国家大剧院7大建筑难题揭秘

根据法国**建筑师保罗·安德鲁的构想，国家大剧院建成后的景观如下：巨大的绿色公园内，一泓碧水环绕着椭圆形的银色大剧院，钛金属板和玻璃制成的外壳与昼夜的光芒交相辉映，色调变幻莫测。歌剧院的四周是部分透明的金色网状玻璃墙，顶上是从建筑内部能够看到的天空。有人将建成后大剧院的外形形容为“一滴晶莹的水珠”。

      然而，要把法国建筑师的作品从图纸变成现实，却并不那么容易。建筑屋面呈半椭圆形，整个建筑漂浮于人造水面之上，行人需从一条80米长的水下通道进入演出大厅。由具有柔和的色调和光泽的**大跨度达212米的钛金属覆盖只有0.44毫米厚！可见其技术难度有多大。

     面对一系列的技术难点，施工者是怎样解决的呢？王争鸣介绍说，就现在的建筑水平来说，许多技术难题并不是没有方案解决，难就难在尽可能少花钱，找到**优解决方案。 

     难题一：超深基础施工

     大剧院地基**深处达32.5米，是目前全国公共建筑中基础**深的，对防水、抗浮及支撑防护提出很高的要求。

     在地基施工时为避免不断渗出的地下水影响施工，需要进行“降水”，即不停地将地下水抽走。这样一来，一个问题随之发生：不断抽取地下水，将在大剧院一带的地下形成一个“地下水漏斗”，并以其为圆心和顶点向四周扩散，由于缺少地下水的“支撑”，干燥的土壤势必会被压缩，发生沉降，并导致地基下陷。由于人民大会堂与大剧院近在咫尺，其地基将可能发生沉降，甚至还可能导致人民大会堂地面建筑出现裂缝。而这是**不允许的。

     施工人员的解决方案是打造了一道达60米深的“地下连续墙”，即用混凝土从**高地下水位直到地下60米岩石层处，砌了一道密封的地下隔水墙，将地基围得严严实实，像一个巨大的“水桶”，水泵就在“水桶”里面抽水。这样，无论地基里怎么抽水，隔水墙外地下水也不会受施工影响，人民大会堂地基土壤层的地下水也就不会受到丝毫影响，难题迎刃而解。

     难题二：钢网架结构

大剧院的屋顶是个椭圆大穹体，其内部骨架由钢结构焊接而成，东西轴跨度212米、南北轴跨度144米，周长达6000多米，可以将北京工人体育场整个罩住，重达6750吨，是国内建筑之**。这样一个钢网架结构的施工难度极大，对其不变形、稳定性、抗风载、抗荷载、抗震等各方面都提出了很高的要求。由于在国内从未有过这样巨型的钢网架结构施工的经验，有些问题只能在摸索中解决。

     难题三：屋面的安装

     大剧院的屋面有36000平方米，主要由钛金属板和玻璃板拼装而成。钛金属强度大，耐腐蚀，且色泽好，是一种主要用于制造飞机等航空器的金属材料。屋面将由10000多块约2平方米大小的钛板拼装而成。由于安装角度总在变化，每一块钛板都是一个双曲面，面积、尺寸、曲率都不同。钛金属板的厚度只有0.44毫米，既轻且薄，如同一张薄薄的纸，因此下面必须有一个由复合材料制成的衬层，每一块衬层也将切割成与上面的钛金属板同样大小，因此这个工作量和工作难度都极大。

     目前，在国际上还没有这么大面积在建筑屋面使用钛金属板的。日本的建筑使用钛板的较多，这一次大剧院将委托日本的一家厂商来制作钛金属板。

     难题四：快速安全撤离

     国家大剧院三个剧场总共能容纳5500人左右，加上演职人员**多时达7000人，由于国家大剧院独特的设计，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名观众从这个四周被水包围的“蛋壳”里安全撤离，在设计之初，就是设计师们需要解决的棘手难题。

     实际上，国家大剧院的消防疏散通道**终是按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，各有观众疏散通道8到9处，它们从巨型水池底下穿过，直通外部广场。观众通过这些通道，能够在4分钟之内全部安全疏散，这比消防条例中规范的6分钟的时间还要短。

     此外，在剧院与露天水池之间设计有一条宽达8米的环形消防通道，相当宽敞，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，消防队员可通过消防通道及时到达着火点，这样消防人员与被疏散人员可以各走各的路，互不干扰。