世界最大独立圆柱体水族馆爆裂

世界上最大的独立圆柱体水族馆,当地时间12月16日凌晨快天亮时,在德国柏林一高档酒店大厅内突然爆裂!里面装有100万升咸水和几十个品种1500条鱼类,爆裂发生后,它们喷涌而出,冲向酒店外的马路上,不少鱼被当地的低温冻死了!

这个世界著名的水族馆为什么会突然爆裂?很多人都忍不住想知道。有网友猜测是不是今年德国能源短缺,供热不足,把这个水族馆给冻裂了?带着各种疑问和猜测,我们深度了解一下这座水族馆。

柏林阿夸多姆水族馆

德国柏林的阿夸多姆(AquaDom)是世界上最大的独立圆柱形水族馆,自2003年12月2日开放以来一直位于柏林米特区的DomAquarée城市区,总投资约1280万欧元。

这座水族馆由一个高16米,直径11.08米的亚克力透明(丙烯酸玻璃)容器组成,整体建在一个高8.84米的混凝土基础上,所以建筑总高25米。

这座水族馆有圆柱形外筒和内筒两层组成,在圆柱体的中间内筒处,游客可以乘坐透明观光电梯穿过水族馆的内部,慢慢提升到水族馆顶部。来自大约 97 个不同物种的大约 1500 条鱼生活在水族馆的 100 万升水中,水中还设置了珊瑚礁。

柏林大水族馆协会负责水族馆内的生物管理,目的是将阿夸多姆水族馆转变为人工创造的珊瑚礁,以便在圆柱形水族馆中为鱼类和珊瑚创造一个共同的栖息地。

美国帮着建造的

这座水族馆是由美国丙烯酸玻璃制造商雷诺聚合物技术公司(RPT)和国际概念管理公司(ICM)联合设计、制造和安装的。

这个工程奇迹使用需要超过150吨的丙烯酸来建造,包括外筒的26块丙烯酸板和内筒的15块丙烯酸板。这些面板从科罗拉多州大章克申的RPT生产设施运到柏林,然后在现场粘合在一起。这些丙烯酸面板(亚克力板)从美国科罗拉多州大章克申的雷诺聚合物技术公司生产车间运到德国柏林,然后在现场粘合在一起。在项目现场建造阿夸多姆水族馆采用了复杂的过程,在专门建造的环境控制房间内将丙烯酸板直立粘合。

国际概念管理公司(ICM)总部位于科罗拉多州大章克申,多少年来一直与雷诺公司在全世界合作,建设水族馆等。这个公司在2002年5月开始参与建设阿夸多姆水族馆。

比如2012年,雷诺和国际概念管理公司还一起合作建设了摩洛哥卡萨布兰卡的新摩洛哥购物中心水族馆(Aquadream),它是摩洛哥沿海豪华巨型购物中心的核心,水族馆高9.3米,也可以装100万升水,水族馆的外部类似于一个倒置的锥体,玻璃电梯在雷诺公司生产的透明的R-Cast丙烯酸管中行驶,将购物者运送到商场的顶层。五分钟的车程将带客人穿越热带珊瑚礁,让他们与鲨鱼,鳐鱼和数千种其他鱼类面对面,同时向他们介绍海洋生物。雷诺协助国际概念管理公司设计和制造用于建造该水族馆的所有R-Cast丙烯酸板,并帮助现场组装。由于成品外筒太大,无法一体运输,雷诺公司将其分为七个部分制造。到达现场后,两个团队将这些部分粘合在一起,以创建圆锥形外观。内筒雷诺泰国工厂完全组装好,然后吊装到水族馆的中心。

摩洛哥卡萨布兰卡的新摩洛哥购物中心水族馆(Aquadream)

丙烯酸玻璃水族馆有坏的吗?

按照阿夸多姆水族馆丙烯酸玻璃(透明亚克力板)制造商雷诺公司的宣传,该公司专门对材料进行过性能测试,通过将产品置于一系列应力下来分析R-Cast?的物理性能。由于其产品亚克力板经常受到数千加仑水的压力或飓风速度的风荷载,因此确保大大冗余的安全系数至关重要。其安全系数基于 ASME 抗拉强度标准,最低为 11.2。这意味着其丙烯酸在断裂前可以承受11.2倍的预期负载。这有多强?作为参考,商用飞机的设计安全系数为 1.5,美国宇航局设备的安全系数为 4。

雷诺的丙烯酸玻璃材料抗弯测试

雷诺的丙烯酸玻璃材料抗压测试

雷诺的丙烯酸玻璃材料抗拉测试

雷诺公司官方宣传丙烯酸材料(亚克力板)有着高抗冲击性,是玻璃的17倍,混凝土的4倍,重量约为玻璃的一半。不仅如此,它还是世界上最透明的材料之一,可以加热并容易形成弯曲的形状,弯曲的形状以及其他形状可以粘合在一起,形成巨大的连续结构,例如圆柱体和长壁扩展,具有相对低吸湿性,而且原材料和制造成本低。如果看这些测试和宣传,这些丙烯酸玻璃的质量还是不错的。

但是使用丙烯酸材料的水族馆,有没有出过问题的呢?还真有好几个呢【注:以下案例不确认材料供应商】。

佛罗里达州哈伦代尔海滩某水族馆

亚克力板厚3英寸,直径 14 英尺 x 14 英尺高的圆柱形水族箱在制造(粘合)接缝处打开一条缝,瞬间释放出数千加仑的水。事件发生后,一个思维敏捷的维修人员用布餐巾塞满了裂缝,拯救了除一条鲨鱼之外的所有水生生物。这种故障是由于制造过程中垂直接缝粘合不良造成的。随着时间的流逝,该接缝因龟裂而略微打开,从而产生应力集中,从而导致灾难性事件。

迪拜购物中心(世界上最大的)水族馆

这座水族馆可以容纳250 万加仑的水,拥有超过33000条鱼,包括400条鲨鱼和黄貂鱼,是当时世界上最大的单块丙烯酸,厚度为 2.5 英尺。结果2010年2月25日在内部观察隧道处形成裂缝,导致大量水损失。裂缝很快修复,没有水生生物损失。

墨西哥马萨特兰水族馆

这座水族馆可以容纳120万加仑的水,里面有13条大型鲨鱼。2017 年 2 月 3 日,一个 3 英寸厚的弯曲头顶观景板上瞬间形成了一条大裂缝,裂缝始于水箱外部的一个大凿痕处,结果导致泄漏了超过四分之三的水,好在里面的鲨鱼能够被安全清理出来。

④ 美国佛罗里达州奥兰多,沃尔特迪斯尼世界

2014 年 3 月 17 日,沃尔特迪斯尼世界内一座大型圆柱形水族馆瞬间开口,导致附近T-Rex 餐厅内吃晚餐的很多顾客被淋湿。开口长约三英尺,员工有时间将鱼转移到位于场地上的其他水族馆。

为什么丙烯酸玻璃(亚力克板)材料会爆裂?

丙烯酸玻璃是各型水族馆的绝佳材料。这种类型的塑料具有适当的机械性能、透明度、设计和制造自由度,这些水族箱可以运行20年或更长时间。然而,如果不特别注意其蠕变特性、制造质量和安装和维护期间的保养,可能会导致突然的灾难性故障。

亚克力并非没有缺点。其失败的一些常见原因包括:

  • 亚克力板粘合不良,接缝薄弱;
  • 安装不当;
  • 亚克力板制造不良,导致强度和刚度较差;
  • 在制造过程中模制或形成面板的残余应力;
  • 引入大凿孔或凹口,这会显著增加面板的应力。

结语

德国柏林阿夸多姆水族馆为什么会突然爆裂,当地警方还在调查,并没有指出跟爆炸袭击是否有关,也没有明确跟当地降温有关。不过丙烯酸材料虽然优点多多,但是从2003年建成,至今已经运行了近20年,材料的物理特性也不容忽视。

参考资料,特此致谢!

1、《当亚克力水族箱出现故障时》,保罗·格拉曼

2、《R-浇注?丙烯酸的质量标准》

3、《雷诺聚合物技术公司在圣淘沙名胜世界的R-铸造?亚克力窗被评为世界上最大的》

4、《柏林阿夸多姆酒店》