10783

которые из них были испытаны в тяжелых климатических условиях Крайнего Севера.

Впериод 1972-1973 гг, на севере Красноярского края и в Магаданской области было смонтировано несколько типовых воздухоопорных сооружений норвежской фирмы «Сканховер» с длиной оболочки 75 м, пролетом 20 м и высотой 8 м. В одном из торцов оболочки имелся въездной шлюз размером 8х4х3м и входной размером 2х2х2 м. Оболочки изготовлены из белой и оранжевой ткани с двусторонним покрытием из поливинилхлорида [4]. В 1973 г. в Магадане было смонтировано воздухоопорное сооружение, которое использовалось в качестве мастерской. Длина оболочки 60 м, пролет 16 м, высота 8 м, размер шлюза 14х4х5 м. Оболочка выполнена из дублированной капроновой ткани с каучуковым покрытием. Монтаж оболочки выполняла бригада из пяти человек. Общие трудозатраты на установку оболочки, без земляных работ и сооружения фундаментов, составили 1208 чел.-ч, или 1,26 чел.-ч на 1 м2 площади пола [10].

По плану девятой пятилетки (1971-1975гг.) в г. Ангрене (ныне республика Узбекистан) был построен завод «Резинотехника», который с 1975 г. начал серийный выпуск воздухоопорных пневматических сооружений для широкого использования [11]. Основным изделием завода было воздухоопорное сооружение А-18Ц (рис. 18).

С 1976 г. эти сооружения широко применяются по всей стране. Опыт показал, что их целесообразно применять в качестве стоянок транспортных средств, ремонтных и сборочных мастерских, складов и спортивных сооружений. В течение двух лет было смонтировано около десяти сооружений.

В1984г. на заводе начинают серийно выпускать еще несколько разновидностей воздухоопорных сооружений (табл. 2) [1].

30

Рис. 18. Воздухоопорное сооружение А-18Ц

1, 3 – торцевые монтажные секции; 2 – рядовая секция; 4 – транспортный шлюз; 5 – машинное отделение; 6 – пожарный выход.

Таблица 2 Характеристики воздухоопорных сооружений завода «Резинотехни-

ка» (г.Ангрен, УзССР)

Пневмокаркасные сооружения в отличие от воздухоопорных, в

СССР массового распространения не получили. В первую очередь это свя-

31

зано с высоким рабочим давлением воздуха в несущих элементах и как следствие повышенным требованиям к применяемым материалам по обеспечению высокой степени герметичности. А также более высокой стоимостью по сравнению с воздухоопорными конструкциями.

В 90-е года ХХ в. развитие пневматических сооружений было приостановлено в связи с непростой экономической ситуацией в стране. «Возрождение» использования пневмоконструкций началось в начале 2000 годов. По всей стране появилось несколько десятков фирм, занимающихся производством и монтажом пневматических конструкций. В данный момент практически в каждом регионе нашей страны можно встретить пневматические сооружения.

32

Классификация пневматических конструкций

1.По принципу поддержки избыточного давления:

1.1Воздухоопорные

1.2.Пневмокаркасные

2.По материалу для изготовления оболочки:

2.1Пленочные;

2.2Тканевые.

3.По форме оболочки:

3.1Сферическая;

3.2Коническая:

3.2.1На круглом плане;

3.2.1На квадратном (прямоугольном) плане.

3.3Цилиндрическая;

3.3.1На квадратном плане;

3.3.2На прямоугольном плане;

3.3.3Со сферическими торцами.

3.4Комбинированная (сложной формы).

4.По количеству слоев материала оболочки:

3.1Однослойные;

3.2Многослойные.

5.По коэффициенту светопропускания:

5.1Малопрозрачные;

5.2Полупрозрачные.

Рис. 19. Классификация пневматических конструкций

33

2.Классификация пневматических конструкций

2.1.По принципу поддержки избыточного давления

∙Воздухоопорные;

∙Пневмокаркасные.

Воздухоопорные конструкции – представляют собой бескаркасную

оболочку, герметично закрепленную по контуру (рис. 20). Во внутренний объем оболочки подается воздух, действующий с одинаковой силой во всех направлениях. Статическое давление создаёт несущее усилие, которое является опорой для всей конструкции и придаёт ей необходимую устойчивость. По сравнению с атмосферным, давление воздуха под оболочкой повышается в пределах 10-40 кПа. Такое незначительное избыточное давление не ужесточает требований к герметичности и не приводит к ухудшению самочувствия находящихся под оболочкой людей.

Воздухоопорные сооружения можно подразделить на три типа:

-сооружения с гладкими оболочками (рис. 21);

-сооружения, усиленные сетями из стальных тросов, для устойчивости к восприятию порывов ветра и снега (рис. 22);

-сооружения с внутренними оттяжками (с «заниженными» вершинами), диафрагмами (рис. 23)

34

Оболочка

Грузовой шлюз

Вход «вер-

Дверь аварийного выхода

Рис. 21 Воздухоопорное сооружение над Мавзолеем В.И. Ленина на Красной площади. Москва, 2013 г.

35

Рис. 22 Воздухоопорное сооружение с оболочкой, усиленной тросами

Поскольку оболочка как бы «лежит» на воздушной подушке, теоретические размеры воздухоопорных конструкций не имеют ограничений. Практически пролет оболочек без усиления достигает 50-70м, пролет оболочек, усиленных тросами, может достигать 150 м [14].

Рис. 23 Воздухоопорные конструкции с внутренними несущими элементами: а) с центральной оттяжкой; б) с диафрагмой

Основными частями воздухоопорных пневматических конструкций являются оболочка, шлюзы, элементы крепления по контуру с анкерными устройствами, компрессорные и отопительные установки. Для прохода

36

людей внутрь воздухоопорного сооружения используются специальные шлюзы. Наиболее удобны «шлюз-вертушки». Это вращающиеся двери, обеспечивающие требуемый уровень герметизации и наибольшее удобство для посетителей. В зависимости от потребностей конкретного объекта применяют 3-х или 4-х створчатые шлюз-вертушки, через которые можно свободно проносить крупногабаритные предметы или необходимый инвентарь. Если при эксплуатации воздухоопорного здания предусматривается заезд внутрь здания техники или перемещение особо крупногабаритных материалов и грузов, в комплект сооружения должен включаться один или несколько грузовых шлюзов. Их размеры и конструкция могут быть приняты типовыми, или разработанными под индивидуальные требования заказчика. Соединяется ткань шлюза с тканью оболочки с помощью переходника, т. е. ткани соответствующего раскроя.

Важной составной частью комплекта оборудования воздухоопорных сооружений являются двери аварийных выходов. Количество и места расположения аварийных дверей рассчитывается в соответствии с требованиями нормативной документации и зависят от размера и предназначения воздухоопорного сооружения. Двери аварийных выходов комплектуются системами «антипаника» и световыми аварийными указателями.

Площадка под установку воздухоопорного сооружения может быть как естественной, так и искусственной (специально подготовленная накрываемая площадь), но она, в любом случае должна быть идеально ровной.

Поскольку внутри воздухоопорного сооружения находится воздух под давлением, то оболочка стремится «оторваться» от поверхности земли. Этого не происходит благодаря фундаменту.

Для обеспечения функционирования воздухоопорного сооружения в случае аварийного отключения электроснабжения и работы при штормо-

37

вом предупреждении (скорость ветра свыше 25 м/с), воздухоопорное сооружение комплектуется резервным блоком, включающим в себя дизельгенератор и резервный электродвигатель.

Одна из проблем, возникающих при эксплуатации воздухоопорных сооружений, состоит в конденсации водяных паров, всегда присутствующих в воздухе, на внутренней поверхности оболочки в холодное время года. Эта проблема решается соответствующей вентиляцией помещения или с помощью веществ, поглощающих водяные пары из воздуха [16].

Пневмокаркасные конструкции – представляют собой герметично закрытые баллоны арочной формы различного диаметра (рис. 24). Избыточное давление в пневмокаркасных конструкциях создается не внутри помещения, а внутри баллонов, составляющих наружные ограждения здания. В них нагнетается воздух до давления 1-2 МПа. За счет этого давления, конструкция принимает заданную форму и сохраняет ее в течение срока эксплуатации без возведения фундамента и поддерживающего каркаса. Такая конструкция обеспечивает высокую устойчивость сооружения к ветровым нагрузкам и осадкам [17].

38

Пневмобаллон

Ворота

Оболочка

Система отопления

и кондиционирования

Дверь

Компрессор

Рис.24 Схема пневмокаркасного сооружения

Пневмокаркасные конструкции бывают трех видов:

-в виде системы надувных арок, вплотную соединенных между собой напрямую при помощи винтовых карабинов (рис. 25), иногда эта система дополнительно закрыта тканевой оболочкой;

-в виде системы надувных арок, соединенных между собой с помощью продольных надувных блоков (рис. 26);

-в виде системы отдельных надувных арок, в т.ч., расположенных с определенным шагом вдоль здания, объединенных оболочкой из ткани или пленки (рис. 27).

Комбинированные конструкции в силу технологических сложностей изготавливаются достаточно редко, однако они обладают определенной архитектурной выразительностью (рис. 28).

Зачастую, с наружной и внутренней сторон имеются дополнительные тканевые оболочки, препятствующие попаданию внутрь здания осадков и пыли, а также обеспечивающие дополнительную теплоизоляцию.

39