幾經風雨的建築 - 國家大劇院(3)

首先多謝大家如此支持這個blog, 今天為大家解釋如何解決上會提及的一大堆問題

第一: 防水問題

根據Paul Andreu原先的設計, 整個國家大劇院都被一個大水池包圍, 但為了解決防水問題,21個小水池. 每個小水池都用雙層混凝土包圍, 造法好像天台水箱一樣.

不過問題是主入口, 主入口的天窗部份全被水長期蓋著, 這其實不是新的設計, 在日本心齋橋JR站的地下商場就是有同樣的天窗. 天窗漏水通常不是玻璃的問題, 因為玻璃是從工廠中生產然後直接送致工地, 所以出錯機會較少.

而問題通常在混凝土, 因為香港和國內仍是使用木板作混凝土模架, 所以誤差很大, 情況有如用泥膠做模型一樣, 再者木板會吸收混凝土的水份而影響混凝土的凝固, 所以今次國家大劇院用了鋼模來作模架. 成本是木板模架的40-50倍. 天窗所有玻璃由工程師親自驗收, 並監察所有施工程序. 所以, 我認識的工程師第一件是問我, 香港話劇團有否發現漏水的情況,有的話馬上通知我, 奧運在即, 不能失威.

第二:結冰問題

每個小水池都放有發熱線, 每當氣溫下降至冰點以下, 發熱線便確保水池溫度在冰點之上,所以用電量不會超級巨大, 不過都是相當驚人.

第三:結構問題

據我所知,國家大劇院曾得航天科技局的工程師幫助設計, 因為造型是3D curve的關系,全部組件要由工廠訂造,每一個結構組件和金屬外殼的組件都要由電腦設算出來. 每個圓拱形結構組件都加強了30%負重. 數萬個接合點都用X光檢測, 才進行下一步工序.

第四: 清潔問題

首先,Paul Andreu用了鈦金屬作為外殼的材料, 好處是它不用經常清洗, 因為它不會容易沾到塵埃,但是它是超級昂貴. 據我所知, 香港機鐵站上蓋亦是用了鈦金屬作屋頂, 造價近1億元.  以國家大劇院這規模, 而且是3D curve的關系, 造價可能近5億元.

不過, 這麼大的屋頂始終都要清潔, 但如何?

他們會用清潔工程車先在四周進行清潔, 然後把工人吊上屋頂因為國家大劇院是沒有樓梯可直達屋頂. 跟著, 這些清潔特工隊便如飛虎隊般用鋼纜吊下來清潔外殼. 所以國家大劇院的造價達至27億元, 而整個香港中銀大廈都只是10億元, 國家大劇院簡直是天價.

其實, 這造型相當吸引, 但由於這造型的限制便使其室內空間受到影響, 最大的問題是戲劇院, 當你看到以上的平面圖你可看到歌劇院的舞台兩則和後則, 都有一個和舞台同樣大小的空間. 戲行中人稱為虎度門的空間是用作安放佈景, 一個理想的舞台應該上、下、左、右和後方都有和舞台同樣大小的空間來安放佈景, 這樣可以令舞台轉景時有多種的選擇. 而這些地方都應可安置臨時化裝間, 方便主角轉裝再出場.

但是由於這外型的限制,戲劇院的舞台左、右和後方的空間不等如舞台的大小. 情況如何? 就要請問香港話劇團的黃建東先生.

幾經風雨的建築-北京國家大劇院(2)

為希望大家更能明白什麼是Reverberation time, 從上圖看A的時間比B的時間短, 所以從B線傳送的聲波會比A線傳送的聲波較遲到達, 這時間差就是Reverberation time.

講起劇院設計, 其中最重要的一環就是坐位編排, 國家大劇院有3個表演場地-演奏廳、歌劇院和戲劇院. 演奏廳由於不用佈景的關系, 所以是四面台. 歌劇院採用扇形排法, 戲劇院採用圓形排法這都是有別於我之前介紹意大利Theatre scala的U形排法,3種排法有何分別?

以歌唱為主的歌劇會採用U形排法因為長而窄的空間是較容易控制Reverberation time而歌手會完全不用咪, 所以全劇院的音樂都只是由歌手和樂隊發出, 比較容易控制音效, 但U形排法令部份觀眾會看不見30%-50%的舞台.

扇形排法的好處是因為兩則坐位與舞台成一個較大的角度, 所以比較少機會看到演員的背面.當演員是面對面則向舞台時, 舞台左右兩則的坐位會看不到其中一個演員的面部表情, 所以演員們多數不會垂直則向舞台, 會選擇八字型站法. 但扇形排法的壞處是觀眾要轉頸看戲.

圓形排法就相反扇形排法的好、壞處, 坐位會盡量與舞台垂直但有較高的機會看不到其中一個演員的背面.

講回劇院的建築師是來自法國的Paul Andreu, Paul Andreu的成名作是巴黎的  戴高樂機場.大家會奇怪一個機場建築師為何會為一個如此重要的劇院設計? 大家可從以上過千字的文章都知道設計劇院是非常專門的知識,那豈不是要一個心臟科醫生為腦外科病人施手術!

Paul Andreu當時是通過國際設計比賽贏得這項目, 他的設計方案是把3個表演場地放在中間,然後用一超級大的金屬蛋包在其中, 這樣整個金屬外殼便為表演場地提供良好隔聲效果, 另外, 金屬蛋被一個大水池包圍, 令其地位變得更重要亦更遠離四周的交通, 當然最大的特色就是入口在水池之下.

不過這方案一出台時, 舉世嘩然. 這個金屬蛋完全破壞了天安門廣場一帶的共產色彩的建築,另外亦破壞了紫禁城的中國式建築. 論建築比例完全不附合北京的胡同和四合院的比例.

再者, 入口在這麼大的水池之下如何防水? 香港機場在黑雨時都漏水, 更何況長期在水池之下? 還有北京的冬天很泠, 在零下10多度的氣溫下水池如何不結冰?

大家都知道北京的污染很嚴重, 亦有沙塵暴, 這麼大的金屬蛋如何清潔?

最致命的問題, Paul Andreu的成名絕技就是用了圓拱的金屬外殼作為戴高樂機場的屋頂, 整個機場這麼大的空間,當中沒有柱和樑,是非常新的設計.但是戴高樂機場在2005年的其中一部份擴建部份倒塌下來. 國家大劇院也是用同樣的設計, 所以一眾工程師都心驚膽跳下工作.因為如大廈倒塌下來, 負責簽名的工程師和建築師都要接受法庭審訊, 如發現專業失當, 是刑事罪行, 要坐監留案底.

Paul Andreu由於不是中國註冊建築師, 所以他只是Design Architect, 所有法律由一眾中國工程師和建築師負全責.

據我所知,以上我所說的一大堆問題, Paul Andreu好像沒有一套完全合理的答案, 所以這項目曾一度擱置, 但奈何這方案是由江澤民主席親自挑選, 一眾工程師都又驚又喜又怒地設計這工程. 明天分解如何解決這一大堆的問題.

幾經風雨的建築-北京國家大劇院(1)

由於香港話劇團的黃建東先生剛在北京國家大劇院演出, 亦有網友希望我多講一些北京的建築, 今次就順理成章講北京國家大劇院.

首先, 我希望大家知道設計劇院是非常專門的知識, 在香港沒有一所則樓膽敢自居自己是劇院設計的專家. 因為, 一般的建築師都是訓練從空間或外形兩方面開始設計, 但劇院是由音效和視線開始著手. 音效和視線都是無形的東西, 兩方面都很難掌握.

講起劇院設計就勾起我的血淚史, 我大學畢業功課就是設計一個650人的劇院和一個200人的實驗劇場. 當時真的想不到會是如此因難, 到復活節我們的studio還有半組同學包括我在內都只是完成20-30%的設計, 其他studio的同學已完成70-80%,每天都被教授罵至反肚, 最後我全靠中華同學會各成員合力幫助才能在60小時內力挽狂瀾, 中國人始終是人多好辦事.

究竟有多難, 首先劇院的要求有別於演奏廳, 演奏廳只有音樂部份,但話劇或舞台劇是有舞蹈、歌唱和戲劇部份. 所以演員的面部表情是表演重要的一部份, 所以設計方面都必須考慮觀眾與演員之間的距離, 如視線角度太小, 觀眾可能會看不到演員的部份動作, 所以有經驗的舞台總監都會避免演員在一些死位上演出,這樣便直接影響演員的走位.

整個劇院就以包廂坐位為最差, 其次是山頂位和首兩行坐位. 因為包廂可能看不到左邊或右邊30%的舞台, 山頂位和首兩行坐位可能看不到舞台的後半部份.出色的劇院設計都應要避免這些情況, 所以劇院坐位深度都限制在25m之內, 為求讓觀眾能看到演員的面部表情. 如果劇院深度太大的話, 從遠的角度看是看不清演員的面部表情, 還會使演員與演員之間的距離變得太少, 連演員的形體動作都受影響. 如克意把演員與演員之間的距離加大的話, 會影響演員之間的交流.

至於音效就更難, 人歌唱時的聲頻與時的說話聲頻是不同的, 樂器的聲頻與人的聲頻就更加不同. 所以建築師必須考慮聲波散布的問題, 其實大家都嘗試過一些會堂的音響在某些坐位的音量太大, 某些坐位的音量太小, 就是聲波散布的不平均問題.

另外, 更大的問題是回音, 因為人的聲波除會直接傳至觀眾外, 還會從劇院四週的牆反彈回來.但如果出現直接音與回音有時間差(Reverberation time)的話, 觀眾便會聽到前後聲. 所以,建築師必須控制Reverberation time的時間, 不過, 適合人說話時的Reverberation time是0.7- 1.0秒,但適合樂器的Reverberation time是1.8- 2.2秒. 這樣如何是好?

建築師多數會控制Reverberation time在1.8秒, 因為人歌唱時的Reverberation time是1.3- 1.8秒, 如該劇是演戲為主便調節天花的反音板以更改Reverberation time.

我畢業功課其中一部份是計算, 高、中、低座, 前後各排座位的Reverberation time. 我們一眾同學當然計不成, 所以我便提出全組同學只做高、中、低座的其中一行座位的Reverberation time, 當教授問起時便輕輕帶過, 快刀斬亂麻, 教授都給我們的”集體創作”所感動, 事實証明團結就是力量.

不過有一點, 大家會否留意, 如果座位太多,層數便會增加, 這樣便會令空間增大而導致Reverberation time更難控制, 所以劇院最好是控制在1000個座位以內, 特別是歌舞劇如Phantom of the opera、Cats、Chicago等, 歌唱和舞蹈都同樣重要時, 而音樂更是由樂團現場演奏的話, 太大的劇院很難令視線和音效兩全其美.

講了過千字都未講建築設計, 其實今天為了這篇blog,我特意發e-mail連絡曾參與這項目的其中一名工程師, 因為這劇院興建時我正在北京跑江湖, 同時亦和這些項目的工程師一同合作,對他們來說這是又喜又悲又怒的工程. 明天繼續, 有空請同時參觀黃建東先生的blog,並多謝他借出照片.

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