创新驱动着我们,使新事物成为可能,并在我们甚至不知道有墙壁的地方打开大门。然而,有时创新,敢于尝试新事物,也会带来风险。1985年5月9日晚上8点,瑞士城市乌斯特游泳俱乐部的青少年游泳训练开始。半小时后,一切都化为废墟。
一个用新材料悬挂的混凝土天花板,这种材料不应该生锈,像一个盖子一样掉落在泳池上。接下来是长时间的救援和搜救工作。十二人失去生命。很快就明确:据称不生锈的金属挂钩有些完全生锈断裂。它们再也无法支撑天花板。
这样的事情怎么会发生?乌斯特室内游泳池的灾难本可以避免吗?我们将共同仔细研究这一超过40年的建筑灾难,最后提出一个问题:我们可以从这个悲剧事件中为现代建筑行业学到什么?
1970年代和1980年代的瑞士建筑业
为了更好地理解这一灾难,我们首先看看乌斯特室内游泳池建造的那个时代。当时,建筑行业的声誉差到了极点。无论是山坡上滑落的房屋、漏水的地窖还是新建钢筋混凝土建筑中的锈蚀——报纸上都充斥着这样的头条:混凝土开裂,防水层失效,钢筋建筑中金属部分的腐蚀。
即使那时本地新闻更多地报道了这些案例:它们越来越频繁地出现。因此,瑞士面临严重的建筑问题。乌斯特这座隶属于苏黎世州的城市中游泳馆的建造引起了公众的关注。从一开始,媒体怀疑的目光就盯着这个项目。然而,一切进展顺利。游泳馆建成并受到良好的访问。于是日报找到了其他目标,岁月流逝,直到1985年乌斯特室内游泳池的倒塌。
1985年前的乌斯特室内游泳池
在我们关注到实际的乌斯特室内游泳池的倒塌之前,让我们先看看建筑物本身。1971年,乌斯特游泳池的奠基仪式举行。一年后,建筑竣工,并在11月开放。当时,这只是众多当时项目之一。
尤其是在20世纪60年代末和70年代初,瑞士经历了一个真正的游泳馆热潮。游泳是现代且受欢迎的,无论是出于休闲目的、学校体育还是比赛。难怪许多社区将一个新的室内游泳池列为优先事项。
特别创新的是在游泳池中安装悬挂天花板,乌斯特室内游泳池也不例外。轻金属框架上通常搭配木材或纤维板,非常有效地改善了声学效果,同时避免了原始天花板的湿气损害。有时还使用矿棉或轻质混凝土的元素。
这样的天花板则悬挂在钢缆或螺纹杆上,在实际承重结构下方。此外的另一个优点:游泳池的内部更美观。所有的管道都可以隐藏在中间天花板下。
乌斯特室内游泳池倒塌前的特殊之处
在乌斯特室内游泳池中,首先浇筑了主天花板,其上嵌入了直径为10毫米的207个悬挂钩。然后屋顶才被安装。在金属挂钩上,工人们悬挂了悬吊天花板。这与那时常见的轻质材料不同,同样是用混凝土制成,因此重达好几吨。从1972年年初起,它自由飘浮在主泳池上方。而且它坚持了——超过十年。
尽管后来还附加了一种特殊的抹灰层和一个木材镶板来改善声学效果。最终整个悬吊天花板比原先计划的重多出约30%。它因此坍塌了吗?其实并不是。挂钩上的这一额外的拉力不足以导致乌斯特室内游泳池的倒塌。
乌斯特室内游泳池使用的致命合金
另一大特点是特种合金的使用来制作天花板的承重结构。因为在常规游泳池运营期间,氯蒸气会在悬吊天花板和实际大厅天花之间聚集。这些不仅有毒,而且对钢极具侵蚀性。
为了防锈,建筑行业采用了一种在建筑业中至少是当时真正的新颖材料:一个耐锈蚀的铬镍合金。这是一个当时新型的铁、铬和镍的组合。它是一种具有出色的抗腐蚀和耐热性的金属。
即便是今天,它几乎在所有涉水或涉热的地方都会被使用:在烤箱中、在餐具上、在洗碗机中——是个真正的多面手。因此被认为是游泳池使用的理想材料。当时就是这样认为的。
1985年乌斯特室内游泳池的倒塌
岁月流逝,一切风平浪静。所有对抽出有毒氯气的空腔的检查都进行得很顺利。负责检查的工程公司声称一切正常。然而,真正的问题就在于此。1985年5月9日晚上8:25,乌斯特室内游泳池的倒塌揭示了这次决策的致命后果。
幸存的目击者后来表示,那是一个普通的夜晚。当地游泳俱乐部的青少年像往常一样开始他们的训练。约40人在泳池中。一切进展一如往常。直到最后一声哨响传来。一声巨响然后天花板落下。几乎是一整块地。
就像一个重如千斤的手帕,只是受到空气阻力的制约一样,它像一个盖子一样降下把游泳者封锁在下方。在一个最后的时刻,游泳教练给出了潜水的指示。对于许多人来说已经太晚。只有通过跳台旁的一个缝隙,他们中的一些人才能自己逃生。
随后是数小时的混乱和不确定性。求助电话被拨打,救援人员在几分钟内到达现场。其中包括一名训练有素的潜水员。他一次又一次潜入漆黑的水中,带出那些未能自救出泳池的人。在他头顶上,压气钻努力在混凝土中打出更多的洞。
这场悲惨的意外带走了多条生命。最终,十二人在乌斯特室内游泳池倒塌事件中死亡,19人严重受伤。留下的问题是:乌斯特室内游泳池的惨剧是如何发生的?究竟发生了什么?Empa被委托调查以找出答案。我们现在来详细查阅这些结果。
乌斯特室内游泳池灾难的研究
在倒塌的当晚,检察官就委托Empa进行天花板的检查,特别是其悬挂部分。但稍等——Empa究竟是什么?
Empa是瑞士材料科学和技术开发的跨学科研究机构。它致力于在理论与实践之间架设桥梁。Empa的专家们仔细调查了乌斯特游泳池的灾难。我们为你总结了他们的重要发现。
1985年乌斯特室内游泳池的倒塌是如何发生的?
天花板长期以来一直悬挂得十分稳固,且一切正常。至少,听信检查员的报告是这样。然而,事实上在1984年就已经有了一个明显的预警信号。
在一次例行检查中,发现了一个完全断裂的悬挂钩。那么,这个消息立即被报告给乌斯特市,对吗?没有吗?恰恰相反:提交的报告中提到,天花板的状况是完美的.断裂的挂钩被一个额外的焊接杆替代。除此之外没有采取其他措施。这一决定用付出好几条生命的代价。
也许你现在会想,在超过200根直径为10毫米的钢制挂钩中,一个挂钩破裂并不严重。但天花板的特殊结构恰恰在这方面存在问题。只有少量挂钩破裂,就会使邻近的挂钩负担过重,导致其相继断裂。形成一种悲剧的多米诺效应。
那么就是那一个断裂的挂钩问题吗?不,仅仅是这个还不足以形容该报告中应该关注的问题。工程师们在其他挂钩上发现了小的棕色斑点,但未将其认定为锈斑。他们推测那个断裂的挂钩可能在安装时就已经断裂。因此这一问题就此终结。直到几个月后整个天花板突然坠落。
不锈铬镍合金?
铬镍钢今天仍被利用在海洋环境中。更确切地说,在船舶建造中。此类合金能够抵抗来自盐和海洋空气的氯化物的连续侵蚀。不过这指的是V4A钢,即含有2%钼的铬镍钢。
乌斯特使用的不锈钢为V2A钢,是一种未含保护性钼成份的钢。耐腐蚀是有的,但对于氯化合物则无效。在当时的结构工程中,这还是较为陌生之事。然而实际上,冶金学家和腐蚀专家早已经知道受到氯影响的应力腐蚀。
因此V2A钢在游泳馆环境中完全不合适。蒸汽中的含氯湿气膜覆盖在挂钩上,侵蚀钢材。在乌斯特,挂钩一直暴露在含氯空气中。
这个过程并非一朝一夕,而是持续数年。如你曾在金属上发现过锈,你会明白:此种现象难以忽视。然而,铬镍钢并不全面锈蚀。外部可见的仅是一系列的小黑斑点。
一位腐蚀专家本可以及时识别乌斯特室内游泳池的问题,但那时铁锈未被考虑。而且当时也没有今天这样的无损检测手段。因为检察工程师们未提出明确的问题,所以也没有对材料进行取样并进行外部分析。
从这些暗斑开始,强大的拉力导致钢材裂缝逐渐扩大,穿越金属挂钩。直到有一天其中一个断裂。接着又一个,最后全部悬挂系统崩溃。
Empa的调查显示,94个断裂挂钩中有55个的断裂面呈现出76%至100%的锈蚀。从外观上几乎无法判断。这使得乌斯特室内游泳池的悲剧更显得令人痛心。
谁该对此负责:1985年乌斯特室内游泳池天花板倒塌?
这是个不易回答的问题。没有背景信息的情况下,肯定会有建筑施工缺陷的强烈指责。你一定还记得:对于那个时代,这是个司空见惯的问题。然而,这次事件并非如此。
最终,三人被定罪:两名工程师和一名建筑师。他们被判犯有过失杀人罪以及因过失造成坍塌事故。为什么呢?非常简单。他们注意到了损伤,却未报告且没有邀请其他专家进行调查。
1985年乌斯特室内游泳池灾难的教训
在乌斯特室内游泳池倒塌之后,几个月后Empa就开始了一场关于钢材腐蚀行为的深入'的普及运动。1985年11月的一场会议进一步推动了对此问题的认识和关注。
此后,许多具有类似结构的游泳馆进行了全面翻修,特别是更换了它们的悬挂装置。事实上,乌斯特室游泳馆只是使用V2A钢的首个设施,而绝非唯一。因此其他可能的灾难被长期避免。
那么在乌斯特室内游泳池的倒塌之后事情又是如何进展的?整个建筑被完全拆除并重建。今天,它是瑞士最大的室内游泳池,无疑也是最受欢迎的之一。显然地,是定期进行现代化和维护,以确保此类事件不再重演。
总结:1985年的乌斯特室内游泳池天花板倒塌
乌斯特室内游泳池的倒塌悲剧以尤为惨痛的方式提醒我们,工程师们对他们的项目拥有着巨大的责任。他们的计算和设计方案最终决定了建筑物的安全性.这直接关乎到在结构失效时人们的生命安全。
这种工程师的责任不仅仅在项目完工时终结。公共建筑特别需要定期进行检查和维护。而如果发现安全关键组件存在缺陷而不报告自然是不允许发生的。1985年乌斯特游泳池的倒塌事件令人震撼地显示了当错误判断导致的可能后果。
在工程师所持有的绝对责任之外,另一个关键是:继续教育。在建筑行业中往往会停滞不前,有时几十年都是如此。然而持续扩展自身知识至关重要。分享新方法或新见解,应该是建筑行业的主要任务之一。这不仅仅是在学校学习,而特别是在之后的工程师职业生涯中。
只有保持持续学习和更新,能对新颖的创新妥善应对。在休闲领域创造出不仅外观现代,而且数十年如一日保持其功能的建筑,让游客可以从繁忙的日常生活中抽身一段时间进行休息和放松。