“膜結構”加工陽光

6月7日，人們在第四屆華賽獎作品展中發現了這樣一幅作品：尚未完工的鳥巢內部的足球場上，幾臺大型建筑機械隨意排列著，已建造完畢的鋼結構，在午后強烈的陽光下給零亂的場地投下一圈網狀花紋。這些花紋加上場地上的其他施工材料排列形成的色塊，讓在建中的鳥巢有了油畫般的效果。環繞一圈的鋼結構，亂中有序，為這幅油畫帶來了旋律感。

這幅《奧運倒計時500天的鳥巢》使攝影師郝笑天獲得了經濟及科濟類新聞攝影的金獎。但它在引來關注的同時更引來了一種質疑。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，鋼結構造成的光影花紋如何消除，使觀眾如何能夠透過鋼結構的投影清楚地看清楚比賽？一時間，“鳥巢”有重大缺陷的說法不脛而走。

懸念直到幾乎最后一刻才揭曉。“鳥巢”竣工之際，人們看見，頂部通過鋪設兩層膜使得光線發生了漫反射，柔和的自然光直接打進體育場。屋頂鋼結構之間由透明或者半透明的膜材覆蓋，讓內部光線變得朦朧起來；巨大的碗形看臺背后是紅色的，“鳥巢”周邊上下透射出幽紅的色彩；頂部還安裝有滑動屋頂，可將賽場內的白光釋放出來，整個建筑頓時有了漂浮之感。一位參加“好運北京”測試賽的觀眾對《商務周刊》記者說：“場地太明亮了，光線卻是柔和的，進入這樣的場地讓人感到歡快而興奮，我都要擔心運動員要忘了比賽。”

頂層鋪膜的建筑在中國并不多見，盡管經過了同為“膜結構”的水立方的知識普及，人們對這種新穎的建筑材料還是不甚了解。負責為鳥巢提供和鋪設膜結構的公司是一家德國公司，除了在建設過程中傳出破產消息外，這家名為康沃泰的公司并沒有給中國的媒體留下太多印象。破產被收購以后，另一家名為SEELE的德國幕墻公司接手鳥巢的工程，同樣在中國媒體前保持了低調。

“鳥巢”的鋼結構上鋪設了兩層膜。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膜是透明建筑結構中品質優越的替代材料，多年來在許多工程中以其眾多優點被證明為可信賴且經濟實用的屋頂材料。這種膜由人工高強度氟聚合物制成，其特有的抗粘著表面使其具有高抗污、易清洗的特點，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屬英國的伊甸園，這座著名的溫室因為采用ETFE膜而讓美國建筑師富勒“想用泡泡造房子”的夢想得到實現。伊甸園內有著大量的奇花異草，ETFE膜的透光性幾乎達到95%，這個數字通過表面印刷可以改變。人們可以通過計算得到需要的場內溫度和亮度，進而決定在ETFE膜印刷的鍍點多少。建筑物內每處要求的溫度和亮度不一，印刷鍍點的方式可以因地制宜。和水立方一樣，“鳥巢”的每一張膜設計都經過了周密的計算。

底層膜PTFE（聚四氟乙烯）主要是起隔音效果，設計師力求讓每一名觀眾能夠聽清賽場上的聲音。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。特富龍是以聚四氟乙烯為基體樹脂的一種氟涂料。美國杜邦公司以這種材料命名的不粘鍋產品曾經在中國引發致癌的傳言。然而，根據這種材料的特性，只有當溫度超過260℃，其性質才可能發生變化。因此，PTFE（聚四氟乙烯）在-70—230℃情況下性質非常穩定。而ETFE膜則同樣在氣溫變化的范圍內性能穩定，且電絕緣性和耐輻照性良好。

再新式的建筑都必須面對建筑設計上的老問題，比如說防火。盡管兩種膜在常溫下穩定性都很好，但一旦火災，其燃燒狀況如何？在火災情況下，膜的化學性能改變會不會對正在撤離的人群造成傷害？同樣采用ETFE膜的水立方的德國設計者在discovery頻道向觀眾做了演示。被火點燃后，整片ETFE膜迅速沿著著火點的邊緣化，化過程并不滴落任何物質。而在燃燒被阻止時（通過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挑戰，即開幕式的煙火。落到膜上的煙火必須不能超過膜的燃點。對此，開幕式導演張藝謀表示將使用溫度較低的“冷煙火”。