建成廣州大劇院中國工程師攻克了哪些技術難關

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出品| 網易新聞學院

作者| 須臾千秋

建築界的「女魔頭」的「點睛之筆」

2002年，伴隨著廣州珠江新城如火如荼的建設，在這片新區的中央急需一座風格新穎的歌劇院作為整座珠江新城的點睛之筆。總是扮演全國改革拓荒者的廣州需要一位前衛的建築師，扎哈·哈迪德需要一個技術一流的工程師團隊和一座實力雄厚的城市來完成創意，雙方一拍即合。

扎哈的圓潤雙礫方案靈感取自珠江江心的海珠石，富於城市內涵。圖片來自網路

沒有任何兩個截面是完全相同，比鳥巢還難建

然而，扎哈的設計歷來以工程難度極高而著稱。這座建築中，僅外立面就包含了59個轉角，101個面，158條稜線，相互傾斜交錯，沒有任何兩個截面是完全相同的。可想而知，其建設難度相比起四四方方的普通摩天大樓高出百倍，甚至比以建造難度高而著稱的鳥巢體育場有過之而無不及。

這樣一座超越時代的建築該如何實施呢？它會不會像扎哈之前的設計一樣永遠停留在紙上？這是一個巨大的挑戰，甚至有媒體稱扎哈又設計了一座「紙上談兵」的建築。

廣州大劇院立面圖。圖片來自網路

第一批構建一度返廠重鑄

到了構件的生產時，人們又發現了新的問題：精度無法達到要求。由於建築的結點非常複雜，難以現場焊接，只能使用整體鑄造的方法進行生產，因此誤差控制難度極高。在進行了拼接嘗試後，第一批構件只得被拉回車間重新鑄造。

天馬行空的設計，工程師卻用了一年畫了圖紙

在機構設計時，與天馬行空的建築師不同，工程師們必須嚴謹地考慮諸多因素：建築能抵抗多大的地震？颱風來了，建築能承受多強的颱風？建築凹凸極不規則的外表面結構穩定性如何，會不會存在某一個薄弱點「命門」，一下子毀了整個建築？

極其複雜的結點形式無法採用桿件直接焊接聯結，只能使用整體鑄造構件，誤差控制難度極高。圖片來自紀錄片《為中國而設計》。

工地更複雜：5台最先進吊裝機+490名焊工

嚴密的工廠是一回事，複雜的工地是另一回事。為了高效地實現建造，整個工地內有五部當時世界上最先進的吊裝機，最大的能夠吊起450噸的重量。構件運到工地後，先進行預拼裝，並進行GPS定位控制。最後由490名焊工進行現場焊接。層層控制，逐級把關。

450噸吊裝機，與其相比人顯得十分渺小。圖片來自網路。

用內牆壁自身構造聲學結構，帶來震撼的聽覺效果

除了外形和結構上的難度和創新以外，廣州大劇院還打破了一直以來歌劇院的慣例。整個劇院內部採用曲線設計，與一般劇院的方形空間截然不同。在歌劇演奏時，這種生動的曲線空間成為了歌劇的一部分，為觀眾帶來了極為震撼的聽覺效果。但同時，扎哈的室內設計也為工程師們帶來了新的難題：聲學控制。

中國聲學工程師開始提出，使用國際上通用的「反射板」技術來增強音響效果，但遭到了扎哈的強烈反對。顯然，懸掛反射板會破壞劇院的完美曲線，使得這一優雅的設計失去獨特性。

為了在不破壞室內曲線的前提下讓觀眾聽到最完美的音效，最終，聲學工程師大膽嘗試了利用內牆壁自身構造聲學結構的方案。這種方案將觀眾席和建築內牆本身當作「反射板」，經過精密的計算，將最佳的聲學效果反射到觀眾耳邊。

一場「瘋狂的建築行動」

2010年，這座被譽為「迄今為止最迷人的歌劇院」終於建成。始終關注著工程進展的扎哈欣喜之極。一貫性格古怪、極少稱讚他人的扎哈·哈迪德也不由得豎起了大拇指，中國的工程師團隊獲得了國際認可。

更重要的是，工程師們從此積累起了寶貴的經驗，有經驗克服更多「無法攻克的難題」。

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