Аквариальный комплекс
Аквариальный комплекс направлен на реализацию демонстрационной экспозиции живых морских и/или пресноводных рыб и беспозвоночных животных, с возможностью активного отдыха и массового купания посетителей, а также на создание иллюзии плавания (нахождения) в непосредственной близости людей, без каких-либо преград, от водных животных. Указанный технический результат достигается тем, что в аквариальном комплексе объединены и совмещены две составляющие - экосистемы, которые строго различны и не имеют пересечений:
- общественный стационарный бассейн, состоящий из прозрачной акриловой чаши, наполненной пресной или морской водой с традиционными системами фильтрации и закладных элементов;
- публичный стационарный аквариум/океанариум, состоящий из прозрачного акрилового резервуара, наполненного пресной или морской водой с ихтиофлорой и фауной, с системами жизнеобеспечения животных и растений.
Аквариальный комплекс состоит из суперпозиции публичного аквариума и общественного бассейна, изготовленных и расположенных особым образом.
Аквариум - это искусственный водоем, предназначенный для содержания рыб и других водных животных, а также растений.
Аквариумом, вопреки распространенному мнению, называют не только сосуд для содержания водных животных и растений, но и учреждение, где содержатся представители водной фауны. Большие морские аквариумы чаще называются океанариумами. Во многих океанариумах ведутся и научные исследования.
По сути, океанариум - это бассейн с морской водой, предназначенный для содержания морских животных: беспозвоночных, рыб, пресмыкающихся, млекопитающих. За границей термин oceanarium используется довольно редко. Гораздо чаще их называют public aquarium - публичными аквариумами. В названиях конкретных зарубежных учреждений обычно присутствует слово aquarium или его аналог из другого языка.
Самая первая экспозиция аквариумов приняла посетителей в 1849 г. в лондонском Риджент-Парке. Затем, в 1860 г., был открыт первый материковый морской публичный аквариум в Вене, в Париже - в 1861 г., в Берлине - в 1869 г.(первый морской публичный аквариум с искусственной соленой водой) и во Франкфурте-на-Майне - в 1877 г. В США первые два публичных аквариума открылись в 1865 г.- сначала в Нью-Йорке, а затем в Бостоне (в последнем даже содержались акулы и скаты).
В России широкая публика впервые увидела аквариумы в 1863 г. на первой акклиматизационной выставке в Москве. А всего в период с 1863 по 1913 г. в разных городах Империи состоялось более 120 публичных демонстраций обитателей аквариума - больше, чем во всех государствах Европы вместе взятых.
В 1864 г. открытие Московского зоопарка сопровождалось организацией первой аквариумной выставки. Она создавалась как «Морской аквариум» (за год до открытия первых морских публичных аквариумов в США), однако использовать ее по назначению не удалось, и ее приспособили под водоплавающих птиц.
Первый публичный морской аквариум Российской империи был открыт в 1897 г. в цокольном этаже здания Севастопольской биологической станции и успешно работает до сих пор.
В 1910 г. киевский аквариумист А.А.Шелюжко создал первую в России аквариумную рыборазводню, состоявшую из 256 бассейнов и существенно превосходившую по размерам все европейские рыборазводни того времени. В том же году в Москве была открыта постоянно действующая частная аквариумная выставка, на которой в 114 аквариумах и бассейнах (объемом до 3,5 тыс. л) экспонировалось в разное время от 100 до 150 видов рыб - обитателей наших и тропических вод.
С 1979 по 1996 гг. в СССР и странах, образовавшихся после его распада, были введены в строй относительно крупные аквариальные экспозиции. Характерной особенностью большинства из них стало наличие морских аквариумов. Но все эти объекты в значительной степени уступали зарубежным аналогам.
С 2007 года обитатели морей, океанов и рек живут в Санкт-Петербургском Океанариуме ТРК «Планета Нептун» площадью 5000 кв.м., где расположены 34 аквариума, в которых около 5 тысяч рыб и около 100 видов беспозвоночных, а также морские млекопитающие - тюлени. Проектировался океанариум одним из известнейших финских архитекторов Хана Лайтила и Новозеландской фирмой «Marinescape». Итогом стал запуск комплекса механических, электротехнических и химических процессов, направленных на поддержание жизни и развития обитателей океанариума в постоянном режиме. Опыт создания этого публичного аквариума очень интересен, т.к. была спроектирована уникальная система жизнеобеспечения для обитателей подводного мира из разных климатических зон: от российских водоемов до морского побережья и коралловых рифов.
Прежде всего, была разработана специальная система подготовки морской и пресной воды для аквариумов. Вода забирается из городского водопровода и подвергается дополнительной обработке - фильтрации через угольные, песчаные или мембранные осмотические фильтры в зависимости от назначения. Морская вода готовится с использованием настоящей морской соли из Красного моря. Все аквариумы работают по замкнутой схеме. По мере испарения воды из аквариумов морской зоны, в них добавляется пресная вода для поддержания солености на уровне океанической.
В систему жизнеобеспечения аквариумов входят механические, биологические фильтры и протеиновые скиммеры. В дополнение к классическим фильтрам крупнотоннажные аквариумы оборудованы системами ультрафиолетовой обработки воды для предотвращения возникновения и развития инфекционных заболеваний.
Анализ качества воды в аквариумах производится сотрудниками гидрохимической лаборатории ежедневно. Контроль ведется по таким показателям, как, плотность, pH, растворенный O2, концентрация ионов NO3, NO, PO4, Mg, Ca, Cu, жесткость общая и карбонатная, температура.
Строгое соблюдение температурного режима в аквариуме жизненно важно для его обитателей: вода для одних нагревается, для других - охлаждается до определенной температуры. Для рыб - обитателей различных регионов - важно создать условия, максимально приближенные к естественным. К примеру, для содержания обитателей Северо-Западного региона в искусственных условиях необходимо поддерживать температурный режим на достаточно низком уровне. Этим целям служат 13 пластинчатых теплообменников «Ридан». Преимущества теплообменного оборудования для данных условий работы - отсутствие электрических элементов нагрева и охлаждения, и материал пластин - нержавеющая сталь, что помогает в создании естественных условий для жизни обитателей и безопасного сервисного обслуживания оборудования. Надо отметить, что очистка теплообменников происходит 3 раза в год, но специалисты сервисной службы приезжают и для устранения разовых забитий протоков. Основная причина их засорения - это продукты жизнедеятельности обитателей океанариума и другие органические загрязнения. Пластины промывают специальным раствором, затем простой водой, для безопасности обитателей. Спустя полтора года после установки теплообменников можно говорить об очередном успешном опыте их применения. За это время на теплообменниках не выявлено ни одного случая коррозии пластин.
Обобщая доступный международный и отечественный опыт, можно сказать, что человечество наработало огромный опыт в области создания и эксплуатации публичных аквариумов.
Второй, не менее важной составляющей аквариального комплекса является общественный бассейн. Бассейн - это не просто большая емкость, содержащая очищенную воду и предназначенная для купания людей. Бассейн - это сложное гидротехническое сооружение, которое при правильном пользовании обеспечивает максимально возможный комфорт и удовольствие. Прежде всего, бассейн - это система очистки, в которой непрерывно осуществляется рециркуляция и фильтрация воды и проводится ее постоянное обеззараживание. Кроме того, бассейн - это система безопасности - начиная от прочных конструкций и контроллеров качества воды, и кончая гигиеническими напольными покрытиями и лестницами с противоскользящими ступенями.
По своему назначению бассейны могут быть общественными (к ним относятся общедоступные и корпоративные) и индивидуальными (частными).
Бассейны могут быть открытыми и закрытыми. Главное достоинство закрытых бассейнов заключается в том, что ими можно пользоваться независимо от погодных условий и времени года. Закрытый бассейн потребляет гораздо меньше энергии для обогрева воды. Кроме того, крыша избавляет от хлопот по подготовке бассейна к купальному сезону весной и консервации осенью. Однако закрытые бассейны дороже и требуют оснащения системами вентиляции, осушения и кондиционирования воздуха, которые должны обеспечивать оптимальные параметры микроклимата в помещении.
Открытые бассейны, функционирующие круглый год, встречаются довольно редко. Обычно это большие стационарные бассейны общественного пользования, построенные много лет назад (например, комплекс «Чайка» в Москве). Но они скорее похожи на большую ванну, чем на полноценный бассейн.
По своей конструкции бассейны делятся на стационарные и сборно-разборные. Стационарные бассейны обычно больше по размерам и обладают многими преимуществами. Прежде всего, площадь, глубина и форма стационарного бассейна ограничены лишь имеющимся свободным пространством, что позволяет заниматься полноценным плаванием и нырянием. Такой бассейн может оснащаться более сложными и эффективными системами обеспечения качества воды и практически любым оборудованием для оздоровительных процедур и развлечений.
Значительный вес стационарных бассейнов позволяет строить их только на прочных основаниях, на основе проведенных точных проектных расчетов.
Чаша (емкость, в которую наливают воду) у стационарных бассейнов традиционно и чаще всего, выполнена из специального гидротехнического бетона, который заливается на арматуру. Кроме того, чаша может быть и пластиковой, изготовленной, например, из полипропилена, полиакрилата или полистирола.
В настоящее время, прозрачными и прочными материалами, используемыми повсеместно, при строительстве прозрачных аквариумов и бассейнов являются: силикатное стекло, клееное силикатное стекло (
триплекс
), акриловое стекло и клееное акриловое стекло.
Силикатное стекло - обычное стекло, устанавливаемое в окнах. Из него и изготовлено подавляющее большинство небольших по размеру аквариумов. В аквариумистике используется силикатное стекло толщиной от 4 до 19 мм. Чем больше его толщина, тем выше прочность и тем больший объем воды оно выдерживает. Однако при этом в значительной степени увеличивается вес всей конструкции. При оценке общей массы аквариума из силикатного стекла с оборудованием и крышкой, к расчетному весу воды прибавляют приблизительно еще 1/3. Следует учесть что, когда речь заходит о емкостях более тонны, вес конструкции играет немаловажную роль.
Иногда для изготовления многотонных конструкций применяется триплекс - толстое стекло, состоящее из склеенных между собой тонких слоев акрилового стекла, через прочную, специальную полимерную пленку. Из триплекса делаются лобовые стекла автомобилей. Триплекс - это устаревающий материал, по прочности он уступает равному по толщине силикатному стеклу. Кроме того, со временем стекла-слои могут смещаться относительно друг друга, что приводит к расклейке и появлению пузырей между ними. Триплекс применяют в очень редких случаях.
Склеивают аквариумы из силикатного стекла при помощи специального аквариумного герметика, после полной полимеризации которого, получаются крепкие, эластичные швы, надежно скрепляющие всю конструкцию. Скорость высыхания (полимеризации) герметика составляет в среднем 1 мм за двое суток. Этим объясняется длительный срок необходимый для изготовления аквариумов под заказ. Толщина силиконового слоя на швах в два - два с половиной раза больше толщины используемого стекла. Герметик, обычно, применяется черный, либо прозрачный. Швы заметны, но внешний вид аквариума это не портит. Силикатное стекло тяжелее обрабатывается, нежели акриловое. Его возможности по созданию емкостей сложных форм ограничены по сравнению с акрилом, но весьма разнообразны. Безусловно, такое многообразие видов складывалось на протяжении всей истории аквариумистики и определяется техническими особенностями склейки стекол, оптимальными визуальными пропорциями и себестоимостью производства.
За несколько последних лет технологии изготовления аквариумов заметно продвинулись вперед, улучшилось качество и надежность изделий, становятся доступными новые формы. Дуговые гнутые стекла получают при помощи процесса, который называется молнирование - обработка стекла в термокамерах, где они принимают форму специальных шаблонов. Дуговые аквариумы предпочтительно изготавливают из набора определенных стандартных гнутых форм.
Аквариум из силикатного стекла требует надежной ровной основы, специального высокопрочного фундамента. Отверстия в силикатном стекле делаются без особенных проблем, но в некоторых случаях, акриловое стекло может оказаться для этого более предпочтительным.
Акриловое стекло намного пластичней силикатного, оно легко режется, сгибается, ему можно придавать самые замысловатые формы. Акриловое стекло при одинаковой толщине выдерживает большие нагрузки, чем силикатное. Все это позволяет изготавливать из него недоступные для силиката аквариумы. Оно легко сгибается в дугу, правда до определенного предела.
Для придания акриловому стеклу сложных изогнутых форм по шаблонам, нередко применяются термокамеры. Изготовление шаблона доступно и сравнительно дешево, что позволяет создавать уникальные стекла для сложных изделий.
Фронтальные и боковые стенки акрилового аквариума обычно гнут из цельного стекла при помощи нагрева. Температура размягчения оргстекла около 200°С, а силикатного около 800°С. Преимущество такого метода заключается в получении прозрачных ребер аквариума при отсутствии клеевых швов, что улучшает внешний вид.
Акриловое стекло весит значительно меньше силикатного, что играет немаловажную роль, когда необходимо облегчить всю конструкцию.
Толщина отдельных акриловых стекол, используемых в аквариумистике от 4 до 30 мм. Существует множество различных марок и разновидностей акриловых стекол. Из них для изготовления аквариумов применяются стекла, полученные только при помощи литья. Экструзионные стекла, получаемые прокатным способом, не используются. В них присутствуют внутренние напряжения, из-за которых они часто ломаются уже на стадии склейки.
Аквариумы из акрила склеиваются по специальной технологии с использованием растворителей - дихлорэтана, трихлорэтилена или специальных клеев. Правильно склеенные швы абсолютно прозрачны, создается впечатление монолитности всей конструкции. Но на выветривание растворителя требуется от 10 до 30 дней.
Как уже упоминалось, акриловое стекло менее плотное и пластично по сравнению с силикатным, этим и обуславливаются его положительные качества. Оно выдерживает большие нагрузки на дно аквариума и менее требовательно к поверхности, на которую устанавливается. Отдельные, небольшие царапины на оргстекле легко полируются.
Сравнительные характеристики основных материалов для изготовления аквариального комплекса приведены в таблице ниже.
 | Силикатное стекло | Акриловое стекло |
| Царапины | Силикатное стекло (в дальнейшем, стекло) очень трудно поцарапать. Царапины стекла, как правило, требуют довольно жесткого материала и значительного давления. | Акриловые стекла легко поцарапать, но царапины можно легко заполировать. |
| Вес | Стекло является более плотным и, следовательно, более тяжелым материалом, чем акрил. Чаша аквариума из стекла часто весит в 3-6 раз больше, чем акриловая такого же объема. | Акриловые аквариумы легче, чем стеклянные емкости, что значительно облегчает их транспортировку. Это также означает, что акриловый аквариум будет меньшей нагрузкой на структуру, которая поддерживает его, чем стеклянная емкость. Тем не менее, следует помнить о том, что большинство веса составляет вода и декорации, а не сам аквариум, поэтому это может иметь значение только при использовании максимальных нагрузок на перекрытия, где важен каждый лишний килограмм. |
| Экстремальная ситуация | Резкое воздействие на стекло - удар по одной из его сторон, скорее всего, приведет к разбитию аквариума. Еще одна «Ахиллесова пята» стекла - это так называемая точка остаточного напряжения сжатия - совершенно не предсказуемый фактор, эта мина замедленного действия, которая может сработать от слабого удара или точечного силового контакта. | Хотя очень сильное воздействие может выломать кусок акрила из стенки аквариума, величина силы, необходимой для этого ущерба гораздо больше. Большинство ударов способных разбить стеклянный аквариум на осколки, практически никак не повлияют на акриловый, лишь оставят царапины, которые в большинстве случаев можно удалить. |
| Форма | Стекло является довольно жестким и хрупким материалом. Из-за этого, очень сложно изготовить аквариумы отличные от прямоугольной формы. Кроме того, гнутые аквариумы из стекла имеют тенденцию к искажению, делая вещи по другую сторону гнутого стекла, большими или меньшими, чем они есть на самом деле. | Акриловое стекло формуется практически в любую форму. Гнутые акриловые стекла имеет меньшую тенденцию к искажению внутреннего мира аквариума, которые находятся за кривой. Из-за этих двух факторов, акриловые аквариумы очень популярны там, где нужно создать аквариум сложной формы с минимальными искажениями. |
| Толщина | Материал, необходимый для создания аквариума из стекла в большинстве случаев будет толще, чем тот, который требуется для строительства акрилового аквариума такого же размера. Закаленное стекло может немного повлиять на толщину и вес аквариума, но имеет существенный недостаток - закаленное стекло не может быть просверлено для размещения коммуникаций, фильтров и другого необходимого оборудования. | Акриловые аквариумы особенно гнутых форм требуют значительно меньшей толщины, чтобы поддержать тот же объем воды, что и стеклянные. Любой акриловый аквариум может быть просверлен для размещения коммуникаций системы жизнеобеспечения даже после монтажа. |
| Преломление Света | Стекло имеет отличный от воды показатель преломления. Это значит, что свет преломляется многократно на границах воздух-стекло-вода (не менее 4-х преломлений). Цвета будут не совсем верными, позиция не точной, а размер искаженным. Чем толще стекло, тем более выражен характер этих искажений. Это означает, что в аквариумах с особенно толстыми стенками стекла, обитатели аквариума будут существенно искажены. | Акриловые стекла имеют почти такой же показатель преломления, как вода. Это означает, что, когда вы видите рыбу в акриловом аквариуме, свет преломляется только один или два раза. Из-за этого, скорее всего, мы видим, что рыба слегка смещена в сторону, но размер и цвет являются подлинными. |
| Стоимость | Стекло легче в изготовлении и требует меньшего времени при сборке аквариума. При изготовлении больших емкостей (более 500 литров) цена теряет свой приоритет в сравнении с акриловым аквариумом такого же объема. | Цена на акриловое стекло выше цены на силикатное стекло. Акриловые аквариумы более сложны в изготовлении и требуют серьезного мастерства и опыта. При изготовлении сложных форм на цену ложатся и высокие энерго- и трудозатраты. |
Таким образом, сущность Аквариального комплекса заключается в объединении двух составляющих: общественного бассейна и публичного аквариума, в целях реализации демонстрационной экспозиции живых морских и/или пресноводных рыб и беспозвоночных животных, с возможностью активного отдыха и массового купания посетителей, в условиях создания иллюзии плавания (нахождения) в непосредственной близости людей, без каких-либо преград, от водных животных.
В целом комплекс может быть рассмотрен как объединение двух составляющих:
- общественного стационарного бассейна (в дальнейшем бассейн), состоящего из прозрачной акриловой чаши наполненной пресной водой или морской водой с традиционными системами фильтрации (для очистки, рециркуляции, подогрева и обеззараживания воды), закладных элементов (скиммеров, форсунок, сливов и переливных решеток) и, при необходимости, системой создания необходимого гидрохимического состава воды;
- публичного стационарного аквариума/океанариума (в дальнейшем аквариум), состоящего из прозрачного акрилового резервуара, наполненного пресной или морской водой с ихтиофлорой и фауной, с системами жизнеобеспечения животных и растений. В аквариуме предусмотрены системы очистки, кондиционирования, обеззараживания, терморегуляции, обогащения кислородом и создания необходимого гидрохимического состава воды. Кроме того, присутствуют системы кормления животных и технического обслуживания (для чистки внутренних поверхностей стенок, внесение/удаление растений, животных, грунта и деталей оформления). Две последние системы, кроме своего прямого назначения, могут иметь и демонстрационный характер, с использованием техперсонала аквалангистов.
В настоящее время наиболее перспективным, является изготовление стенок аквариума, стенок и дна бассейна, составляющих аквариальный комплекс, из акриловых панелей большой толщины (до 60 см), в свою очередь, состоящих из нескольких (до 14-15 штук) акриловых листов по 4 см толщиной каждый. Акриловые листы соединяются друг с другом в панели произвольных форм (плоские, выпуклые, вогнутые) при помощи акрилового клея, который впоследствии растворяется паром под высоким давлением. В дальнейшем, блоки панелей также склеиваются между собой в единое, практически монолитное сооружение.
Опыт подобного производства крупных акриловых панелей впервые был применен компанией Ниппура (Япония) в океанариуме Окинава Тюрауми (полуостров Мотобу).
Для защиты от царапин внутренний (возможно и внешний) слой акриловой панели может быть изготовлен из моллированного силикатного стекла. Этот метод предусматривает изгиб стекла под воздействием высокой температуры. Под действием собственного веса стекло, разогретое до пластичного состояния, принимает форму заранее изготовленного шаблона. После придания стеклу необходимой формы, оно подвергается закалке. Затем стекла склеиваются специальным гелем. Следует учесть, что прочность гнутого стекла увеличивается в 5-10 раз на удар и в 2-3 раза на изгиб по сравнению с обычным стеклом. При моллировании используются стекла толщиной от 4 до 19 мм, с максимальным размером 2440×1800 мм.
Посетителей аквариального комплекса условно можно разделить на две категории:
- люди, которые будут принимать непосредственное участие в плавание в бассейне,
- люди, производящие внешний осмотр экспозиции.
Для первых, из перечисленных, следует предусмотреть широкий спектр водных развлечений в бассейне, прокат различного оборудования для плавания (надувные матрацы, ласты, маски и т.п.), возможность заниматься дайвингом. Основная цель - создать у купальщиков иллюзию плавания среди акул, для получения острых и положительных эмоций.
Для вторых, важно купание первых в непосредственной близости от водных животных, когда прозрачная преграда абсолютно незаметна и создается тот же, но теперь уже визуальный эффект плавания среди акул.
Следует отметить, что ввиду конструктивных особенностей комплекса, достижение эффекта абсолютно безопасно для людей, в отличие от традиционных дайвинг-аттракционов, предусматривающих погружение людей с инструктором в живую среду морей, океанов и дельфинариев. Этот факт снимает ограничения на возрастные и по показателям здоровья рамки посетителей аквариального комплекса. Любой желающий, может участвовать в шоу плавания-ныряния или просто наблюдать за разворачивающимся действом.
Дополнительные сервисные функции могут быть реализованы за счет устройства кафе и ресторанов, примыкающих или расположенных неподалеку от аквариального комплекса.
Как видно из приведенного рисунка (Серия 3 лист 1), конструкция аквариального комплекса предполагает совмещение в вертикальной плоскости сооружений бассейна и аквариума, при этом экосистемы составляющих комплекса (аквариума и бассейна), строго различны и не имеют пересечений.
На рисунке (серия 3 лист 2) в качестве примера приведена конструкция комплекса, состоящая из бассейна в форме мениска диаметром 40 метров и глубиной 4,5 метра и цилиндрического аквариума диаметром 60 метров и высотой 10 метров. Вокруг бассейна кольцеобразная зона отдыха посетителей бассейна шириною 10 метров. Следует отметить, что в конкретном проекте для реализации полезной модели, формы и размеры бассейна и аквариума могут быть иными (например: бассейн в форме шестигранной призмы со стороной 20 метров, глубиной 4 метра и аквариум высотой 12 метров).
Задача полезной модели заключается в создании единого комплекса, обеспечивающего возможность демонстрационной экспозиции живых морских и/или пресноводных рыб и беспозвоночных животных и активного отдыха и массового купания посетителей, в условиях создания иллюзии плавания (нахождения) в непосредственной близости людей, без каких-либо преград, от водных животных.
Технический результат вышеописанной полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей составляющих комплекса (бассейна и аквариума), взятых в отдельности, и достигается тем, что аквариальный комплекс строится как комплекс гидротехнических сооружений, состоящий из общественного бассейна и публичного аквариума, с уникальной геометрией (бассейн, объединенный с аквариумом), в сочетании со свойствами высокой прозрачности конструктивного материала комплекса (практически невидима разделительная граница прозрачного дна бассейна и водной среды аквариума), что обеспечивает оптический эффект иллюзии плавания (нахождения) в непосредственной близости людей, без каких-либо преград, от водных животных.
Реализовать строительство аквариального комплекса можно как в закрытом помещении (подходит для всех климатических зон), так и на открытом воздухе (для тропиков и субтропиков). Кроме того, возможна реализация в здании с раздвижной крышей. Все нюансы строительства комплекса, предусматриваются на стадии проектирования и в дальнейшем реализуются с максимальной точностью.
Аквариальный комплекс, представляющий из себя комплекс гидротехнических сооружений, состоящий из общественного бассейна и публичного аквариума, для реализации демонстрационной экспозиции живых морских и/или пресноводных рыб и беспозвоночных животных, с возможностью активного отдыха и массового купания посетителей, в условиях создания иллюзии плавания (нахождения) в непосредственной близости людей, без каких-либо преград от водных животных.
