10783

Рис. 39 Схема установки светильников на стойках

Однако если стойки достаточно прочные, то в случае непредвиденного опускания оболочки они не только обеспечат сохранность ламп, но и могут создать безопасные при эвакуации зоны, где оболочка не ложится на пол. Также такой вариант освещения отлично подходит для помещений, которые лишь на определенный промежуток времени (например, зимний) накрываются пневматической оболочкой, так как система освещения, установленная на стойках, может эксплуатироваться и при демонтированном куполе (в летний период).

Второй вариант – расположение светильников непосредственно на полу (рис. 38), гарантирует сохранность ламп в аварийных случаях. Однако освещенность помещения ухудшается, хорошее рассеивание может быть достигнуто только при высокой отражательной способности внутренней поверхности оболочки, на которую направляется свет снизу. Но такая оболочка будет гораздо дороже обычной, что экономически невыгодно.

70

Рис. 40 Схема напольного расположения светильников

Прямой способ позволяет получить равномерное освещение сооружения, непрямой – легкость обслуживания светильников, но требует примерно на 30% больше светового потока, а, следовательно, и электроэнергии.

В качестве осветительных приборов для пневматических конструкций обычно применяют пылевлагозащищенные люминесцентные светильники промышленного назначения или металлогалогенные прожекторы. Данный вид оборудования является наиболее практичным: экономически выгодным, с высокой световой отдачей, низким тепловым излучением, хорошей цветопередачей и очень большим сроком эксплуатации [34].

71

4.3. Безопасность и аварийность

Подробный анализ причин возникновения аварий пневматических зданий позволяет сделать вывод, что разрывы оболочек всегда происходили вследствие тех или иных обстоятельств, когда последние оказывались в нерасчетных условиях работы (см. Приложение А).

Невзирая на аварии, пневмоконструкции можно отнести к наиболее безопасным типам строительных конструкций, в том смысле, что потеря ими несущей способности не сопровождается необратимыми деформациями, опасными для самого сооружения и находящихся внутри людей или имущества. С другой стороны любое незапланированное опускание оболочки или изменение ее начальной конфигурации - еще не авария, но уже аварийная ситуация. Аварией считается такое развитие событий, когда происходит разрыв оболочки [37].

Причины возникновения аварийных ситуаций могут быть различны: выход из рабочего состояния воздуходувной установки, превышения утечек воздуха из-под оболочки над его поступлением - нарушение целостности оболочки или ее разгерметизация, неправильный раскрой полотнищ [38]. В целом прекращение подачи воздуха на непродолжительный период времени не носит катастрофический характер, хотя данная неполадка может вызвать нежелательные последствия. Воздухоопорные оболочки более чувствительны к таким остановкам, поскольку нуждаются в непрерывной подаче воздуха, поэтому приостановление работы воздуходувной установки чревато тяжелыми последствиями, особенно на территориях с большой ветровой нагрузкой. Для пневмокаркасных сооружений прекращение функционирования воздуходувных установок само по себе не опасно, поскольку такие сооружения не требуют постоянного поддува, но эта неисправность весьма нежелательна, так как подрывается доверие к таким конструкциям в целом.

72

Устойчивое функционирование здания и его безопасность должны быть гарантированы надежностью работы воздухонагнетающих устройств [33]. С целью обеспечения максимально безопасной эксплуатации, а также экономической обоснованностью имеет смысл разбить пневматические конструкции на категории надежности в зависимости от их функционального назначения, и в соответствии с категорией, назначать состав основного, резервного воздухоподающего оборудования.

Категория сооружения должна определяться последствиями, которые возможны при прекращении работы воздухоподающей системы (табл. 6). Последствия, которые могут быть вызваны падением давления воздуха в замкнутом объеме, в зависимости от назначения сооружения разделим на три категории:

Таблица 6

Категории последствий опускания оболочки

В таблице 7 показан состав основного и резервного воздухоподающего оборудования для зданий с пневматическими конструкциями, в зависимости от класса сооружения и уровня ответственности для оптимизации экономических затрат и компенсации тяжести возможных последствий.

Таблица 7

73

Требования к наличию воздухоподающего оборудования и дополнительных элементов безопасности

для зданий с пневматическими конструкциями

– обязательно;

– желательно;

– рекомендуется.

В случае разрыва оболочки, она медленно опускается на пол. Времени оседания вполне достаточно для эвакуации людей на безопасную территорию, поскольку при работающем воздухоподающем оборудовании, оболочка воздухоопорного здания может полностью опуститься на пол лишь через несколько часов. Масса опускающейся оболочки весьма незначительна, поэтому существенных повреждений находящемуся под ней имуществу она практически не нанесет. Эти повреждения в основном наносит масса снега, скопившаяся на поверхности купола пневматического здания.

Для минимизации возможных рисков повреждения и опускания оболочки необходимо придерживаться ряда правил: соблюдать определенное расстояние между оболочкой и имуществом, находящимся внутри, для предотвращения возможных проколов, порезов и повреждений (особенно актуально для однослойных воздухоопорных оболочек и пневмокаркасных сооружений); сделать безопасную зону с наружной стороны здания, для предотвращения возможности соприкосновения оболочки с другими зда-

74

ниями или сооружениями, а также с любым имуществом. В качестве дополнительных элементов безопасности рекомендуется запроектировать элементы в виде рам, стоек и т.п. элементов вдоль путей эвакуации, у стен, над важным производственным оборудованием, для того, чтобы создать зоны, в которых оболочка не ложится на пол при оседании.

∙ Пожарная безопасность

Одним из факторов, сдерживающих широкое применение пневматических зданий, является некоторая неопределенность в отношении противопожарной защиты. Рассматривая их с этой точки зрения, проектировщики сталкиваются с проблемой несоответствия критериев функционального значения здания и классы пожарной опасности строительных конструкций и степень огнестойкости конструкций. Проведенные в разных странах натурные эксперименты по имитации пожара позволяют сделать некоторые заключения: даже при непродолжительном действии пламени прогорает любой тонкий материал (в том числе металлы), а для пневматических сооружений это чревато такими последствиями, как опускание оболочки, если воздух, подаваемый воздуходувными установками, не компенсирует его утечки через прогоревшие отверстия [39].

Испытания подтвердили, что тонкая оболочка почти независимо от группы горючести ее материала довольно быстро прогорает при наличии горючих материалов в помещении, а при достаточно больших размерах прогоревших отверстий опускается на пол. Слабогорючие материалы (группы Г1 по классификации ст.13 Федерального Закона №123-ФЗ) не имеют особых преимуществ перед нормальногорючими (Г3), так как малая толщина не предотвращает прогорания оболочек и последующей утечки воздуха. Однако применение слабогорючих (группа Г1) материалов для оболочек во всех случаях предпочтительнее, чем умеренногорючих (груп-

75

па Г2) и нормальногорючих (группа Г3), поскольку размеры прогоревших отверстий будут меньше. Основные меры противопожарной профилактики должны быть направлены на предотвращение прогорания больших отверстий и на увеличение продолжительности опускания оболочки на пол. При горении самой оболочки не выделяется значительного количества тепла, оно проявляется только в результате горения имущества, поэтому хранение, складирование и оборот легковоспламеняющихся материалов внутри пневматических зданий должны быть сведены к минимуму или ограниченно.

Можно выделить такие положительные особенности пневматических конструкций, как способность восходящего потока горячих газов поддерживать оболочку при пожаре и простоту эвакуации, связанную с их одноэтажностью и с непосредственной близостью безопасных площадей. С другой стороны удаление дыма из помещения довольно затруднительно в связи с тем, что оно сопровождается одновременным опусканием оболочки: дым, устремляющийся в выходные проемы, снижает видимость и затрудняет эвакуацию. Поэтому хранение материалов, выделяющих при горении большие объемы дыма (например групп Д3), а также облицовка мебели, перегородок, пола такими материалами должны быть ограничены.

Бесперебойная работа воздуходувных установок – важнейший фактор пожарной безопасности. Воздух охлаждает края горящей оболочки в результате их обдува, пламя распространяется не в стороны, а вверх, благодаря чему протяженность горящей кромки оболочки сокращается, размеры пламени уменьшаются. Поэтому очень важно, чтобы пожар в помещении не сопровождался прекращением подачи воздуха под оболочку. Нужно, чтобы вентиляторы работали не только как можно дольше, но и как можно производительнее, возмещая утечки воздуха через прогоревшие отверстия и открытые при пожаре проемы. Обеспечению устойчивой работы вентиляторов во время пожара могут способствовать: защита питающих

76

кабелей от огня (прокладка в полу в каналах или специальных лотках), отказ от мягких воздуховодов и замена их жесткими несгораемыми, защита воздуходувных установок от огня.

Дополнительной мерой обеспечения противопожарной безопасности зданий с пневматическими конструкциями являются системы автоматики, связанные с датчиками дымообнаружения или контроля давления, и переключающие воздухоподающие установки в режим «авария» и, при необходимости, подключающие резервное оборудование.

4.4.Проектирование территорий, прилегающих к зданиям

спневматическими конструкциями

Здания с пневматическими конструкциями, в отличие от зданий и сооружений из традиционных материалов, требуют минимальной подготовки (практически не требуют специальной подготовки) площадки, на которой они будут установлены. Как говорилось нами ранее, для установки воздухоопорных сооружений требуется ровная поверхность, в то время как пневмокаркасные возможно устанавливать на любой площадке, в том числе неровной (разноуровневой).

Для пневматических сооружений, исключая подготовку самой площадки (выравнивание), планирование территории включает следующие задачи: проектирование системы сбора осадков, предварительный анализ возможной зоны схода снегового покрова с оболочки и безопасное ее ограждение, а также соблюдение противопожарных требований.

Характерные особенности пневматических сооружений, такие как большая площадь поверхности конструкции и применяемая форма (чаще всего цилиндрический свод или сферический купол) создают определенные сложности при проектировании системы отвода осадков с поверхно-

77

сти пневматических зданий и сооружений. Если для обычных зданий площадь осадков ограничивается периметром кровли, то для пневматических зданий эта площадь – вся оболочка, фактическая площадь которой существенно превышает площадь проекции здания на горизонтальную плоскость. Классическая схема кровельного водоотвода для пневматических конструкций не применима из-за отсутствия возможности креплений лотков к поверхности здания и невозможности создания определенного уклона здания (для применения водосборных точек).

На этапе проектирования пневматического сооружения необходима разработка схемы отведения воды, особенно в случае, если здание планируется использовать стационарно. Правильно выполненный водоотвод надежно защитит территорию участка от эрозии почвы, заболачивания, появление наледи в зимний период и луж в теплое время года. Но основная задача системы водоотводения – не допустить подтекания воды внутри здания.

Для организации системы отведения воды с поверхности могут использоваться: пластиковые, бетонные или полимеркомпозитные лотки. Глубина лотков подбирается исходя из предполагаемого объема воды. Сверху изделия защищаются металлическими решетками или решетками из композитных материалов. Выбор материала лотков зависит от длительности использования здания, а также от особенностей территории. Для обеспечения быстрого оттока воды необходим обязательный наклон дренажного канала. Для зданий временного характера (используемых короткий промежуток времени) достаточно применения незакрытых дренажных канав.

При использовании пневматических конструкций в зимний период года, или в районах с высоким количеством выпадаемого снега следует предусмотреть ограждение прилегающей к зданию территории для зоны схода снежного покрова с оболочки сооружения. В целях безопасности,

78

как самой конструкции, так и людей имеет смысл оградить один метр по всему периметру для безопасного схода снега, защиты оболочки от проколов и порезов и также для удобства создания водосборной системы.

Рис. 41 Защитное ограждение пневматического сооружения с осветительными элементами

При проектировании территории, где расположено здание, обязательно соблюдение требований пожарной безопасности. Во-первых, соблюдение минимальных разрывов между зданиями и сооружениями, определяемых степенью пожарной опасности конкретного вида производства и огнестойкостью рядом расположенных объектов. Во-вторых, организация пространства для удобного и быстрого подъезда пожарных автомобилей.

Современных нормативных документов для таких типов конструкций в нашей стране не разработаны. В инструкции [40], распространяющейся на воздухоопорные пневматические сооружения с пролетами до 30 м регламентируется, что «расстояния между воздухоопорными строениями и от них до производственных, складских, вспомогательных, жилых и общественных зданий и сооружений должны быть не менее 18 м». В практическом плане этот размер можно принять в качестве ориентира, как с точ-

79