极地海洋馆设计要点及施工工艺

海洋馆设计要点

海洋馆的设计和建设具有不同于一般展示类建筑的特殊性，这种特殊性主要体现在展示物和维护展示物的技术和设备上。海洋馆建筑很大一部分空间被设备占用（约占总建筑面积的10％）。除了一般建筑需要的配电、冷却、消防、通风、照明等系统外，最主要的设备系统是水处理系统（包括维生系统）。

海洋馆的首层地面绝大部分被水体占用，如表演池、回游池、鲨鱼池、鲸鱼池……养护池、贮水池、消防水池等，并且各部分水体所要求的洁净度、温度、深度、成分（主要是海水和淡水之分）差异很大，因而庞大的用于水处理的机械、电器系统，构成了海洋馆设备与技术的主体。

海洋动物的养护和医疗也是海洋馆必备的设施，对不同的动物和不同的疾病，养护池必须分隔，甚至设单独隔离池。动物医院位置很重要，既要保持对海洋馆的隔离，又要方便快捷。为此，必须在动物展示和表演、养护、医疗三个区域间，设置地下的通道，对通道内水体的循环、标高、水质进行合理的设计、配置。动物的展示需要大量的透明体材料，该材料既要透光性好、清晰、变形小，又要能承受巨大的水体压力。墙壁式、筒体式的海洋动物展示体，一般有二三层楼的高度，巨大的水体压力，要求将展示体壁厚做到0.5m以上，普通的玻璃既重又不安全，所以海洋馆内普遍使用亚力克胶。

海洋馆建筑的空间处理，要根据海洋馆的温度、湿度、通风等物理功能要求，确定各区域不同的层高变化；为了保证海洋动物的日照时间，还要合理设置屋顶的开启和采光，而这往往与室内温度、湿度的处理是矛盾的。这部分的机械动作，完全由计算机自动控制。

1.海洋馆主要功能分区

主题室内表演场中心共有大型弧形水池7个，其主要是海洋动物的表演池、暂

养池，中间表演池墙体为4段弧形线相贯而成，形状如同“腰果”；两侧水池为圆形及椭圆形。水体很大，对墙体整体性要求很高。

其他展馆为：极地馆、热带海洋动物展示区、企鹅馆、鲨鱼馆、海龟馆。

2.主要施工技术

主题室内表演场

★弧形墙体定位技术

★弧形模板设计、安装技术

★钢模板填缝施工技术

其他展示水体

★玻璃安装预留垭口施工技术

★观赏水体池壁防水施工技术

★维生系统设计

2.1主题室内表演场

弧形墙体定位技术：使用的全站仪，其具备利用坐标进行工作的能力。对我们实际工作中的一些三维坐标的放样，就可以利用AutoCAD建立数字化模型，先用编程计算器在计算机AutoCAD平台上进行模拟检验，经检验程序正确后，再将之用于外业放样。对于露天点线，我们就可以尽量直接利用全站仪的坐标放样功能，将所需放样点的施工坐标输入全站仪，正确操作就可以得到正确的所需点位。

弧形钢模板设计、安装技术：水池施工总体上考虑采用定型钢模板，考虑到墙体防水的要求，模板螺栓采用三段式止水螺栓。

模板的安装工艺：先吊入角模(将角模吊钩与墙立筋用8#铅丝连接,靠在钢筋上)→吊入—侧墙模就位、调垂直度、穿墙止水螺栓→就位另一侧墙模→穿对拉螺栓、调整垂直度→处理节点（拧紧模板连接螺栓、安装阴角连接器等）→模板支撑。

模板拆除工艺：拆模板止水螺栓→拆模板连接螺栓→拆第一块模板→拆模板。

钢模板填缝技术：放模板定位线→模板板面及拼接部位清理→模板拼装→模板

校正→在模板接缝缝隙处打聚氨酯泡沫填缝剂。

2.2其他展示水体

玻璃安装预留垭口施工技术：本工程观赏水池众多，需在水池池壁结构上预留垭口，镶嵌观赏玻璃。垭口呈直线形或弧形布置，有“U”形垭口和“L”形垭口，保证垭口成型的整体截面尺寸及整体平面性满足设计要求是施工难点。

观赏水体池壁防水施工技术：本工程贮水池、暂养池、表演池等水池需进行环氧玻璃钢防水施工，考虑到水池垭口处是防水施工的重中之重，因为大面积的压克力玻璃在温度变化时产生伸缩，而其在收缩时对防水表面的拉力也极大，防水施工的每道工序都需要严格执行，否则压克力玻璃安装后将会出现渗漏现象，同时水池内为人造海水，防水需具有一定的防腐性和保护水质的要求，采用环氧玻璃钢不但

起到了防止池壁渗漏的作用，同时也起到与钢筋混凝土隔离的作用，钢筋混凝土中

图1 观赏玻璃及垭口示意图

有害离子无法与处理好的水质接触，对保护水质稳定起到了关键作用。故采用环氧玻璃钢防水施工是观赏水体综合施工的一道关键工序。

施工流程：基层处理→涂布底层环氧玻璃钢→【固化、打磨、（修整）→环氧玻璃钢腻子找平→铺贴玻璃纤维毡布】→固化、打磨、修整→涂刷罩面胶料→固化养护

维生系统设计：根据各种海洋动物的生活习性，各种观赏水体的配水温度、洁净度、深度、PH值、成分差异很大，对海洋馆维生系统提出了很高的要求。

维生系统技术是海洋馆的核心技术之一，它集海洋生物学，物理学，海洋化学材料学，水处理技术于一身，是多学科综合交叉集成的一项专门技术。

小型展示水族箱维生水系统：小型水族箱维生水系统主要通过物理、化学及生物的水处理过滤，维持水质各项指标，如维持水温恒定、降解水中的氨氮、维持正常的酸碱度（PH）等，以保证在展示水族箱内海洋生物的健康生存。

大型观赏动物池维生水系统：为满足动物对水温的要求，每个大型观赏动物池各设有1台水—水板式换热器，通过水—水板式换热器对各大型观赏动物池的海水进行冷却或加热处理。极地馆与企鹅所要求的海水温度过低，中央冷水机组提供的冷量不能满足其要求，因此另设了一套制冷系统，该系统负责企鹅池海水冷却及冷库的制冷，该系统由29.4KW风冷活塞压缩机组供冷。

维生系统由六大部分组成，以下为维生系统每一部分的工艺原理。

一、重力过滤池：即开放型重力式沙滤装置, 由于它有很多的优点,至今仍然被很多水族馆所采用。它的最大优点是能提供大容量的缓冲空间而始终保持饲养水的稳定性。重力沙滤池用细砂、砬石、砾石等作过滤材料,可以将饲养生物的剩余饵料、排泄物、分泌物、水中悬浮颗粒过滤在其滤材表面,反冲洗时可将其去除，保持水质清澈。而更重要的作用是重力沙滤池的滤材具有较大的表面积，以适应硝化细菌和亚硝化细菌的生长和繁育。重力沙滤池的过滤压力一般在0.1～0.2Kg/cm2左右，过滤速度为4～6m /h。

二、冷热交换器：主要有多管式热交换器和多板式热交换器，而后者被认为是适合水族馆使用的最理想的交换器，大连极地馆就采用这种交换器，使用情况非常好。交换器的冷源由冷冻机组提供，热源由燃煤或燃油锅炉提供。

三、压力过滤器：它的特点是过滤速度快（一般为10～40m/h，最大压力一般为

2.5Kg/cm2），占地面积小，节省空间，可以使水族馆实现半自动化和自动化管理。压力过滤器的不足之处是过滤效果相对重力沙滤池差，而且设计必须注意解决溶解氧不足的问题。

四、滴流过滤器：滴流过滤器是一种较新的水族馆水处理技术理念，滤材是塑料制成的多负片式或多柱式的生化球和多孔陶瓷块，具有非常大的表面积，滤材裸露或半浸在水中，所以氧气供应不成问题。滴流过滤器的过滤速度较慢，当饲养用水淋入滤器时，水从生化球表面流过，源源不断地为吸咐在其表面下的硝化细菌提