Современные воздухоопорные здания и сооружения

Современные воздухоопорные здания и сооружения

Основным элементом воздухоопорного сооружения является гибкая оболочка из прочной армированной ткани, герметично закрепленная на фундаменте. Воздух, подаваемый снаружи, создает избыточное давление и является опорой для воздухоопорного сооружения. Такая конструкция является безопасной и надежной в эксплуатации.

Сфера применения воздухоопорных зданий достаточна широка. Это покрытие теннисных кортов, бассейнов, спортивных площадок, организация развлекательных центров, выставочных и торговых павильонов, станций техобслуживания, складских и производственных помещений, надувных ангаров.

К основным преимуществам воздухоопорных конструкций можно отнести возможность покрытия больших площадей, высокую скорость монтажа и демонтажа, установку в различных климатических условиях, привлекательный внешний вид, светопроницаемость, безопасность эксплуатации, незначительные расходы на содержание и эксплуатацию, доступную цену.

Составными элементами воздухоопорного сооружения являются оболочка, фундамент, комплект крепления оболочки к фундаменту, тепловентиляционная установка, блок резервного нагнетания воздуха, шлюзовые системы, источники освещения.

Рис. 1 Основные элементы воздухоопорного сооружения

1 — собственно оболочка; 2 — силовой пояс; 3 — тент шлюза; 4 — переходник;

5 — патрубок мягкого воздуховода; 6 — монтажный шов;

7 — светопропускающая полоса; 8 — рукав разгружающего каната;

9 — вентиляционный клапан; 10 — винтовой анкер;

11 — разгружающий канат вокруг проема для шлюза

Трехслойные воздухоопорные сооружения представляют собой гибкую оболочку, состоящую из трех не соединенных между собой слоев, — внутренней ПВХ-пленки, среднего изоляционного слоя и наружной защитной пленки. Оболочка герметично (без металлических конструкций) закреплена на фундаменте, а опорой для нее служит избыточное давление Р, которое образуется вследствие работы специальных вентиляторов, подающих воздух внутрь здания.

а)

б)

в)

Рис. 2 Наиболее характерные формы оболочек воздухоопорных зданий

а – цилиндрическая с плоскими торцами;

б – в виде пересекающихся цилиндрических оболочек;

в – цилиндрическая со сферическими торцами

С увеличением пролета оболочки и соответственно с уменьшением ее кривизны в ней резко увеличиваются растягивающие усилия, и прочности ткани бывает не достаточно для их восприятия. В таких случаях оболочку усиливают тросовой сетью, способной воспринять и передать на фундамент большие растягивающие силы (рис. 3).

а)

б)

Рис. 3 Оболочки, усиленные канатами и крупноячеистой сетью

Шлюзы

Для перемещения внутрь воздухоопорного сооружения и из него с минимальной потерей избыточного давления применяются шлюзовые системы. Вход/выход оборудуется основной входной дверью и запасным выходом. Расстояние от любой точки пола внутри здания до ближайшей двери для быстрой эвакуации не должно превышать 30 м.

 

 

Рис. 13 Шлюз турникетного типа

 

Рис. 14 Аварийный выход с ручкой "антипаника"

 

Рис. 15 Шлюз-камера с двойной дверью

 

Рис. 16 Транспортный шлюз с жестким каркасом

Въезд/выезд транспортных средств обеспечивается с помощью транспортного шлюза. Его размеры определяются размерами автомобилей, въезд которых предполагается.

Система водяного охлаждения купола (СВОК) (дополнительная опция) воздухоопорной конструкции предназначена для охлаждения оболочки и понижения температуры внутри здания в летний период.

Известно, что оболочка может быть нагрета солнцем до +60 °С, а перегрев воздуха под оболочками темных цветов может доходить до 17°С. На первый взгляд перегрев может показаться злом меньшим, нежели зимний холод. Однако понизить температуру в помещении хотя бы на 10° гораздо сложнее, чем на столько же поднять ее. Поэтому если обогрев помещения сравнительно легко обеспечивается активными средствами (калориферами), то для охлаждения применяются в основном пассивные меры. К ним относятся применение материалов с высоким светоотражением и низкой светопроницаемостью, использование термоизолирующих слоев, включая воздушные прослойки.

Специальными исследованиями установлено, что перегрев воздуха под светлыми оболочками примерно вдвое меньше, чем под черными, а введение второй оболочки с воздушным промежутком 50 см или подклейкой 15 мм поролоновой изоляции снижает перегрев на 20—30%.

Наиболее простым и естественным способом борьбы с перегревом воздуха под оболочкой можно считать интенсивную вентиляцию (гипервентиляцию). Она позволяет уменьшить перегрев в 3—4 раза. Однако сколь бы интенсивной она ни была, температура в помещении не может опуститься ниже температуры наружного воздуха.

К активным средствам понижения температуры воздуха под оболочкой следует отнести наружное орошение поверхности оболочки водой и кондиционирование подаваемого воздуха. Эксперименты с оболочками размерами 24×12×6 м показали, что садовые разбрызгиватели, установленные вдоль оси здания через 4—6 м и расходующие 1,5—2 м³ воды в час, понижали температуру внутри оболочки на 4—7° против наружной температуры. Охлаждение воздуха под оболочкой на 3° по данным достигалось при расходе воды с температурой не выше 12° в 3—4 м³/ч на каждые 1000 м² поверхности оболочки. Оросительные системы в виде мягких пластмассовых трубок с множеством мелких отверстий включаются в комплектующее оборудование некоторых зарубежных воздухоопорных зданий. Фирма «Барракуда», например, смонтировала такую систему на своей первой оболочке в ЦПКиО в Москве в 1971 г.

В Италии широко применяется система охлаждения воздуха в воздухоопорных зданиях, разработанная фирмой «Пластеко Милано». Фирма считает, что воздух охлаждается на 5—6°. В обследованном нами павильоне размерами 150×50×12 м охлаждение воздуха под оболочкой достигалось 252 водяными фонтанчиками, равномерно распределенными по поверхности (рис. 17).

В летний безоблачный день при температуре наружного воздуха 28°С существенной разницы между температурами воздуха под оболочкой и снаружи отмечено не было. Можно считать, что такое мероприятие сводит на нет инсоляционный перегрев воздуха в помещении.

Рис. 17 Система орошения поверхности оболочки с помощью фонтанчиков

а — общая схема системы; б — деталь устройства фонтанчика;

1 — оболочка; 2 — оросительные фонтанчики; 3 — питающий бассейн;

4 — водяной насос; 5 — полиэтиленовые разводящие трубки;

6 — водосборная канавка

Нормативный источник

 

СН 497-77 Временная инструкция по проектированию, монтажу и эксплуатации воздухоопорных пневматических сооружений

 

Современные воздухоопорные здания и сооружения

Основным элементом воздухоопорного сооружения является гибкая оболочка из прочной армированной ткани, герметично закрепленная на фундаменте. Воздух, подаваемый снаружи, создает избыточное давление и является опорой для воздухоопорного сооружения. Такая конструкция является безопасной и надежной в эксплуатации.

Сфера применения воздухоопорных зданий достаточна широка. Это покрытие теннисных кортов, бассейнов, спортивных площадок, организация развлекательных центров, выставочных и торговых павильонов, станций техобслуживания, складских и производственных помещений, надувных ангаров.

К основным преимуществам воздухоопорных конструкций можно отнести возможность покрытия больших площадей, высокую скорость монтажа и демонтажа, установку в различных климатических условиях, привлекательный внешний вид, светопроницаемость, безопасность эксплуатации, незначительные расходы на содержание и эксплуатацию, доступную цену.

Составными элементами воздухоопорного сооружения являются оболочка, фундамент, комплект крепления оболочки к фундаменту, тепловентиляционная установка, блок резервного нагнетания воздуха, шлюзовые системы, источники освещения.

Рис. 1 Основные элементы воздухоопорного сооружения

1 — собственно оболочка; 2 — силовой пояс; 3 — тент шлюза; 4 — переходник;

5 — патрубок мягкого воздуховода; 6 — монтажный шов;

7 — светопропускающая полоса; 8 — рукав разгружающего каната;

9 — вентиляционный клапан; 10 — винтовой анкер;

11 — разгружающий канат вокруг проема для шлюза

Трехслойные воздухоопорные сооружения представляют собой гибкую оболочку, состоящую из трех не соединенных между собой слоев, — внутренней ПВХ-пленки, среднего изоляционного слоя и наружной защитной пленки. Оболочка герметично (без металлических конструкций) закреплена на фундаменте, а опорой для нее служит избыточное давление Р, которое образуется вследствие работы специальных вентиляторов, подающих воздух внутрь здания.

а)

б)

в)

Рис. 2 Наиболее характерные формы оболочек воздухоопорных зданий

а – цилиндрическая с плоскими торцами;

б – в виде пересекающихся цилиндрических оболочек;

в – цилиндрическая со сферическими торцами

С увеличением пролета оболочки и соответственно с уменьшением ее кривизны в ней резко увеличиваются растягивающие усилия, и прочности ткани бывает не достаточно для их восприятия. В таких случаях оболочку усиливают тросовой сетью, способной воспринять и передать на фундамент большие растягивающие силы (рис. 3).

а)

б)

Рис. 3 Оболочки, усиленные канатами и крупноячеистой сетью