北京西長安街路南，緊臨人民大會堂西側(cè)，是一個熱火朝天的大工地。2004年，耗資26億、可容納5500名觀眾的國家大劇院將在這里與人民大會堂比肩而立。屆時，這只“漂浮”在水里、最大跨度達212米的銀白色“蛋殼”，將以其迥異于周邊建筑的設(shè)計風格，成為長安街上一道獨特的風景。

然而，要把法國建筑師的作品從圖紙變成現(xiàn)實，卻并不那么容易。從設(shè)計到施工，工程技術(shù)人員隨時都會遇到一些難題和挑戰(zhàn)。就這些難題，國家大劇院工程業(yè)主委員會委員、建設(shè)部設(shè)計院原總建筑師周慶琳日前接受了記者的采訪。

難題一：如何讓人民大會堂不受施工影響?

一般建筑物在進行地基施工時，為避免不斷滲出的地下水影響施工，都要進行“降水”，即不停地將地下水抽走，確保地基施工工地不受影響。

國家大劇院地基很深，一般要打到地下26米左右，最深處達32米。為避免被滲出的地下水“水淹三軍”，國家大劇院在地基施工時同樣需要進行“降水”。這樣一來，一個問題隨之發(fā)生：

不斷抽取地下水，將在國家大劇院一帶的地下形成一個“地下水漏斗”——土壤中地下水的分布，像一個放在水里的“尖頂斗笠”，因為滲進“斗笠”的水被不斷抽走，所以“斗笠”里總是干的。

這個“斗笠”以國家大劇院為圓心和頂點向四周擴散，“斗笠”之內(nèi)，由于缺少地下水的“支撐”，干燥的土壤勢必會被壓縮，發(fā)生沉降，并導致地基下陷。由于人民大會堂與國家大劇院近在咫尺，而國家大劇院的地基又相當之深，所以抽取地下水形成的“斗笠”范圍很大，附近的人民大會堂地基也在“斗笠”范圍之內(nèi)，由此造成的后果是，作為國家標志性建筑的人民大會堂，其地基將發(fā)生沉降和下陷，嚴重者，還可導致人民大會堂地面建筑出現(xiàn)裂縫。而這是絕對不允許的。

如何既讓國家大劇院在地基施工時不被“水淹三軍”，又能確保附近人民大會堂地基的安全，成了擺在施工人員面前的第一道難題。

一道深達40米的地下圍墻，最終幫助人們解決了這個問題。說白了，是用一個“小口的水桶”取代了“大口的斗笠”。

在國家大劇院的地基外圍，工程人員用混凝土從最高地下水位直到地下40米處，砌了一道密封的地下隔水墻，將地基圍得嚴嚴實實。這樣，無論地基里怎么抽水，隔水墻外地下水的分布就像一個漂在水里的“小口水桶”，始終沿著墻體自上而下分布，不會形成一個開口很大，波及范圍很廣的“斗笠”，人民大會堂地基土壤層的地下水當然就不會受到絲毫影響，難題迎刃而解。

難題二：突發(fā)事件時7000觀眾如何安全撤離?

國家大劇院三個劇場總共能容納5500人左右，加上演職人員最多時達7000人，由于國家大劇院獨特的設(shè)計，劇院四周被一個巨形露天水池所圍。因此，一旦發(fā)生火災等突發(fā)事件，如何迅速將7000名觀眾從這個四周被水包圍的“蛋殼”里安全撤離，在設(shè)計之初，就是設(shè)計師們需要解決的棘手難題。

為確保安全，疏散規(guī)范采用了法國的比較保守的疏散計算方法。實際上，國家大劇院的消防疏散通道最終是按1.5萬人能迅速撤離的標準設(shè)計的。其中，在地下3米和7米處，各有觀眾疏散通道8到9處，它們從巨形水池底下穿過，直通外部廣場。觀眾通過這些通道，能夠迅速從劇院疏散。

此外，在劇院與露天水池之間設(shè)計有一條寬達8米的環(huán)形消防通道，走廊雖然位于地下11.5米處，但卻是露天的，消防通道相當寬敞，可容納兩輛消防車并排通行，同時還留有兩米寬的人行通道，消防隊員可通過消防通道及時到達著火點，它的存在，將為人們的安全撤離贏得時間。

難題三：“大蛋殼”屋頂如何制作?

國家大劇院“蛋殼”形的屋頂最大跨度達212米，跨度之大，世界罕見。其內(nèi)部骨架由鋼結(jié)構(gòu)焊接而成，外部面層則大量采用了鈦金屬板這種主要用于制造飛機等航空器的金屬材料，因為鈦金屬板強度大，耐腐蝕，而且色澤好，既薄且輕，所以整個“蛋殼”外層大約由1萬多塊共達3萬平方米的鈦金屬板和6000多平方米的玻璃板拼裝而成。

由于是橢圓造型，故每一塊鈦板和理想尺寸均不相同，安裝角度每個都在變化，給制作及安裝造成了極大的難度。不同的材料，復雜的結(jié)構(gòu)，讓防雨這個簡單的問題也變得復雜起來。

由于鋼結(jié)構(gòu)容易變形，在鋼結(jié)構(gòu)上安裝玻璃就不那么簡單。一方面玻璃要安裝得非常精確，至少不能讓國家大劇院漏雨，可另一方面，裝上玻璃的鋼結(jié)構(gòu)往往會在一段時間內(nèi)產(chǎn)生變形，鋼結(jié)構(gòu)一鬧別扭，原來裝得嚴絲合縫的玻璃，也會變得參差不齊。

工程人員打算分兩步來應對鋼結(jié)構(gòu)的變形。即先裝上中間部位的玻璃，等鋼結(jié)構(gòu)變形完之后，再根據(jù)變形后的尺寸進行安裝。這樣，“沒了脾氣不鬧別扭”的鋼結(jié)構(gòu)自然就會和玻璃緊密團結(jié)在一起了。

此外，由于支撐鈦金屬板的鋼結(jié)構(gòu)中有5000多個結(jié)點要穿過屋頂防水層，所以，如何確保這5000多結(jié)點個個都“滴水不漏”，對施工質(zhì)量也提出了很高的要求。除此之外，還有沒有更好的防水辦法，目前正在探索之中。

難題四：露天水池如何一年四季“春水蕩漾”?

建成后的國家大劇院，四周是碧波蕩漾的水池，壯觀而富有想象力。但冬天水要結(jié)冰，工程人員原本打算在結(jié)冰的水面上開一塊滑冰場，后來考慮到滑冰場各種雜亂無章的設(shè)施容易破壞國家大劇院的整體美感，又打消了這個念頭。可冬季一到，光禿禿的冰面多少有點煞風景。夏天，水草瘋長，一池清水很容易變成一窩“綠湯”，因此，如何讓水池里的水“冬天不結(jié)冰，夏天不長草”，也是一個不得不解決的問題。

經(jīng)過反復論證，控制水池水溫，成了解決這個問題的關(guān)鍵。

冬天，如果能讓水溫始終保證在零度以上，水池中的水自然就不會結(jié)冰;夏季，如果讓水溫足夠低，水池中水草的“瘋長”也會得到抑制。

但大冬天上哪兒去弄那么多熱水呢?同樣，夏季注入水池的冷水也是問題。最后，還是地下水激發(fā)了工程人員的靈感。周慶琳介紹說，因為地熱的緣故，即使在冬天，地下水的溫度也在十幾度左右。國家大劇院為此專門設(shè)計了一套系統(tǒng)，準備通過它抽取地下水，并與水池里的水進行熱交換，始終將露天巨形水池的水溫控制在零度以上幾度左右，如此一來，水池“冬天水不凍，夏天不長草”的目標將基本實現(xiàn)。

同時，為保證池水清潔，池水將進行過濾，以讓池水常年保持在一般居民到戶飲用水的水平。

難題五：國家大劇院如何不當水上漂?

也許人們并不知道，國家大劇院的地基，其實就像一艘巨艦，是漂浮在地下水上的。根據(jù)測算，國家大劇院地基下地下水的浮力能讓重達33萬噸的物體變成“水上漂”，因此，如果不妥善處理好地下水產(chǎn)生的強大浮力，國家大劇院將變成名副其實的“漂在水面上的蛋殼”。

面對這個難題，工程人員通過精密計算，充分利用國家大劇院自身的重量，然后通過回填沙石，確保整個國家大劇院的重量大于地下水的浮力。如此一來，國家大劇院不僅不會“水上漂”，反而像生了根似的十分結(jié)實。

據(jù)周慶琳介紹，目前國家大劇院施工進展順利，地下混凝土工程已經(jīng)完工，地面工程已經(jīng)開始，爭取今年年底完成整個國家大劇院的混凝土施工，明年安裝穹形屋頂?shù)匿摻Y(jié)構(gòu)骨架和“蛋殼”，預計在2004年年底，國家大劇院將投入使用。