“膜結(jié)構(gòu)”加工陽(yáng)光

6月7日，人們?cè)诘谒膶萌A賽獎(jiǎng)作品展中發(fā)現(xiàn)了這樣一幅作品：尚未完工的鳥(niǎo)巢內(nèi)部的足球場(chǎng)上，幾臺(tái)大型建筑機(jī)械隨意排列著，已建造完畢的鋼結(jié)構(gòu)，在午后強(qiáng)烈的陽(yáng)光下給零亂的場(chǎng)地投下一圈網(wǎng)狀花紋。這些花紋加上場(chǎng)地上的其他施工材料排列形成的色塊，讓在建中的鳥(niǎo)巢有了油畫(huà)般的效果。環(huán)繞一圈的鋼結(jié)構(gòu)，亂中有序，為這幅油畫(huà)帶來(lái)了旋律感。

這幅《奧運(yùn)倒計(jì)時(shí)500天的鳥(niǎo)巢》使攝影師郝笑天獲得了經(jīng)濟(jì)及科濟(jì)類新聞攝影的金獎(jiǎng)。但它在引來(lái)關(guān)注的同時(shí)更引來(lái)了一種質(zhì)疑。許多看了作品的人都在想：如同這幅照片向人們展示的那樣，鋼結(jié)構(gòu)造成的光影花紋如何消除，使觀眾如何能夠透過(guò)鋼結(jié)構(gòu)的投影清楚地看清楚比賽？一時(shí)間，“鳥(niǎo)巢”有重大缺陷的說(shuō)法不脛而走。

懸念直到幾乎最后一刻才揭曉。“鳥(niǎo)巢”竣工之際，人們看見(jiàn)，頂部通過(guò)鋪設(shè)兩層膜使得光線發(fā)生了漫反射，柔和的自然光直接打進(jìn)體育場(chǎng)。屋頂鋼結(jié)構(gòu)之間由透明或者半透明的膜材覆蓋，讓內(nèi)部光線變得朦朧起來(lái)；巨大的碗形看臺(tái)背后是紅色的，“鳥(niǎo)巢”周邊上下透射出幽紅的色彩；頂部還安裝有滑動(dòng)屋頂，可將賽場(chǎng)內(nèi)的白光釋放出來(lái)，整個(gè)建筑頓時(shí)有了漂浮之感。一位參加“好運(yùn)北京”測(cè)試賽的觀眾對(duì)《商務(wù)周刊》記者說(shuō)：“場(chǎng)地太明亮了，光線卻是柔和的，進(jìn)入這樣的場(chǎng)地讓人感到歡快而興奮，我都要擔(dān)心運(yùn)動(dòng)員要忘了比賽。”

頂層鋪膜的建筑在中國(guó)并不多見(jiàn)，盡管經(jīng)過(guò)了同為“膜結(jié)構(gòu)”的水立方的知識(shí)普及，人們對(duì)這種新穎的建筑材料還是不甚了解。負(fù)責(zé)為鳥(niǎo)巢提供和鋪設(shè)膜結(jié)構(gòu)的公司是一家德國(guó)公司，除了在建設(shè)過(guò)程中傳出破產(chǎn)消息外，這家名為康沃泰的公司并沒(méi)有給中國(guó)的媒體留下太多印象。破產(chǎn)被收購(gòu)以后，另一家名為SEELE的德國(guó)幕墻公司接手鳥(niǎo)巢的工程，同樣在中國(guó)媒體前保持了低調(diào)。

“鳥(niǎo)巢”的鋼結(jié)構(gòu)上鋪設(shè)了兩層膜。頂層膜為透明的ETFE（乙烯-四氟乙烯共聚物），底層膜則為半透明的PTFE（聚四氟乙烯）浸漬材料。ETFE膜是透明建筑結(jié)構(gòu)中品質(zhì)優(yōu)越的替代材料，多年來(lái)在許多工程中以其眾多優(yōu)點(diǎn)被證明為可信賴且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的屋頂材料。這種膜由人工高強(qiáng)度氟聚合物制成，其特有的抗粘著表面使其具有高抗污、易清洗的特點(diǎn)，通常雨水即可清除主要污垢。使用ETFE膜最有名也是最早的建筑當(dāng)屬英國(guó)的伊甸園，這座著名的溫室因?yàn)椴捎肊TFE膜而讓美國(guó)建筑師富勒“想用泡泡造房子”的夢(mèng)想得到實(shí)現(xiàn)。伊甸園內(nèi)有著大量的奇花異草，ETFE膜的透光性幾乎達(dá)到95%，這個(gè)數(shù)字通過(guò)表面印刷可以改變。人們可以通過(guò)計(jì)算得到需要的場(chǎng)內(nèi)溫度和亮度，進(jìn)而決定在ETFE膜印刷的鍍點(diǎn)多少。建筑物內(nèi)每處要求的溫度和亮度不一，印刷鍍點(diǎn)的方式可以因地制宜。和水立方一樣，“鳥(niǎo)巢”的每一張膜設(shè)計(jì)都經(jīng)過(guò)了周密的計(jì)算。

底層膜PTFE（聚四氟乙烯）主要是起隔音效果，設(shè)計(jì)師力求讓每一名觀眾能夠聽(tīng)清賽場(chǎng)上的聲音。這種材料除了用于建筑物上的膜，更多是以一種名為特富龍（Teflon）的材料在生活中出現(xiàn)。特富龍是以聚四氟乙烯為基體樹(shù)脂的一種氟涂料。美國(guó)杜邦公司以這種材料命名的不粘鍋產(chǎn)品曾經(jīng)在中國(guó)引發(fā)致癌的傳言。然而，根據(jù)這種材料的特性，只有當(dāng)溫度超過(guò)260℃，其性質(zhì)才可能發(fā)生變化。因此，PTFE（聚四氟乙烯）在-70—230℃情況下性質(zhì)非常穩(wěn)定。而ETFE膜則同樣在氣溫變化的范圍內(nèi)性能穩(wěn)定，且電絕緣性和耐輻照性良好。

再新式的建筑都必須面對(duì)建筑設(shè)計(jì)上的老問(wèn)題，比如說(shuō)防火。盡管兩種膜在常溫下穩(wěn)定性都很好，但一旦火災(zāi)，其燃燒狀況如何？在火災(zāi)情況下，膜的化學(xué)性能改變會(huì)不會(huì)對(duì)正在撤離的人群造成傷害？同樣采用ETFE膜的水立方的德國(guó)設(shè)計(jì)者在discovery頻道向觀眾做了演示。被火點(diǎn)燃后，整片ETFE膜迅速沿著著火點(diǎn)的邊緣化，化過(guò)程并不滴落任何物質(zhì)。而在燃燒被阻止時(shí)（通過(guò)降低溫度或覆蓋表面隔絕空氣），燃燒馬上停止。8月8日夜間，這種新型材料將面臨第一個(gè)挑戰(zhàn)，即開(kāi)幕式的煙火。落到膜上的煙火必須不能超過(guò)膜的燃點(diǎn)。對(duì)此，開(kāi)幕式導(dǎo)演張藝謀表示將使用溫度較低的“冷煙火”。