國家大劇院建筑結(jié)構(gòu)

大跨度建筑分析

AnalysisofLongSpanConstruction

——中國國家大劇院

目錄·建筑簡紹·建筑構(gòu)成·建筑材質(zhì)分析·室內(nèi)裝飾分析·建筑介紹

中國國家大劇院位于北京市中心天安門廣場西，人民大會堂西側(cè)，西長安街以南，由國家大劇院主體建筑及南北兩側(cè)的水下長廊、地下停車場、人工湖、綠地組成，總占地面積11.89萬平方米，總建筑面積約16.5萬平方米，其中主體建筑10.5萬中國國家大劇院標(biāo)志平方米，地下附屬設(shè)施6萬平方米?？偼顿Y額26.88億人民幣。大劇院外觀夜景

主體建筑由外部圍護(hù)鋼結(jié)構(gòu)殼體和內(nèi)部2091個坐席的歌劇院(含站席2398)、1859個坐席的音樂廳(含站席2017)、957個坐席的戲劇院(含站席1040)、公共大廳及配套用房組成。外部圍護(hù)鋼結(jié)構(gòu)殼體呈半橢球形，平面投影東西方向長軸長度為212.20米，南北方向短軸長度為143.64米，建筑物高度為46.285米，基礎(chǔ)埋深的最深部分達(dá)到-32.5米。橢球形屋面主要采用鈦金屬板飾面，中部為漸開式玻璃幕墻。橢球殼體外環(huán)繞人工湖，湖面面積達(dá)35500平方米，各種通道和入口都設(shè)在水面下。國家大劇院高46.68米，比人民大會堂略低3.32米?！そㄖ艣r順臺階下到地下5米進(jìn)入大劇院，當(dāng)然兩則也有無障礙車道人大劇院的進(jìn)入口.

國家大劇院工程于2001年12月13日開工，于2007年9月建成。國家大劇院由法國建筑師保羅·安德魯主持設(shè)計，設(shè)計方為法國巴黎機(jī)場公司。國家大劇院建筑屋面呈半橢圓形，由具有柔和的色調(diào)和光澤的鈦金屬覆蓋，前后兩側(cè)有兩個類似三角形的玻璃幕墻切面，整個建筑漂浮于人造水面之上，行人需從一條80米長的水下通道進(jìn)入演出大廳。大劇院造型新穎、前衛(wèi)，構(gòu)思獨特，是傳統(tǒng)與現(xiàn)代、浪漫與現(xiàn)實的結(jié)合。國家大劇院內(nèi)有四個劇場，中間為歌劇院、東側(cè)為音樂廳、西側(cè)為戲劇場，南門西側(cè)是小劇場，四個劇場既完全獨立又可通過空中走廊相互連通。公共大廳的地板鋪著20多種顏色不一、花紋各異的名貴石材，公共大廳天花板由名貴木材拼貼成一片片“桅帆”，木質(zhì)的紅色深淺不一，明暗相間。來自法國的著名畫家阿蘭·博尼用超過20種不同的紅色點染大劇院的各個部分。整個大劇院的墻面絲綢鋪設(shè)面積達(dá)到4000平方米。·建筑構(gòu)成國家大劇院主體建筑為獨特的超橢球形鋼結(jié)構(gòu)殼體。殼體表面由鈦金屬板和超白透明玻璃共同組成，兩種材質(zhì)的巧妙拼接呈現(xiàn)出唯美的曲線，營造了舞臺帷幕徐徐拉開的視覺效果。

殼體外圍被水色蕩漾的人工湖環(huán)繞，湖水如同一面清澈見底的鏡子，波光與倒影交相輝映，共同托起這個巨大而晶瑩的建筑。·外部景觀大劇院的夜間照明.大劇院在白天外觀.

大劇院建筑屋面呈半橢圓型,由鈦金屬板覆蓋,前后兩側(cè)有兩個類似三角形的漸開式玻璃幕墻切面,整個建筑漂浮于人造水面之上.國家大劇院主體建筑鋼結(jié)構(gòu)超橢球體殼為一個超大空間殼體，殼體是經(jīng)過精確數(shù)字計算得出的系數(shù)為2.24的超級橢球，它集建筑、材料、設(shè)備等高科技于一身，其外圍護(hù)裝飾板面積約36000m2。巨大的殼體是建筑與結(jié)構(gòu)的融合體、墻面與頂面渾然一體沒有界限。整個鋼殼體由頂環(huán)梁、鋼架構(gòu)成骨架，148榀(其中102榀不露明，46榀露明)弧形鋼架呈放射狀分布，鋼架之間由連桿、斜撐連接，殼體鋼架從外觀看似是落在水中，實際上下部是支撐在3m寬>2m高的巨大混凝土圈梁上。設(shè)計考慮到方便施工及加工周期問題，殼體鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件盡量標(biāo)準(zhǔn)化，并易于裝配?！ぶ黧w結(jié)構(gòu)

大劇院建筑屋面呈半橢圓型,由鈦金屬板覆蓋,前后兩側(cè)有兩個類似三角形的漸開式玻璃幕墻切面,整個建筑漂浮于人造水面之上.

鈦金屬板

大劇院殼體除部分為玻璃幕墻外，其它均為鈦金屬復(fù)合板裝飾總面積約30800m2，每塊尺寸約2000mm>800mm>4mm的鈦板(0.3mm鈦板+3.4mm氧化鋁+0.3mm不銹鋼)，共使用了20000多塊。鈦金屬板最外層的0.3mm“貼膜”鈦金屬是日本進(jìn)口的，并對其進(jìn)行了特殊氧化處理以經(jīng)得起將來的清洗。其特點為化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定常態(tài)下不易被氧化、表面金屬光澤極具質(zhì)感、自重輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、15年不變顏色。目前在國際上還沒有這么大面積在建筑物表面使用鈦金屬板的先例?！げ馁|(zhì)分析大劇院的的多層結(jié)結(jié)構(gòu)和功功能廳.從滿足功功能(防水、保保溫、聲聲學(xué)、消消防排煙煙等)及美觀效效果方面面出發(fā)，，殼體的的不同層層次構(gòu)造造都是經(jīng)經(jīng)過精心心設(shè)計的的，共分分六層材材料(從外向內(nèi)內(nèi)的順序序)：鈦板(外裝飾)、錘紋鋁鋁鎂合金金板(防水)、16kg／m3長玻璃纖纖維棉(保溫)、2mm鋼板(襯板)、100kg／m3K13粉末(吸音)和紅木吊吊頂(內(nèi)裝飾)。主要構(gòu)構(gòu)造為主主鋼梁梁上的調(diào)調(diào)節(jié)牛腿腿固定檁檁條及次次檁一條條，在次次檁條上上固定2mm鋼襯板及及T型碼，在在2mm襯板上粘粘貼固定定長玻璃璃纖維保保溫層，，其上為為固定在在T型碼上防防水板的的，T型碼上再再固定三三次檁條條，最外外層的鈦鈦板固定定在三次次檁條上上，2mm襯板內(nèi)層層噴K13的吸音材材料，在在主鋼梁梁內(nèi)側(cè)固固定鋼龍龍骨安裝裝紅木吊吊頂。劇場內(nèi)的的弧形樓樓梯.殼體內(nèi)層層的裝飾飾，關(guān)系系到整體體空間的的建筑效效果，因因此對深深紅色木木質(zhì)表面面的選擇擇也經(jīng)過過了仔細(xì)細(xì)推敲。。為此從從技術(shù)和和美學(xué)的的角度研研究了非非洲和南南美的樹樹種，最最終選定定非洲巴巴度紅木木貼皮并并經(jīng)防火火處理的的木條(寬120mm)，板厚約約13mm(0.6mm的木皮+12mm多層阻燃燃板)木條之間間留有30mm空隙，用用以解決決聲學(xué)和和回風(fēng)(在殼體內(nèi)內(nèi)側(cè)紅木木吊頂與與襯板之之間西南南和東南南側(cè)為回回風(fēng)口)的技術(shù)問問題。鈦板外側(cè)側(cè)水平環(huán)環(huán)向沿板板縫設(shè)有有清洗軌軌道，鈦鈦板縫中中布置了了由下部部引上的的清洗水水管，并并在相應(yīng)應(yīng)位置預(yù)預(yù)留了接接管點，，可直接接用軟管管清洗。。清洗保保潔人員員可通過過室內(nèi)歌歌劇院頂頂部的預(yù)預(yù)留人孔孔，上達(dá)達(dá)殼體玻玻璃與紅紅木吊頂頂內(nèi)，然然后沿檢檢修馬道道至殼體體頂部的的排煙窗窗，由排排煙窗上上至殼體體外部，，利用可可沿軌道道滑行的的活動梯梯子，進(jìn)進(jìn)行日常常的維護(hù)護(hù)和清理理工作。。殼體上均均勻設(shè)置置了92個電動開開啟的排排煙窗，，既解決決了消防防排煙，，又能自自然通風(fēng)風(fēng)。設(shè)計根據(jù)據(jù)古城門門的門釘釘，沿鈦鈦板豎向向縫隙點點綴了上上萬個裝裝飾蘑菇菇頭，其其中506個是有夜夜間LED照明效果果的蘑菇菇燈。并并通過蘑蘑菇頭做做防雷系系統(tǒng)與鋼鋼構(gòu)件連連接，直直到接地地。玻璃玻璃幕墻墻通過鋁鋁合金梁梁(轉(zhuǎn)接接件)與與主鋼架架牛腿連連接。國國家大劇劇院玻璃璃幕墻與與鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)連接與與普通幕幕墻不同同，它的的轉(zhuǎn)連接接是用螺螺栓連接接(一般般其他工工程為焊焊接)，，轉(zhuǎn)接件件本身即即為裝飾飾件，無無需再單單獨裝飾飾鋁扣板板?！そ饘倬W(wǎng)建筑師利利用金屬屬網(wǎng)的通通透性，，使簡單單厚重的的建筑結(jié)結(jié)構(gòu)在視視覺上形形成為多多維空間間，輕盈盈簡捷又又不失空空間的縱縱深感站站在殼體體的公共共空間內(nèi)內(nèi)，人們們可以看看到弧形形的金屬屬網(wǎng)從高高處垂下下，將歌歌劇院與與殼體公公共空間間分隔開開來隱隱隱透出淡淡黃色人人們可以以透過金金屬網(wǎng)看看到歌劇劇院環(huán)廊廊內(nèi)人們們活動的的場景，，若隱若若現(xiàn)，朦朦朧而神神秘，激激發(fā)人們們的好奇奇、想象象和思索索。建筑筑師充分分利用了了金屬網(wǎng)網(wǎng)的特點點來提升升室內(nèi)的的裝飾效效果。金屬網(wǎng)構(gòu)造其其縱向采用5根φ2mm不銹鋼繩索索間距77mm，橫向向用φ3.5mm鋁鍍金金色單纖絲桿桿，間距11mm透過歌劇院的的金屬網(wǎng)看外外景·GRG裝飾板板GRG是以天天然改良石膏膏為凝膠材料料，以玻璃纖纖維為增強(qiáng)材材料加細(xì)集料料和水制成成的預(yù)制式新新型裝飾板材材。其特點是是可隨意造造型可完全全發(fā)揮建筑師師的想象力，，滿足藝術(shù)的的追求。它們們具備不變形形、質(zhì)量輕、、強(qiáng)度高、防防火環(huán)保、聲聲音效果好板板材表面光潔潔細(xì)膩等特點點。建筑師充充分利用其特特點在大劇院院內(nèi)許多部位位應(yīng)用了這種種材料。板與結(jié)構(gòu)墻連連接方式：預(yù)預(yù)制板四周及及中間為了加加強(qiáng)板的強(qiáng)度度及預(yù)埋件需需要都設(shè)置了了加強(qiáng)肋，在在四周每邊預(yù)預(yù)埋鋼板板通通過轉(zhuǎn)接件與與結(jié)構(gòu)墻固定定的角鋼連接接。·石材國家大劇院室室內(nèi)、外裝修修使用的石材材有幾大特點點：品種多、、全部國產(chǎn)稀稀有品種規(guī)格格偏大。又如大劇院以以蘭花草手法法處理的建筑筑符號貫穿于于整個裝修內(nèi)內(nèi)，在柜臺(售票、咖啡啡、服務(wù)等柜柜臺)_石材材裝飾板上也也充分體現(xiàn)出出來，具體做做法先將太白白青石材磨光光后用1mm鋼板做成蘭蘭花草圖案的的模具鋪在磨磨光石材上進(jìn)進(jìn)行燒毛處理理，這樣處理理后石材板上上未做燒毛處處理的是黑亮亮色蘭花草葉葉效果頗具藝藝術(shù)感。·藝術(shù)燈具建筑的照明已已被越來越多多的建筑師所所重視，它已已成為建筑創(chuàng)創(chuàng)作中不可缺缺少的重要環(huán)環(huán)節(jié)，一個好好的建筑師在在建筑創(chuàng)作中中就應(yīng)把選用用何種建筑裝裝飾材料、建建筑風(fēng)格和需需要何種照明明放在一起綜綜合考慮。在國家大劇院院設(shè)計中，無無論是室外還還是室內(nèi)，建建筑師親自參參與了光源及及燈具的設(shè)計計，把燈具視視為工程設(shè)計計的一種建筑筑裝飾材料，，從傳統(tǒng)的設(shè)設(shè)計方式跳出出來，用一種種新的思路重重新審視燈具具與建筑的完完美結(jié)合方式式。建筑師最最大的愿望，，是讓燈具變變成一件雕塑塑品，產(chǎn)生視視覺美感，創(chuàng)創(chuàng)造優(yōu)美的藝藝術(shù)效果。歌劇院里燈光光璀璨·公共區(qū)域設(shè)計手法一建建筑符號國家大劇院運運用設(shè)計符號號學(xué)理論，對對建筑中的造造型、色彩、、材料進(jìn)行了了巧妙的應(yīng)用用。橄欖廳墻面石石材之間磨砂砂玻璃上的不不銹鋼鏡面蘭蘭花草與上部部深色蘭花草草欄板相互映映襯通過水下長廊廊就進(jìn)入橄欖欖廳·水下長廊入口口大劇院南部入入口與北部入入口“水下走走廊”一起延延伸至地下6m之處，觀眾通通過水下長廊廊進(jìn)入大劇院院。北側(cè)主入入口為80米長的水下長長廊。南側(cè)入入口和其它通通道也均設(shè)在在水下。觀眾眾進(jìn)入大劇院院時會發(fā)現(xiàn)他他們的頭頂之之上是一片淺淺淺的水面。。在入口處設(shè)設(shè)有售票廳，，水下長廊的的兩邊設(shè)有藝藝術(shù)展示、藝藝術(shù)品商店等等服務(wù)場所。。國家大劇院院北入口與北北京地鐵1號線天安門西西站相連，并并有能容納1000輛機(jī)動車和1500輛自行車的地地下停車場。。根據(jù)安德魯魯?shù)脑O(shè)計大劇劇院從長安街街后退了70米，空出70米全部變成綠綠地。·歌劇院：金屬屬網(wǎng)包出“稻草屋”歌劇院內(nèi)部也也用這樣的金金屬網(wǎng)包裹著著，但看上去去卻不覺得有有金碧輝煌的的冰冷，聲音音穿過金屬網(wǎng)網(wǎng)后再反射回回來，形成““自然聲”，，這樣就形形成了視覺的的弧形和聽覺覺空間的多邊邊形，做到了了建筑聲學(xué)和和劇場美學(xué)的的完美結(jié)合。。即使在沒沒有麥克風(fēng)的的條件下，舞舞臺上的聲音音，臺下各個個角落的觀眾眾都能聽到。。觀眾廳后墻是是回聲的主要要發(fā)源地，在在后墻做了足足夠的寬頻帶帶吸聲材料，，為了與觀眾眾廳裝修風(fēng)格格協(xié)調(diào)具體構(gòu)構(gòu)造，紫紅色色絲布后面為為玻璃絲棉吸吸聲材料大劇院主廳十十分寬廣：金屬網(wǎng)裝飾墻墻面歌劇院觀眾廳廳內(nèi)墻面裝修修采網(wǎng)格狀金金屬網(wǎng)裝飾其其橫向為φ2.5mm不銹鋼鋼絲鉸鉸線(緯線)間距6mm縱向為φ2.5mm鋁合金棍(經(jīng)線)間距8mm從設(shè)計方面主主要考慮二點點聲學(xué)及裝飾飾效果·音樂廳：建筑筑和聲學(xué)的完完美結(jié)合音樂廳吊頂音樂廳觀眾廳廳的平面形狀狀是稍有弧度度的鞋盒型，，它可提供豐豐滿而渾厚的的音質(zhì)。觀眾眾座席圍繞演演奏臺布置，，即樂隊和伴伴唱演員在中中間，觀眾在在周圍，在空空間上形成對對演奏臺中心心的圍合。這這樣的布局最最大限度保證證了觀眾聽到到均勻的自然然聲。觀眾廳周邊以以扁而寬的橢橢圓形柱廊環(huán)環(huán)繞，在柱子子背后有耦合合空間，可提提供晚期的混混響時間。觀觀眾廳的高度度和形狀確保保了有足夠的的體積，因而而混響時間自自然可得到滿滿足。完美的天花板板音樂廳的天花花板像形狀不不規(guī)則的白色色浮雕像一片片起伏的沙丘丘，又似海浪浪沖刷的海灘灘，有利于聲聲音的擴(kuò)散。。為了達(dá)到聲聲效的完美，，在頂棚的下下面還懸掛了了一面由清華華大學(xué)學(xué)生親親手用玻璃纖纖維混凝土做做得龜背形狀狀的集中式反反聲板，它的的作用是將聲聲音向四面八八方散射。GRC墻板GRC是由抗抗堿玻璃纖維維、石英砂和和高強(qiáng)水泥按按一定配比，，使用模具(噴射)制作作，一體成型型。其特點與與GRG類似似：質(zhì)量輕、、防火環(huán)保、、聲音效果好好，使用壽命命長、安裝方方面等特點。。板的圖案樣樣式與具體構(gòu)構(gòu)造同前GRG墻板類似似。音樂廳的墻面面與吊頂在材材質(zhì)方面達(dá)到到了整體統(tǒng)一一，同時較硬硬材質(zhì)的材料料在低頻維持持較長的混響響，且GRC起伏的墻面面對音樂廳的的演奏聲音起起到漫反射的的作用，既兼兼顧了功能，，又兼顧了美美觀。MLS聲學(xué)墻墻樂隊演奏臺周周圍的墻是聲聲學(xué)墻，即按按照數(shù)學(xué)理論論精確地計算算出來的墻面面凹凸形狀，，縮寫術(shù)語稱稱為“MLS”，原意為“MathematicsLengthSequence”，此墻的作用用是，高度擴(kuò)擴(kuò)散反射，它它可使樂師們們有良好的相相互聽聞，讓讓聲音均勻、、柔和地反射射、擴(kuò)散保證證坐在每個位位置的觀眾，，都能聽到同同樣優(yōu)質(zhì)的聲聲音。凹凸墻墻體的構(gòu)造為為用雙層木板板(12mm>2厚)做出凹凸形形狀，凸出部部位里邊為密密實的玻璃絲絲棉?！騽觯翰馁|(zhì)質(zhì)多重展示戲劇場是國家家大劇院最具具民族特色的的劇場，以中中國紅為主色色調(diào)，真絲墻墻面烘托出傳傳統(tǒng)熱烈的氣氣氛。主要上上演話劇、歌歌劇、地方戲戲曲等演出。。戲戲劇場觀眾廳廳設(shè)有池座一一層和樓座三三層，共有1035個席位（含站站席）。戲劇場觀眾廳廳墻面采用與與音樂廳舞臺臺墻面類似的的聲擴(kuò)散墻面面，看上去象象凸凹起伏的