彩色世界的起源 全国首个多彩膜结构建筑是如何诞生的？北京世园会主会场静待八方来客

延庆桂水河除了一个温暖的“锦绣心愿”和一个“花伞海”，还有什么不能错过的？那是“花蝴蝶共舞”剧场。这是第一次创新性地将彩色屋顶与ETFE彩膜拼接在一起，从而在山川中留下一只聪明的蝴蝶来迎接来自四面八方的游客。

妫汭剧场在世园会三座核心建筑中最具灵动性。一睹芳容灵动彩蝶流连山水间

"永宁高歌一览无余，蝴蝶在空中飞舞."14字引言中的“蝶飞”指的是剧场。

根据规划，4500平方米的剧院是2019年北京世博会开闭幕式的主要场馆，还承担世博会期间的各种大型主题演出、表演艺术、文化活动和大型集会。

走进北京世博园，湖边就是剧院。从远处看，正面的剧场就像一个大写的π和一棵正在生长的树，密密麻麻的树枝上点缀着五颜六色的果实。当人们相互靠近时，一只戴着花停在山河中的“彩蝶”就在眼前。悬挑钢桁架是蝴蝶的“脚”，五彩缤纷的屋顶形成了两只美丽的翅膀。人们从屋顶下经过，仿佛飞舞的蝴蝶就在头顶飞过。

在两翼的边缘和剧场的东西两侧，也有一个大舞台，两个小舞台。西侧1800平方米的升降舞台工程，可在大剧院座位区容纳1000名观众；东侧的两个小舞台可分别容纳200多名观众。

巧夺天工六色超薄膜拼出多彩屋面

"该剧院是中国第一座多色ETFE拼图式电影结构建筑。"谈到建筑亮点，北京建工集团项目负责人刘首先向记者介绍了彩色屋顶。剧院的钢屋顶由26个呈伞状排列的悬挑钢桁架支撑，在电缆和钢绞线的张力下呈“蝴蝶翅膀”形状。

屋顶ETFE薄膜是一种厚度小于0.22毫米的透明超薄薄膜，这种薄膜最大的特点是透光率高，仅为20%-40%。在屋顶结构中使用时，可以达到“透明不透光”的效果，既可以最大限度地利用自然光实现柔和的照明，又可以避免多彩的颜色对人的视觉的干扰。

“鸟巢和水立方也用了ETFE的片子，不过都是单色的。剧院使用六种颜色的ETFE电影，包括深红色、深绿色、橙色、蓝色、红色和绿色刘告诉记者，这款膜结构的多色拼图是国内首创。“值得一提的是，这些鲜艳的颜色不会随着时间的推移或风霜雨雪的侵蚀而逐渐褪色，而是永远看起来崭新，永远鲜艳。”

量体裁衣般裁出每寸膜

刘告诉记者，由于世界上拥有彩色膜结构生产能力的供应商非常少，总面积为5440平方米的膜的每一寸都来自海外，所以非常珍贵，每一盎司都是浪费。

“经过反复试验，我们发现ETFE薄膜必须安装在高于4℃的温度环境中。低于4℃的临界点时，其延展性会急剧下降，拉伸时很容易撕裂。”刘说，三月初的延庆，晚上的温度还不高，大家伙就盯着温度计，分分钟抓暖意。

“因为剧场是异形建筑，为了保证ETFE膜结构在安装时能准确定位，我们还在屋顶设置了索网，1.4米为索间距，将膜结构分为32个单元。”刘告诉记者，由于每个钢桁架的标高和弧度不同，两个钢桁架之间铺设的膜的尺寸和弧度也不同。因此，测量人员需要在高度空上测量每个测量点，利用BIM技术根据获得的坐标在计算机中建模，然后用建模后的尺寸数据去工厂切割。过程中的任何微小误差都会影响薄膜的平整度。

记者注意到，在32个胶片单元中，每个单元至少由红色+橙色+蓝色、蓝色+绿色+深绿色等三种颜色组成，没有一个是单色胶片。如何拼接高度空完美的“两翼”？刘透露，在工厂加工时，将彩色单位膜按照设计图上的颜色排列一张一张地焊接起来，然后工人在屋顶上组装。色块之间的关节要一个一个对接。"电影装置的安装需要至少15名工人一起工作."

一人一天“织”2.6平方米网

膜片安装不仅要精心剪裁，还需要温度适宜。

与彩色屋顶相比，彩色蝴蝶翅膀下的天花板不太引人注目。但是，这是所有过程中最费时间和耐力的地方。

据刘介绍，为了让蝴蝶翅膀栩栩如生，剧院采用了铝合金线钩网吊顶，通过不同的开口率来模仿蝴蝶翅膀下复杂的纹理。“总面积为9850平方米的铝合金线钩网必须由工人手工缝制。”刘介绍说，他已经做了粗略的统计。50个工人花了两个月的时间孜孜不倦的安装，只拼接了一个7800平米左右的铝合金线钩网，相当于一个工人工作一天，平均只能完成2.6平米。

奇思妙想花开蝶舞符合山水意境

徜徉山河的彩蝶，是三大核心建筑中最敏捷的。“北京世博会是一个以景观为主题的公园，剧院周围恰好有一片花海。如何让建筑最适合山水湖的自然景观？”中国建筑研究院高级建筑师、剧院设计负责人许超透露了这个秘密。一开始设计团队确信常规的硬朗造型显然不适合山水的意境。“最后，我们想出了‘盛开的蝶舞’的造型，用自然优雅的蝴蝶造型来表现建筑的亲和力和敏捷性。”

许超说，通过设计《花儿与蝶舞》，她希望剧院首先既优雅又受欢迎。“蝴蝶是最常见的昆虫之一，很受欢迎；立面上的大树形象充满了包容和优雅。”

其次，她也希望剧院在晚上会五彩缤纷，所以她在设计中引入了彩色ETFE电影。当夜景照明击中建筑骨架时，它可以通过彩色ETFE胶片改变明亮的颜色。

勾花网吊顶体现工匠精神

工人们在高空中拼装屋面膜结构。

除了科技感之外，设计团队还不忘为建筑添加工艺。

许超告诉记者，为了让蝴蝶翅膀栩栩如生，剧院的设计中特意引入了铝合金线钩网吊顶，使整个建筑既有钢骨架，又有华丽的膜结构外套和钩网细节。

“铝合金线钩网采用传统手工编织工艺，需要工人手工钩编。”许超介绍说，从结构上讲，铝合金线制成的天花板重量更轻，结构载荷更小。但是由于剧场是一个不规则的异形建筑，工作人员首先需要使用3D建模的新技术来确定每个测点的高程以及两个测点之间的弧度。然后，通过“编织”技术，将铝合金线钩编成网。“这样一来，现代技术和传统手工做法碰撞在一起，也是想表达建筑中的匠人精神。”

如数家珍

ETFE电影《美丽的翅膀》总面积5440平方米。按单元划分，共可分为873个区块。这873块中，最大的单片膜最长边长8.235米，面积309平方米；最小的单膜，最短边长0.359米，面积9平方米。

据粗略统计，9850平米的铝合金线钩网上绑有5.2万根扎带，每根扎带需要用工具夹手工拧两次，也就是说10.4万次手工操作才能呈现出逼真的蝴蝶纹。

满园春色植物馆“万花筒”般的奇妙世界

植物馆俯视图 万科集团供图

植物园建筑面积9660平方米，是北京世博会唯一的热带植物温室，以“植物的不可思议的智慧”为核心展览主题，所有内容以游客为中心，呈现出万花筒般丰富多彩、精彩纷呈的植物世界。

这是一个可以讲故事的场地。植物博物馆的温室分为“逆境生存区”、“植物战争区”、“长征区”、“亿年足迹区”、“改造大法区”五个展区。种植了1000多种珍稀植物。通过红树林、热带雨林、蕨类、棕榈、肉质植物、食虫植物、苔藓等植物区系，展现植物王国的多样性和植物生存与适应环境的卓越智慧。

这也是一个聪明的场地。建设者万科集团将大数据与互动技术和实体空相结合，提供室内游览、植物识别、科普教育、ar播放等一系列前沿科技服务，充分发挥植物博物馆的趣味性。同时，博物馆里还有一个植物基因测序实验室，在温室里整理1000多种植物的基因。一楼的数字展厅采用领先的声学和光电技术及艺术手段，为观众营造身临其境的互动体验，仿佛置身于红树林的水下世界。

值得一提的是，在植物园屋顶的东南角，还有一组世界上最大的浮木动物雕塑——“莫莉和她的家人”。装置作品《莫莉和她的家人》，总高度10米，由世界领先的动物死亡装置艺术家詹姆斯·多兰·韦伯创作。长颈鹿是世界上最大的食草动物之一。詹姆斯希望通过这种由枯木制成的特殊动物，让人们注意到植物与人类生存息息相关，学会珍惜森林和植物，珍惜地球资源。

来源 北京晚报 记者 赵莹莹 图片除署名外均由北京建工集团提供流程编辑 TF003