得很特别。高46.68米,地下最深32.5米,周长达600余米,周围是面积达3.55万平方米的人工湖水面——远远望去,国家大剧院如同一颗水上明珠。
       由法国建筑师安德鲁设计的这项工程,壳体表面由近20000块钛金属板和1200多块超白透明玻璃共同组成。设计者试图通过这两种材质的结合,营造出舞台帷幕徐徐拉开的视觉效果。夜幕降临时,透过渐开的“帷幕”,金碧辉煌的歌剧院尽收眼底,壳体表面上星星点点、错落有致的“蘑菇灯”,如同点点繁星,与夜空遥相呼应,使大剧院充满了一种含蓄而别致的韵味与美感。
       进门头顶水幕看展览
       从国家大剧院北入口拾阶而下,首先映入眼帘的就是一条长达80米的走廊。走廊的天顶全部采用玻璃天花板,透过天顶看到的就是环绕壳体的池水。大剧院落成后,水池中会注入10厘米深的水,层层涟漪可以投影在走廊的地板和墙壁上,与墙上疏密有致的气泡形装饰相映成趣,让人仿佛步入一个亦真亦幻的“未来水世界”。
       入场90部电梯四通八达
       水下廊道的尽头便是形如橄榄的过厅“橄榄厅”。橄榄厅位于长安街地面以下7米,在这里抬头仰望,便可以看到歌剧厅、音乐厅和戏剧场。橄榄厅有两扇凝重典雅的铜门,每扇门上有180个椭圆形凸起,这既是中国古老门钉的变形,又形如大剧院的壳体,中国元素与现代设计兼备。如果在一层看演出,观众可以穿过铜门直接入场。如果是在二三层看演出,则需要乘坐左右两侧的扶梯上去。国家大剧院共有90部电梯,其中36部是扶梯,非常方便。
       从橄榄厅乘扶梯上到地面的公共大厅,立刻会被这里开阔的空间震撼。这是目前全球剧场中最大的公共大厅。大厅拥有国内跨度最大的穹顶,穹顶距离地面46米,足以将整个工人体育馆笼罩其中。穹顶由名贵稀有的巴西红木拼装而成,明朗大气的深红色调暗合中国传统审美意趣。大厅地板名曰“锦绣大地”,寓意中华民族的锦绣河山。整个地面被划分为22块区域,使用10种石材。这些石材均出自国内,其中很多是稀有品种,如产自河南的“绿金花”就已是绝版石材。
       歌剧院视觉弧形与听觉多边形
       歌剧院是国家大剧院内最宏伟的建筑,以华丽的金色为主色调。歌剧院主要供大型歌剧、舞剧演出使用,混响时间为1.6秒,席位数2398个。
       歌剧院最大的特点是,圆润柔和、收敛有度的墙面,实际上只是一层金属网,金属网后面真正的墙体,是为保证音响效果设计的不规则多边形。“剧院的灵魂是音响。”大剧院副院长王争鸣说,但音响师眼中的完美墙体,通常是建筑师眼中难看的怪物。如何能让大剧院看上去美观,听起来也上乘呢?弧形金属网解决了问题,演出的声音可以透过金属网直达按照声学要求设计的墙体,再反射回来,使得混响时间达到了1.6秒的极佳效果。视觉的弧形和听觉空间的多边形,完成了声学和美学的完美结合。站在舞台上撕张纸,位于4层站席上的观众也能听得清清楚楚。
       亮点
       *乐池可降到地下,能容纳超大型的120人4管乐队。
       *舞台上可设全国唯一的倾斜芭蕾舞台板。台板倾斜度可调节,与地面最大倾斜角度6度。在这种角度下,不仅舞者感觉舒适,观众也可以看清足尖的表演。
       *车台互换技术世界领先,舞台后面的部分是车台,它可以前进、后退、旋转,当主舞台下降时,车台可以推到前面来。
       
       音乐厅观众席环绕舞台四周
       音乐厅用于演奏大型交响乐和民乐。洁白肃穆,色调风格宁静、清新而高雅,共有2019个席位。
       一进音乐厅,记者先是一愣。怎么舞台放在了观众席中央,甚至比观众席还低?据国家大剧院副院长王争鸣介绍,这种环形设计可以增加座位数。此外,通常舞台背后的那块位置安放了180个座位,这既可以成为演出中合唱队的坐席,也可以让观众一睹指挥的风采。
       音乐厅另一个独特的设计就是带有抽象浮雕的天花板。天花板由168块2厘米左右厚的混凝土掺玻璃纤维的水泥板组成。大剧院工作人员把这水泥板上的浮雕叫作“音乐波”。它好像是海边的沙滩倒挂在顶棚上,沙滩上还有一道道车辙和自然的印迹。据介绍,这组浮雕是在设计师指导下,由中央美院的教师和学生在细沙上用手拍、按出来的形状,再经过灌模、浇筑才形成。音乐波顶棚不仅好看,更有利于声音的反射和扩散。
       亮点
       *主观众席对面的墙上,安装了国内最大的管风琴。它的声管达6500根之多,最粗的管直径80厘米、最细的只有小拇指那么细,能满足各种不同流派作品演出的需要。
       *音乐厅墙面凹凸不平,这是为了满足声学效果的需要,在墙裙以下,还有MLS数字扩散墙。看起来有如站立起来的钢琴琴键,其凹凸的尺寸和形状是精心计算得出的。
       *音乐厅声反射罩像锅底或龟背,它是为配合环形观众席而设计,可以让声音向四面八方反射,也被称作龟背反声板。
       戏剧场 最远观众可看清演员表情
       戏剧场以上演戏曲、话剧等为主,共有1035个席位。具有浓郁民族色彩的丝布墙面体现出戏剧场亲切、热烈而传统的气氛。
       这个剧场不大,舞台却是世界上最复杂的舞台,有13个升降块和2个辅助升降台,它们可以整体边旋转边升降,也可以分别单独升降,构成了“鼓筒式”转台。由于话剧、戏曲表演不仅有肢体语言,还靠演员面部的细微表情传神,因此戏剧场主要向纵向发展,二层中间位置到舞台大幕线的视距仅有22米,就连最远处的观众也可以看清演员的表情。
       七大技术难题
       从2001年12月13日国家大剧院正式开工建设到现在基本落成,经历了近6年的时间。全程参与此项建设的国家大剧院副院长王争鸣告诉我们,在建设过程中曾克服了七大技术难题。
       难题一:6750吨钢梁架起中国第一大穹顶。国家大剧院的壳体结构由一根根弧形钢梁所组成,是目前中国跨度最大的壳体钢结构建筑。如此巨大的钢架结构中间没有一根柱子支撑,重达6750吨的钢结构完全可以依靠自身的力学结构体系来保证安全稳定。它对壳体的整体稳定性、整体刚度和抗震、抗风荷载、抗雪荷载及拼接、安装等都有很高的技术要求。
       难题二:超深基础施工。国家大剧院地下最深达到32.5米,是目前北京地区公共建筑最深的地下工程。这对基坑支护、排水、防水、抗浮等方面要求都很高。为了解决这一难题,工程技术人员经过了精密的调研,最终确定了打造一道深达41米的“地下连续墙”的解决方案。经过测算,国家大剧院开挖后对邻近的人民大会堂、地铁站、居民房都没有影响,达到了预期的目标。
       难题三:钛金属板的安装。大剧院的壳体表面钛金板面积达3万平方米,由18398块钛金属板组成。由于是椭圆体、双曲面,所以每块钛板的形状、角度、弧度各不相同,加之钛金属板的厚度只有0.44毫米,因此对加工、制作、安装技术要求很高。经过计算机精确地计算,工厂精密地加工,现场精准地安装,这一艰巨任务最终圆满完成。
       难题四:石材全部国产。大剧院共使用了20多种天然石材,全部来自国内十几个省市,石材铺设总面积达十万多平方米,如此大规模的建筑工程全部使用国产石材尚属首次。大剧院工程人员坚持使用国产石材,历经多年、几经周折才全部找到吻合设计师理念的石材。
       
       难题五:大剧院3个剧场总共能容纳5500人左右,加上演职人员,最多时达7000人。
       由于剧院四周被一个巨型露天水池所围,因此一旦发生火灾等突发事件,如何迅速将7000人安全撤离,是一个棘手难题。
       据介绍,国家大剧院的消防疏散通道是按1.5万人能迅速撤离的标准设计的。其中,在地下3米和7米处,各有疏散通道8到9处,它们从巨型水池底下穿过,直通外部广场。通过这些通道,观众可在4分钟之内全部安全疏散,这比消防条例中规定的6分钟还短。
       此外,在剧院与露天水池之间有一条宽达8米的环形消防通道,可容纳两辆消防车并排通行,同时还留有两米宽的人行通道,这样消防人员与被疏散人员可以各走各的路,互不干扰。
       难题六:信号全覆盖和剧场信号控制。针对不同时段、不同需要,可以对剧院内全球通、联通等各种不同通信信号进行控制,收放自如。
       难题七:冬天不结冰,夏天不长藻,四季碧水环绕。国家大剧院壳体外围水池采用“中央液态冷热源环境系统”控制,保证了水温的冬暖夏凉,从而使水池冬天不结冰,夏天不长藻。同时水池还可通过全自动过滤器滤去池水浊物,水质可以达到游泳馆的水质标准。
       (综合《望》新闻周刊2007年第40期、9月18日《北京日报》,孙晓胜为《望》新闻周刊记者,李洋、贾薇为《北京日报》记者。标题有改动)
       访谈
       国家大剧院设计师保罗·安德鲁:它是属于大众的
       演出开始前,设计师安德鲁的身影出现在大厅里。这些天来,他几乎每天都要到大剧院走走、看看。对于这件作品,他倾注了太多的心血。安德鲁是法国著名建筑设计师,他的第一件作品——巴黎戴高乐机场候机楼便让全世界记住了他的名字。40年来,安德鲁设计的作品屡获国际建筑大奖:法国巴黎“新凯旋门”德方斯的大拱门、日本大阪海洋博物馆、英法海底隧道法方终点站……
       记者:中国国家大剧院在你设计的作品中,排在什么位置?
       安德鲁:最重要的位置。我生平设计很多,设计过飞机场,设计过海洋博物馆,手笔也都不算小,但是,它们又怎能跟中国国家大剧院相比呢!(笑)
       记者:很早就有这么一种疑问,说这么一座有现代感的大剧院矗立在古都中心,似乎与周边建筑风貌不大协调,你怎么看?
       安德鲁:古老的建筑在古老的城市中有不可替代的价值,但古老的城市也应该能够容纳新的元素,只不过两者需要和谐。
       国家大剧院在精神上和北京的古老建筑是相通的。它外围的水面、树木和附近的红墙是有呼应的,它的风格是宁静的,它讲究对称美,它并不炫耀自身的独立,而是融入在整体空间里。当然,它在保留传统精神的同时,也是向前看的。它的材料、设计和功能都是现代化的。这又是一个非常现代化的建筑。
       如果站在北海的白塔上向这边望,无论晴空万里还是乌云密布,你会发现它和周边建筑是协调的,它很美。
       记者:设计大剧院,有没有融入你的某种理想?
       安德鲁:站在长安街上看大剧院,它像一个两边拉开幕布的舞台,街上的行人全是它的观众。这是我的理想。这里不只是一个看演出的地方,也不是只面对买得起票的人开放,而是要对所有人开放,它是属于大众的!(李智勇)
       (摘自9月28日《人民日报》,作者为该报记者)。