展城市个性 为大海增色—青岛水族馆海底世界设计回忆

2001-04-17 发表

青岛海底世界位于青岛汇泉湾畔,毗邻青岛著名风景区鲁迅公园和第一海水浴场。沿石阶顺势而下,不足百米,一座地下宫殿似的大门便会在眼前洞开。仿生状的贝壳型入口被装饰得颇具海洋韵味,独特的地理位置,现代化的展示手段,使其成为全国独具特色的海洋生态大观园。

青岛海底世界是在青岛水族馆的基础上,整合了青岛水族馆、标本馆、淡水鱼馆等原有旅游资源,与依山傍海的自然美景相融合,形成山中有海的奇景,是国家4A级旅游风景区。青岛水族馆是中国第一座水族馆,建筑面积近800平方米,始建于1931年,在当时,青岛水族馆不论在建筑设计还是在规模上,均属亚洲一流,从1932年到1996年,青岛水族馆在国内水族馆中“老大”的地位一直不曾动摇。然而,随着1996年大连圣亚海洋世界的建成开张,青岛水族馆受到了前所未有的压力和冲击。

在青岛市委市政府的支持下,青岛水族馆海底世界开始规划建设,1996年7月由青岛市计委正式立项。要让古老的青岛水族馆在未来社会也处于领先地位,要建设具有青岛特色的国际先进水平的海底世界,最重要的是选择一家熟悉海洋、熟悉青岛、设计理念先进、技术力量雄厚的建筑设计单位。

时任水族馆馆长的宇文胜率队考察了日本、美国、澳大利亚等地国际先进的海底世界后,经过反复论证,最后决定由新西兰海景公司负责建筑方案和维生工艺设计,由青岛市建筑设计研究院承担青岛水族馆海底世界设计施工图的任务。

1999年4月,设计院抽调精兵强将,组成了水族馆海底世界设计小组。设计小组知道自己面临着巨大的挑战:青岛水族馆海底世界建筑面积7300m2,地下四层,局部五层,地上局部一层,框架――剪力墙结构,该工程为全地下结构,主体在地下18米,工程复杂程度和设计难度都非常大;新西兰海景公司是世界上著名的水族馆设计公司,对施工图设计有着近乎苛刻的要求,而设计院是第一次承接有关水族馆的设计任务,没有经验可循。

青岛设计院有敢打硬仗、善打硬仗的传统。院领导多次召开专题会议,为海底世界的设计确定方向。有了支持,困难再多也要上,在贾俊卿的带领下,设计小组全体人员不等不靠,买来有关书籍资料,白天画图设计,找设计院里的专家请教挑错,晚上聚在一起学习钻研,讨论设想,由于当时计算软件的限制,该工程大部分的结构计算工作都是由结构设计人员手算完成。该工程完工后,整个工程的结构计算书大约有近千页。大家戏称好像又回到了大学时期。

令设计小组没有想到的是,第一个遇到的困难竟然是自己主动找上的:按照国家现行规范及目前国内可查资料得出的地下室外墙的土压力计算方法中土侧压力系数取值,该工程地下室外墙厚度须取800mm以上才能满足强度和裂缝要求。但在实际设计绘图中他们发现,由于青岛独特的地质结构,该工程为岩石基坑,外墙距基坑外边很近,在这种情况下,土体对外墙的侧压力可考虑土体与侧壁摩阻力的有利影响,但当时该情况的计算在国内没有任何资料可查。怎么办?是简单的按照惯例设计,还是让设计更合理但自找麻烦?

建筑设计人员的职业道德感和设计院几十年来一直遵循的争创更优更好的设计理念让所有的参与者都毫不犹豫的选择了后者。国内没有资料,那就找国外的,英语资料上没有,那就找其他语言的,没有通用公式,那就自己推导。为此,结构设计人员通过运用土力学的基本公式,推导出在该情况下土体对外墙的实际侧压力计算公式,同时还利用计算机知识编制了适用范围更广的AUTOLISP程序。恰好贾俊卿在自己翻译的前苏联俄文资料中也找到了有关的理论依据,通过上述理论推导,推导出了适合该工程的实际理论计算公式。这样,地下室外墙的最大厚度最后减少为600mm。这个创新既为甲方节约了大量资金,也使该建筑的使用功能更加合理。当时正好建设海底世界遇到了资金困难,水族馆有关领导听说此事后,高兴地连声道谢,说设计院为他们解决了一个大难题。

设计小组遇到的第二个困难是能不能对新西兰海景公司的建筑方案说不。地下四层是青岛海底世界最大的一个展厅,其右侧是海底世界最大的平面展窗,透过宽14.4米、高3.8米、厚25厘米的亚克力玻璃窗,人们可以近距离欣赏到惊险刺激的“人鲨共舞”场面。当时海景公司提出的建筑方案是:考虑该窗顶有承重柱,且该窗跨度大,为安全起见,玻璃窗被几个立柱分开。水族馆有关人员对此也没有提出异议,但设计院设计人员扎实的业务能力和良好的职业素养,使他们意识到了一个问题:如果按照海景公司的方案实施,立柱会挡住游客的视线,将会影响大水体的最大亮点——观赏效果。经过仔细考虑,他们向海景公司提出重新设计方案,最好不要立柱,海景公司的答复是“不可能”,原因是根据现有的条件他们做不到美观和安全并重。设计组于是决定自己来设计。有人很担心,善意的劝告:“水族馆方面都没有意见,你们何必多此一举,如果安全真出了问题,这责任可就大了。”

设计组人员并没有迷信权威的建议,也没有被善意的劝告左右,他们更相信自己的设计能力,设计组通过大量手工计算,确定了采用深梁转换的结构方案,由于当时计算机软件的局限,该部分工作量全部由结构设计手工完成。当他们把这个结果告诉新西兰设计师Divel时,他兴奋的直说perfect(太完美了)!

让设计组人员高兴的是,当初的这个决定,竟成为日后海底世界的一个最大亮点。现在在这里,游客们可以看到成群的鱼游来游去,仿佛是在做表演,同时还可以欣赏到“美人鱼”如诗如幻的水中芭蕾表演,也可以在此举行别开生面的水下婚礼,让千万条鱼儿佐证这庄严、愉悦的时刻。

设计组人员越来越自信,他们又把目光对准了亚克力观赏圆筒。海底世界大水体自动走道中的5500mm直径的观赏筒,是当时世界上最大的单体圆柱展示水体,内圆由贯穿海底世界三层展区的圆柱展缸构成,其高度达7.6米,直径为5米,能够盛下100余吨海水。设计公司开始最早采用的设计方案同北京、上海海底世界中的观赏圆筒一样,是有笨重的抗浮拉索的。但是设计组人员发现,虽然亚克力观赏筒是在大水体水中,但筒是通过自动走道与外界相连的。尽管阿基米德定律中水对物体的浮力等于物体排开水的重量,但实际水浮力是由压力差产生的,因此,在该情况下,观赏筒虽然在水中,但水对它不仅没有浮力,还有压力。设计公司接受了设计组的推论,去掉了抗浮拉索。这也最终形成了青岛海底世界亚克力观赏筒的别具一格。

   眼看工程就要竣工了,设计组却遇到了一个最大的困难。海底隧道全长82.4米,由进口的亚克力玻璃粘结制成。由于技术的垄断,全球海底世界自动走道设备当时只有新西兰一家公司能够生产。因此,该公司要求使用方提供的技术条件非常严格,他们要求甲方提供实际误差不超过1厘米的自动走道实际竣工测量图。由于当时海底世界土建工程已基本完成,观测工作受到场地限制很大,按照常规的方法很难完成高精度测量,为此,结构设计人员主动与甲方、施工单位配合,采用多种测量方法,经过现场测量和AUTOCAD实际绘图,最终实现测量闭合,满足了新西兰生产厂的要求。该自动走道的最后安装工作非常顺利。

 

经过三年艰苦而卓有成效的劳动,2003年4月,青岛海底世界土建及工艺施工基本结束,青岛水族馆工作人员、新西兰海景公司设计人员、青岛建筑设计研究院设计人员也成了好朋友。在整个土建的施工过程,结构设计人员每天早上都主动到工地现场,帮助甲方和施工单位解决实际问题。对于甲方和施工单位提出的问题,一般都会在几个小时内解决,被甲方和施工单位称做仅次于消防队的工地服务。贾俊卿是设计院返聘的老同志,老专家在工作中勤勤恳恳,任劳任怨,耐心传授专业知识经验,带病坚持工作,为设计院争得了荣誉。

由于当时新西兰方聘请的翻译虽为专业翻译,但其在土木工程专业却并不精通,在图纸翻译中出现了一些错误,甚至影响到了工程的进展。为了更好的和外方交流,结构设计人员主动担当起翻译的角色,把大部分结构图纸绘成中英文对照图纸,同时还当起和外方讨论方案和工作电话联系的翻译,工作量增加了不止一倍。拿着当年设计院出图的唯一一份中英文对照图纸,外方的设计师Divel和Ken都称赞不已。 (贾俊卿 李琴生)