Противорадиационное разборное укрытие
ANTI-RADIATION COLLAPSIBLE SHELTER

Изобретение относится к средствам защиты от радиации, а именно к средствам защиты личного состава аварийно-спасательных служб от внешнего облучения радионуклидами, вышедшими из-под контроля в результате аварии на объекте ядерной энергетики или в результате ядерного терроризма.
При аварии на объекте ядерной энергетики «реальное воздействие на окружающую среду оказывают преимущественно только те радионуклиды, которые находятся в приземном воздухе и те, которые выпали на поверхность земли» (Большов Л.А, директор ФГБУН «Институт безопасного развития атомной энергетики РАН, ч.к. РАН, д.ф-м.н. профессор. Опыт Чернобыля и Фукусимы в предотвращении и ликвидации радиационных аварий // Опыт ликвидации крупномасштабных чрезвычайных ситуаций в России и за рубежом. XIX Междун. н.-практич. конф. по проблемам защиты насел. и террит. от чрезвыч. ситуаций. Материалы конференции. 20-23 мая 2014 г. Москва, Россия. - с. 31-33,)
2
Известно быстровозводимое противорадиационное укрытие на базе мобильного жилого дома с собственной ходовой частью. Оно предназначено для защиты населения в военное время в течение нескольких дней. Указанный дом полностью закапывается в землю, снабжается входом, системой вентиляции и другими системами жизнеобеспечения (электроснабжение, связь, отопление, водоснабжение, канализация). Защитные свойства входа могут быть в 10-20 раз повышены путем установки стенки-экрана из кирпича, мешков с грунтом и т.п. Технико-экономические показатели этого укрытия на базе мобильного жилого дома «Ставрополец» следующие: вместимость - 20 чел.; полезная площадь - 21 м; трудоемкость возведения - 118 чел. час и 8 маш. час; продолжительность возведения - 12 часов (Шульгин В.Н., Седнев В.А., Овсяник А.И. и др. Инженерная защита населения. Часть 1. Основы инженерной защиты населения и территорий. Учебник. - 2-е изд., доп. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2011. - 582 с.) Главный недостаток указанного быстровозводимого противорадиационного укрытия заключается в его слишком длительной продолжительности возведения. В случае пожара на объекте ядерной энергетики пожарные подразделения, ответственные за его пожарную безопасность, обязаны по заранее составленному плану немедленно приступить к тушению пожара.
Известен серийно изготовляемый радиационно-защитный комплект для пожарных типа РЗК. Его показатели защиты от ионизирующих излучений: коэффициент ослабления внешнего облучения бета-излучением с энергией до 2 МэВ - не менее 150; коэффициент ослабления внешнего облучения гамма-излучением энергией 0,122 МэВ - не менее 5,5; масса - 25 кг (Барбулев Д.С.и др. Радиационно-защитный комплект для пожарных типа РЗК // Ядерное общество. Периодическое издание Ядерного общества России, №4-6, 2007. - с. 62-63). Недостаток указанного радиационно-защитного комплекта заключается в том, что при энергетической характеристике гамма-излучения равной 1-3 МэВ, его коэффициент ослабления внешнего облучения приближается к 1, то есть он почти не ослабляет внешнее гамма-излучение с указанной энергетической характеристикой. Дело в том, что «именно в этом диапазоне (1-3 МэВ) находятся энергетические характеристики практически всех искусственных и естественных радионуклидов, при распаде которых возникают гамма-кванты. В этой области даже один из наиболее эффективных защитных материалов - свинец, при толщине слоя 1,3 см снижает интенсивность гамма-излучения лишь вдвое» (Сивинцев Ю.В. Насколько опасно облучение. Радиация и человек. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Издат, 1991, - с. 99). По формуле из этой книги (дальнейшие расчеты также базируются на этой книге) вычислим толщину слоя l свинца, необходимого для указанного комплекта типа РЗК с коэффициентом ослабления внешнего облучения равным 5,5 и с энергетической характеристикой гамма-квантов равной 1-3 МэВ:
m=lg5,5/0,3=2,47
где m - число слоев половинного ослабления излучения для свинца.
l=1,3 см⋅m=1,3⋅2,47=3,2 см.
Неподъемность такого радиационно-защитного комплекта очевидна.
Известны защитные разборные устройства модульного типа, позволяющие монтировать устройства больших размеров путем соединения нескольких модулей (патент США №3134020, кл. 250-108; а.с. СССР №524229, G21F 7/00). В качестве прототипа выбираем последнее из указанных устройств. Если убрать одну из стенок указанного устройства и на ее место поставить экранированный проход лабиринтного типа (например по а.с. СССР №1837365, G21F 7/00), то такую конструкцию можно использовать для защиты личного состава аварийно-спасательных служб от радиации, излучаемой радионуклидами, выпавшими на местности. Заметим, что ставить обычную дверь на петлях, или установленную другим способом, нет смысла, так как при открывании двери защищаемое от облучения внутреннее пространство устройства будет напрямую облучаться не ослабленным излучением с местности. Оценим массу такого устройства при следующих условиях:
средняя мощность дозы гамма-излучения на местности Ρ=700 Рентген/час (примерно такая мощность дозы гамма-излучения была на местности, когда 28 чел. пожарных тушили пожар на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 г. Все они получили дозы от 6 до 14 Грей и погибли в течение одного месяца: Тихонов М., Петров Э., Муратов О. Взгляд на атомную энергетику сквозь призму общественного мнения // Ядерное общество. Периодическое издание Ядерного общества России, №1, 2004. - с. 19-26);
планируемое повышенное облучение личного состава аварийно-спасательных служб в соответствии с Нормами радиационной безопасности - 99/2009 составляет Д=0,2 Зиверта = 20 Рентген (максимально допустимая доза);
предполагаемая продолжительность тушения пожара, а значит и время нахождения личного состава в указанном защитном устройстве t=2 часа (указанный выше пожар на Чернобыльской АЭС был локализован за 1,5 часа);
2
площадь пола в защитном устройстве составляет 1 м высота стен h=2 м.
в
Решение. Для того чтобы, находясь в защитном устройстве, люди получили дозу Д=20 Рентген, мощность дозы Р внутри защитного устройства должна составлять:
в
Р=Д/t=20/2=10 Рентген/час.
Требуемая кратность ослабления излучения n составляет:
в
n=Р/Р=700/10=70.
Число слоев m половинного ослабления излучения для любого вещества составляет:
m=lgn/0,3=lg70/0,3=1,85/0,3=6,15.
c
Толщина d стальных стенок защитного устройства должна быть:
ж
Толщина d железобетонных стенок (вместо стальных) защитного устройства должна быть:
с
ст
ж
где ρ, ρ, ρ - плотности, соответственно, свинца, стали и железобетона.
2
Суммарная площадь пола (1 м) и стен (3 стены высотой 2 и шириной 1 м) защитного устройства составляет (без экранированного прохода лабиринтного типа):
2
2
S=1 м+3⋅1⋅2=7 м.
Суммарный объем V стального пола и стен защитного устройства составляет:
c
3
V=S⋅d=7⋅0,116=0,81 м
Суммарная масса М стального пола и стен защитного устройства составляет:
Стальной экранированный проход лабиринтного типа будет иметь примерно такую же массу.
2
2
Итого получается около 13000 кг. Железобетонное защитное устройство с экранированным проходом лабиринтного типа будет иметь такую же массу. И это всего для 1 м защищаемой площади, где комфортабельно могут разместиться на 2 часа всего 2 человека или стесненно 4 человека (площадь кабины стандартного пассажирского лифта составляет 1,1 м на 4 человека). Такую массу необходимо размещать на отдельном автомобиле или на прицепе. Для погрузки, выгрузки и сборки такого защитного устройства необходим подъемный кран. Суммарная продолжительность указанных операций будет соизмерима с продолжительностью возведения (12 часов) быстровозводимого противорадиационного укрытия, описанного выше в книге Шульгина В.Н. и др. Именно по этой причине в арсенале пожарной охраны нет аналогичных громоздких и сверхтяжелых мобильных противорадиационных укрытий.
«При проведении аварийно-спасательных и других неотложных работ основой режима радиационной защиты является строгая регламентация времени пребывания спасателей в зонах радиоактивного загрязнения с высокими мощностями доз излучения, организация посменной работы, непрерывный контроль за полученными дозами облучения, использование средств индивидуальной защиты, защитных свойств техники и сооружений. Выбор режимов определяется для заданных доз облучения, на основе которых определяется время ввода первой смены в очаг поражения, мощность дозы облучения на время ввода, потребное количество смен» (Артеменко Г.В. и др. Радиационная и химическая защита населения и территорий (учебник). - Химки: Академия гражданской защиты МЧС России, с. 272). В перечисленных рекомендациях под «использованием защитных свойств техники и сооружений» имеется ввиду использование автомобилей, бронетранспортеров, подвалов и т.п., где можно загерметизировать помещение и предотвратить попадание радионуклидов внутрь организма при дыхании, а также найти зону с ослабленным внешним облучением. Перечисленные рекомендации предписано выполнять службе дозиметрического контроля. «На месте пожара (аварии) создается служба дозиметрического контроля. На эту службу возлагаются следующие задачи:
- регистрация всех прибывших в специальном журнале с отметкой полученных ими доз облучения;
- выдача карточек учета доз радиоактивного облучения личного состава;
- контроль безопасности работ личного состава из расчета получения ими минимального облучения;
- организация измерений уровней радиации на маршрутах движения пожарной техники при выполнении специальных работ;
- проведение проверок исправности приборов дозиметрического контроля;
- ежедневное представление штабу сведений по форме установленного образца».
(Методические рекомендации по организации и проведению работ по локализации и тушению пожаров, поиску и спасению людей личным составом подразделений федеральной противопожарной службы при радиационной аварии на АЭС в зоне повышенного облучения. Утверждены МЧС России 13.09.2010 г.)
Личный состав службы дозиметрического контроля может выполнять большинство из перечисленных выше задач, находясь в противорадиационном укрытии. Аналогично и с шоферами пожарных машин, с командирами пожарных подразделений, с медицинскими работниками и с рядом других участников тушения пожара. Шофер пожарной машины может наблюдать за приборами насосного отсека машины через видеокамеру, находясь в противорадиационном укрытии, расположенном рядом с машиной. При необходимости он может быстро подойти к насосному отсеку, выполнить требуемые в данный момент манипуляции с органами управления, установить требуемый режим работы насоса или других агрегатов, и быстро вернуться в укрытие. В этом случае время получения назначенной шоферу дозы облучения можно растянуть так, что его не придется менять на другого шофера, так как пожар будет потушен прежде чем шофер получит предельно допустимую для него дозу. Заменить шофера пожарной машины при пожаре - это сложная задача, а в некоторых случаях может оказаться и невыполнимой.
Командирам пожарных подразделений, равно как сотрудникам штаба пожаротушения, при тушении пожара нет необходимости постоянно находиться на местности под прямым облучением радионуклидами. Оценив обстановку на месте пожара, обосновав тактику его тушения и поставив задачу непосредственным исполнителям тушения пожара, командир пожарного подразделения может и должен воспользоваться противорадиационным укрытием до тех пор, пока обстановка позволит ему находиться там. Замена командира пожарного подразделения при тушении пожара, если он получит максимально допустимую для него дозу облучения еще до локализации пожара, несомненно, отрицательно скажется на ходе дальнейшего тушения пожара. Вновь назначенный командир не будет владеть той полнотой информации о пожаре, личном составе, технике и т.п., которая была у замененного командира. Медицинские работники также могут оказывать первую медицинскую помощь, находясь в противорадиационном укрытии.
Из упомянутых выше 28 чел. пожарных, которые тушили пожар на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 г., все 28 погибли в течение месяца от облучения большими дозами радиации, причем два из них были командирами пожарных подразделений, шесть - шоферами пожарных машин, два - медицинские работники.
Для пожарных, старших пожарных и командиров отделений, то есть непосредственных исполнителей тушения пожара, предусмотрена защита с помощью описанного выше радиационно-защитного комплекта типа РЗК, а также защита путем ограничения времени нахождения в зоне радиации. Последнюю обеспечивает служба дозиметрического контроля, которая контролирует дозу облучения, получаемую каждым участником тушения пожара, и при наборе максимально допустимой дозы облученный человек выводится из зоны радиации, а на его место для продолжения тушения пожара вводится другой человек. Заменить пожарного, старшего пожарного или командира отделения при тушении пожара можно значительно легче, чем шофера, сотрудника штаба пожаротушения, командира подразделения или другого квалифицированного специалиста. Именно поэтому последние должны быть защищены не только радиационно-защитным комплектом РЗК, но также иметь возможность, когда нет необходимости находиться в зоне радиации, укрыться в противорадиационном укрытии и продолжать там вместе со штабом пожаротушения выполнять свои функции по обеспечению тушения пожара, используя для этой цели современные средства связи, информационные технологии, интернет и т.п.
Цель изобретения - снижение массы противорадиационного разборного укрытия, трудоемкости его транспортировки и сборки в требуемом месте.
Указанная цель достигается тем, что в противорадиационном разборном укрытии, содержащим каркас и стены, каркас выполнен в виде пустотелого, герметичного, цилиндрического, кругового или квадратного разомкнутого кольца, одна из сторон которого по архимедовой спирали огибает другую так, что первый завиток спирали имеет постоянный шаг, равный ширине прохода в защищаемое пространство, и заканчивается в месте полного перекрытия прямого облучения защищаемого пространства, при этом стены выполнены в виде заливаемой в каркас воды или другой жидкости после его сборки в требуемом месте.
На фиг. 1 представлен аксонометрический вид первого варианта укрытия в собранном виде; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - разрез по Α-A; на фиг. 4 - схема, показывающая каким образом предотвращается прямое облучение защищаемого пространства в укрытии; на фиг. 5 - укрытие в разобранном виде, подготовленное к транспортировке к месту назначения; на фиг. 6 - аксонометрический вид второго варианта укрытия в собранном виде; на фиг. 7 - вид сверху; на фиг. 8 - разрез по Б-Б; на фиг. 9 - схема, показывающая каким образом предотвращается прямое облучение защищаемого пространства в укрытии.
Первый вариант каркаса укрытия (фиг. 1-5) изготовляется из резины или аналогичных гибких материалов, из которых изготовляются резиновые лодки, надувные плоты, разборные бассейны и т.п., и по той же технологии. Укрытие содержит: нижнее основание 1; торцевые стенки 2, 5; верхнее основание 3; наружную стенку 4; внутреннюю стенку 6; заливной клапан 7; выпускной клапан 8; пол 9; подушку 10; стену воды 11. Перечисленные детали без воды 11 - это и есть каркас укрытия, с водой - это укрытие. Для того чтобы каркас изнашивался равномерно со всех сторон при его использовании на учениях, при тренировках и т.п., он изготовляется симметричным по вертикали. В этом случае, при установке каркаса на местности, указанные основания можно чередовать, то есть при следующей установке каркас следует перевернуть и поставить на основание 3. При таком исполнении и использовании срок службы каркаса увеличится, а его надежность возрастет, так как в случае повреждения нижней части во время работы, его можно перевернуть и продолжать использовать по назначению без существенного ухудшения функциональных возможностей. Клапаны 7, 8 - известные объекты. Они могут быть простейшими как завинчивающиеся пробки молочных бутылок. На фиг. 2 пунктирными линиями представлены внутренние водонепроницаемые переборки в каркасе укрытия. Они дают возможность укрытию продолжать выполнять свои функции, пусть даже со сниженными функциональными показателями, в случае повреждения отдельных отсеков между переборками. Пол 9 изготовлен из толстой резины, предотвращающей повреждение основания 1 и подушки 10, которая изготовлена из того же материала, что и каркас. Подушка 10 может быть выполнена как цельной, так и состоящей из нескольких более мелких подушек, повторяющих по стене 6 ее внутреннюю конфигурацию. Подушка 10 снабжена клапанами 7 и 8, которые на фиг. 2 и 3 не показаны. На фиг. 5 каркас укрытия подготовлен к транспортировке к месту назначения. На пожарной машине для него может быть найдено место либо на крыше, либо сзади на стене насосного отсека. Во всяком случае габариты и масса каркаса укрытия позволяют доставить его к месту пожара на пожарной машине (как было показано выше, для доставки прототипа требуется большегрузный автомобиль и подъемный кран).
2
2
Работа укрытия. После доставки к месту пожара на объекте ядерной энергетики или к месту ядерного терроризма каркас укрытия (фиг. 5) распаковывается, крышки заливных клапанов 7 вывинчивают, и одновременно, если позволяют конфигурация, рельеф и структура поверхности, на которой выпали радионуклиды, производится дезактивация площадки под каркас. Одним из способов дезактивации является смыв радионуклидов высоконапорной струей от пожарной машины. Производительность дезактивации при этом составляет в среднем 1000 м/час. (Заворотный А.Г. Особенности ведения аварийно-спасательных и других неотложных работ на радиоактивно-загрязненной местности: Монография. М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. - с. 91). Если площадка под каркас укрытия будет составлять 20 м, то время дезактивации составит:
20/1000=0,02 часа=72 сек=1,2 мин.
На фиг. 1 представлена ситуация, когда площадка под каркас укрытия дезактивирована описанным способом и на ней установлен каркас укрытия. Последний устанавливается в виде архимедовой спирали нижним основанием 1 на пол из толстой резины 9 (на фиг. 1 не показан), который предотвращает повреждение основания 1. Форма архимедовой спирали придается каркасу на заводе - изготовителе. Шаг архимедовой спирали в данном случае совпадает с шириной прохода в защищаемое пространство укрытия и этот шаг не меняется по всей длине прохода по спирали (одно из свойств архимедовой спирали) что и требуется для укрытия (Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. Изд-во «Наука», 1975, М., с. 113). Далее, через заливные клапаны 7 все отсеки каркаса заполняются водой насосом пожарной машины, с последующим завинчивание крышек клапанов 7. После этого противорадиационное укрытие готово к приему людей.
Если площадка под каркас по каким-либо причинам не может быть дезактивирована (густая трава, песок, пористый грунт и т.п.), то сначала на площадку укладывается резиновый пол 9 (фиг. 3), на него подушка 10, заливной клапан 7 (на фиг. 3 не показан) подушки 10 открывается и через него заливается вода 11. После заполнения водой 11 подушки 10, заливной клапан 7 подушки 10 закрывается, на подушку 10 укладывается пол 9, на другой пол 9 укладывается основание 1 и через открытые клапаны 7 все отсеки каркаса заполняются водой насосом пожарной машины с последующим завинчиванием крышек клапанов 7. После этого противорадиационное укрытие готово к приему людей. Зазоры между стенками подушки 10 и внутренней стенкой 6 каркаса (фиг. 2, 3) будут устраняться за счет податливости указанных резиновых стен и текучести воды так, что они будут прилегать друг к другу, перекрывая прямой проход радиации внутрь защищаемого пространства.
На фиг. 4 стрелками показаны направления прямого излучения радиации из окружающей местности. Заштрихованная площадь представляет собой напрямую облучаемое из окружающей местности пространство. Это проход в укрытие. При движении по проходу по спирали против часовой стрелки человек попадает в замкнутое (незаштрихованное) пространство, которое со всех сторон и снизу защищено от излучения стеной воды 11, содержащейся в каркасе и в подушке 10.
При толщине стены воды 11 в подушке 10 и в каркасе равном 100 см, то есть при ширине оснований 1,3 и торцевых стен 2,5 равными 100 см, число слоев m половинного ослабления излучения для воды составляет:
в
с
m=100⋅ρ/1,3⋅ρ=100⋅1/1,3⋅11,3=6,8
в
с
где ρ и ρ - плотность воды и свинца; 1,3 см - толщина слоя половинного ослабления излучения для свинца.
Кратность ослабления излучения этой водой (100 см) составляет:
m
6.8
n=2=2=111.4.
Защиту сверху в укрытии предусматривать нет необходимости, поскольку, как показал опыт Чернобыля и Фукусимы, описанный выше в статье Большова Л.Α., «реальное воздействие на окружающую среду оказывают преимущественно только те радионуклиды, которые находятся в приземном воздухе и те, которые выпали на поверхность земли».
2
3
2
При полезной (защищаемой от излучения) площади пола в укрытии равной 1 м, длина каркаса, растянутого в линию архимедовой спирали, при стене воды толщиной 1 метр, составляет 8,4 метра. При высоте каркаса (стены воды) равной 2 м, каркас будет содержать 16,8 м=16800 литров воды. К месту такого пожара, в соответствии с расписанием выезда пожарных подразделений, прибудет не менее десятка пожарных машин с несколькими десятками человек личного состава. Только одна пожарная машина под названием «пожарная насосная станция» с производительностью 100 л/сек воды заполнит каркас указанным количеством воды за 16800/100=168 сек=3 мин. При полезной (защищаемой от излучения) площади пола в укрытии равном 10 м, длина каркаса, растянутого в линию архимедовой спирали, составляет 18 м. такую линию можно составить из двух каркасов длиной по 9 м каждый.
Каркас может быть заполнен водой или другой безопасной жидкостью. При пожаре или аварии может сложиться такая ситуация, когда срочно потребуется противорадиационное укрытие, а каркас этого укрытия может быть гораздо быстрее заполнен другой безопасной жидкостью. Нет сомнений, что это будет сделано.
Второй вариант каркаса укрытия (фиг. 6-9) изготовляется из пластмассы, металла или других материалов. Укрытие содержит: два концевых модуля 12 (второй состыкован с модулем 13); четыре угловых модуля 13; промежуточные модули 14, число которых зависит от вместимости укрытия; подушки 15, число которых зависит от вместимости укрытия (на фиг. 7 представлено шесть подушек 15). Модулипо всей высоте снабжены пазами и выступами так, что выступ одного модуля плотно входит в паз другого. Главное назначение пазов и выступов заключается в том, чтобы предотвратить прямой проход радиации между модулями при возникновении зазора между ними. Пазы и выступы, при их плотном вхождении, также позволяют создать жесткую конструкцию каркаса укрытия. Конструкция клапанов 7, 8 такая же, как в первом варианте каркаса. Модули хранятся в пожарной части. При длине, ширине, высоте модуля 1×1×2 м и толщине его стенок 0,5 см пластмассы, его вес составляет 35-50 кг. При пожаре модули могут быть быстро загружены на прицеп (или храниться уже погруженными на прицеп), и с помощью пожарной машины доставлены к месту пожара. Масса четырнадцати модулей и шести подушек составляет 600-800 кг. Прицеп с такой массой груза может буксировать даже легковой автомобиль.
Работа укрытия. Если позволяют конфигурация, рельеф и структура поверхности, на которой выпали радионуклиды, производится дезактивация площадки под каркас укрытия. Способ дезактивации описан выше. На фиг. 6 представлена ситуация, когда площадка под каркас укрытия дезактивирована и на ней из модулей собран указанный каркас. Убежище готово к приему людей. Если площадка под каркас не может быть дезактивирована, то сначала на площадку укладываются подушки 15 (на фиг. 7 их шесть штук), на этих подушках открываются заливные клапаны 7 (они на фиг. 7, 8 не показаны), через них подушки заполняются водой 11, клапаны 7 закрываются, на подушки 15 укладывается пол 9, вокруг подушек 15 вплотную устанавливается сначала концевой модуль, затем угловой 13, промежуточный 14 и так далее до концевого модуля 12. К этому времени клапаны 7 уже открыты и с помощью насоса пожарной машины все модули заполняются водой 11. Зазоры, которые образуются между модулями и подушками 15, а также между подушками 15, могут быть устранены способом и средством, аналогичным описанному в изобретении по а. с. СССР №1226539, G21F 7/00. Плоские мешки с водой, типа грелок, могут быть уложены в указанные зазоры, перекрывая таким образом прямое прохождение радиации в защищаемое пространство. Эти мешки должны быть предусмотрены как составные части комплектации укрытия. После устранения указанных зазоров, укрытие готово к приему людей.
На фиг. 9 стрелками показаны направления прямого излучения из окружающей местности. Дальнейшие пояснения к этой фигуре аналогичны пояснению, изложенному в описании работы первого варианта укрытия. При необходимости, укрытие может быть быстро передислоцировано на новое место. Для этой цели клапаны 7, 8 в модулях и подушках 10 открывают, вода 11 из них выливается и все составные части укрытия переносят на новое место. Передислокация прототипа, а это примерно 13 тонн при одном квадратном метре защищаемой площади, практически исключается. Слишком много времени потребуется на это.
Выполнение каркаса в виде пустотелого, герметичного, цилиндрического, кругового или квадратного разомкнутого кольца из гибкого или жесткого материала позволяет в процессе хранения и доставки к месту пожара избавиться от тяжелого содержимого каркаса - воды. Последняя заливается в каркас на месте пожара, после его доставки и сборки. Доставлять к месту пожара пустой каркас, а также собирать его на месте пожара можно более оперативно, чем прототип. Стены укрытия, представляющие собой воду, заливаемую в каркас, находятся на месте пожара или в любом другом требуемом месте. И коль скоро пожарные прибывают на пожар, то воду для заполнения каркаса, они найдут, так как она нужна им в первую очередь для тушения пожара. Формирование стены в укрытии механизировано - вода быстро перекачивается пожарными насосами в каркас, тогда как стены в прототипе крепятся вручную к каркасу с использованием инструментов и подъемного крана. Вода, заливаемая в каркас, может быть из любого источника. Это может быть даже болотная жижа, лишь бы насосы могли ее прокачать, и они могут это сделать (центробежные пожарные насосы).
Выполнение каркаса в виде кругового или квадратного разомкнутого кольца, одна из сторон которого по архимедовой спирали огибает другую, дает возможность при одной и той же длине разомкнутого кольца получить максимальную защищаемую площадь. Это означает, при прочих равных условиях, меньший расход материалов на изготовление укрытия одной и той же защищаемой площади, или большую защищаемую площадь при одном и том же расходе материалов. Этот вывод базируется на хорошо известном факте, что круг - это такая геометрическая фигура, которая имеет максимальную площадь при минимальном периметре. Любая другая геометрическая фигура с площадью равной площади круга, имеет больший периметр, чем длина окружности этого круга. Например, площадь круга, периметр которого равен периметру квадрата, больше площади этого квадрата в 4/π=1,27 раза. Защищаемая площадь в укрытии (фиг. 4) имеет площадь круга с выходом наружу по архимедовой спирали. Это дает возможность предотвратить прямое облучение защищаемого пространства и избавиться от громоздкого прохода лабиринтного типа (например по а. с. СССР №1837365, G21F 7/00), которым пришлось бы снабдить укрытие, если бы каркас был закольцован и из этого кольца был бы изъят сектор по ширине прохода.
Выполнение каркаса в виде отдельных однотипных модулей с пазами и выступами позволяет собирать укрытие с требуемой защищаемой площадью путем подбора и соединения необходимого количества модулей в единое разомкнутое квадратное кольцо.