国家大剧院壳体屋面到底分几层？

大剧院壳体屋面分金属屋面和玻璃幕墙两部分，共4万多平方米，其中金属屋面3.4万平方米，玻璃幕墙6600平方米。

金属屋面从内到外分为六层：一是吊顶装饰层。采用巴西红木，天然木本色，纹理清晰，色泽鲜艳。安德鲁不喜欢大面积喷漆或刷漆，因为这样看上去过于“工业化”。为降低造价，木板用的是复合板，巴西红木只是表层很薄的贴皮，基层和衬层都是普通木板，被戏称“三明治”。木吊顶板的纹路机理开始设计成一圈一圈的等高线，但大家认为太呆板，后来安德鲁改成不规则的几何形状，其灵感取自中国钧瓷的纹路，由宽12厘米、长2.4米和3.1米两种规格的条形木板相互拼合组成。二是吸声层。采用美国生产的喷覆式吸声纤维，名叫“K13”，是一种环保声学材料，其特点是吸声效果好，可吸收75%的入射声，且阻燃、耐老化、不易脱落，其作用是吸附、化解壳体传导进来的外部噪声，特别是雨点、冰雹敲击的声音，及公共大厅的嘈杂声，兼顾保温，喷覆在隔声层镀锌钢板内侧。三是隔声层。采用2毫米厚镀锌钢板，共10820块，与“K13”共同作用，可有效隔绝外部噪声，同时作为保温层的底层。四是保温层。采用100毫米厚超细玻璃纤维保温棉，覆盖在隔声层外侧，作用是保温隔热，兼顾吸声。五是防水层。这是至关重要的一层。建筑防水是一个世界性难题，而大剧院必须滴水不漏。法方原设计为橡胶柔性防水，但橡胶会老化，质保期只有15年，更危险的是，安装钛板时需穿破防水层以在壳体钢结构上“生根”，在穿破处再进行二次防水处理，但这样做很难保证不漏，存在严重的渗漏隐患。业主委员会坚决不同意这种做法，经与珠海晶艺公司研究，实行了刚性防水新工艺，即采用韧性较强的1毫米厚铝镁锰合金卷材做防水板，搭接部分不能焊接，更不能用螺丝或铆钉，而是用扣板咬合锁边的方式，形成了真正的“无创屋面”。这种做法后来确实经受住了夏季几场大雨的考验。六是外立面装饰层。采用4毫米厚钛复合板，其中钛板厚度仅0.3毫米，与碳化铝和不锈钢板压制成型，共18398块，每块板形状接近梯形，高2.2米，底边宽0.8米，安装在防水板的边肋上。钛板重量轻、强度高，耐腐蚀、不易氧化，既耐高温，又耐低温。颜色选用香槟色系，看上去既有柔和的阳光色调，又有高科技金属质感，且在阳光照耀下，随着角度不同，光彩变化万千，能产生奇特的艺术效果。

玻璃幕墙上窄下宽，北边最宽处106米、南边最宽处42米。采用中空夹胶半钢化“超白”玻璃，由内外三层组成，每层为1226块，每块形状接近梯形，最大尺寸为3.8米×2.3米，重约700千克。内侧两层为夹胶玻璃，以防破碎伤人，外侧玻璃与夹胶玻璃之间为中空，用以保温隔热和防躁声。为保证玻璃的通透无色和透视不变形，安德鲁要求使用透明度极高的玻璃，俗称“超白”玻璃。因为国产玻璃满足不了设计要求，所以使用的是从法国进口的“圣戈班”玻璃。为减少加工运输和搬运、安装中的破损及自爆，减少光畸变，采用了半钢化玻璃。

如果说超深基础施工、土建结构施工、壳体钢结构施工是大剧院工程的三大技术难题的话，那么屋面工程就是这第四大技术难题。与前三项不同的是，这里没有大型机械的轰鸣和热火朝天的劳动场面，有的是精细、精致和精确。

由于大剧院壳体为2.4次方的超椭球体，所以纵向和横向均为弧线，横向是等高线，而纵向是放射线，也就是说每块钛板和玻璃都是不规则的双曲面，每块的曲率也不一样，用肉眼从远处看都像是一样大的四方形，而实际上每块尺寸都是不完全相同的梯形，且每块的四个角都不是90度，因而设计、加工难度非常大。这2万多块钛板和玻璃要先在计算机上做好模型，然后设计人员对每块钛板和玻璃编上号码，按照编号和参数在工厂里一块一块地制作，完成后还要按照编号运到施工现场，再按顺序一一安装。由于每块钛板和玻璃都不一样，给安装带来相当大的难度。这就像孩子玩拼图一样，只要一块装错了，其他的就都拼不上了，因此，对安装精度要求非常高。

经过充分的施工组织准备、深化设计和技术工艺准备，终于开始了壳体屋面的安装工程。2004年2月2日，大剧院业主委员会举行了大剧院壳体屋面工程开工仪式。万嗣铨宣布开工令，我向屋面安装单位珠海晶艺公司董事长罗忆授旗。

开工仪式现场。自左至右：

朱思贤、高玉亭、我、

万嗣铨、德明熙、陈建秋。

万嗣铨（左）与我在仪式现场

仪式后合影。自左至右：

朱正林、金志舜、周庆琳、

我、万嗣铨、周志强、

邵凯、高玉亭。

经过两个月的施工准备，4月1日上午，开始安装隔声层镀锌钢板。屋面工程先从隔声层开始，一是为了赶在雨季前把壳体密封起来，二是隔声层是上面保温层和下面吸声层的基础。

隔声层开始安装

隔声层安装中

隔声层安装完成

为检验壳体屋面的设计效果，保证安装质量，优化施工工艺，业主委员会早在2002年6月，就组织珠海晶艺公司用半年时间在现场专门制作了一个壳体金属屋面与玻璃幕墙局部实体模型。

吸声层所用的喷履式声学材料K13在我国是首次使用，为此，业主委员会专门举行了一个使用仪式。我和美国国际纤维素公司董事长出席仪式并讲话。

由于准备充分，措施得当，设计精细，管控严格，屋面安装进展顺利，到2004年6月底，屋面安装大部分已经完成（除最外层钛板和最里层红木吊顶外）。

这其中玻璃幕墙的安装也颇费周折。由于玻璃幕墙每上下两块玻璃相接形成一个角度，每左右两块玻璃相接又形成一角度，在这四块玻璃对角所形成的“十”字接缝处，就需要一个机械装置（行话称节点）来连接这四块玻璃，这样的“节点”共有1300多个。由于每一个“十”字接缝处的四块玻璃形成的角度都不一样，如果每一个“节点”都要单独加工的话，则成本太高，且时间很长。于是施工单位研发出了一种被称作“多功能万向玻璃幕墙支撑机构”的装置，所有“节点”采用这种装置，就能产生“万变尽在此机关”的神奇作用。

玻璃幕墙安装现场

2004年7月底，屋面玻璃幕墙安装基本完成，使大剧院的外形完整凸现。壳体屋面在阳光下熠熠生辉，金属屋面和玻璃幕墙经巧妙拼接呈现出优美的曲线，营造出舞台帷幕徐徐拉开的视觉效果，使大剧院充满了含蓄、别致的韵味与美感，也为长安街增添了一道靓丽的风景。

防水层完工

长安街靓丽的风景

远眺大剧院（金属屋面为防水层）

截至2005年6月底，大剧院屋面工程的防水层、保温层、隔声层、吸声层已全部完成，钛板和玻璃幕墙基本完成。

钛板安装

钛板安装基本完成

摄于2005年6月1日

2006年5月15日下午，随着壳体屋面最后几块钛板上覆盖的保护薄膜被工人揭去，大剧院以全新的面容第一次展现在世人面前。这也意味着壳体屋面工程除最内层的红木吊顶以外的全部工程均已完成。

工人们揭开了大剧院神秘的“面纱”

摄于2006年4月28日

安装红木吊顶

摄于2006年7月19日

屋面工程的最后一项——红木吊顶于2006年7月开始安装，2007年7月安装完成。

大剧院屋面安装技术也被称作大型壳体屋面安装综合技术。壳体屋面由于是双曲面，每块钛板和玻璃的尺寸和角度都不相同，因此加工和安装很复杂，精度要求很高，并且对屋面的气密性和水密性，及变形率的要求也很高。大剧院屋面工程做了很多技术研发，取得巨大成功，为我国同类工程提供了范例。

远眺大剧院（金属屋面为钛板）