ЗАЩИТНОЕ СООРУЖЕНИЕ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ БЛОК-МОДУЛЬНОГО ТИПА ПОЛНОЙ ЗАВОДСКОЙ ГОТОВНОСТИ
CIVIL DEFENCE SHELTER OF BLOCK-MODULAR TYPE OF FULL FACTORY READINESS

Изобретение относится к защитным сооружениям гражданской обороны (ЗС ГО) модульного типа, способным обеспечить защиту укрываемых от действия воздушной ударной волны, радиационного излучения, фугасного действия обычных средств поражения, которые могут транспортироваться практически на любом виде транспорта, а также быстро и без применения специального оборудования монтироваться безопасным и надежным образом с образованием герметичного сооружения для необходимого количества укрываемых.
Известна камера-убежище (патент РФ №2416723 [1]) для защиты шахтеров, которая содержит стальной передвижной корпус и палатку, которая размещена в передвижном корпусе в неразвернутом состоянии и которая раскладывается в развернутое состояние, расширяясь по направлению от передвижного корпуса для обеспечения защищенной атмосферы для укрываемых. Главным недостатком такого убежища является невозможность защиты укрываемых в нем людей от действия воздушной ударной волны, радиационного излучения и фугасного действия обычных средств поражения.
Известна также конструкция металлического контейнера длиной до 40 футов (ГОСТ Р 53350 - 2009 «Контейнеры грузовые серии 1. Классификация, размеры и масса» [2]), который может транспортироваться практически на любом виде транспорта и использоваться для размещения грузов и людей. Однако главным недостатком таких контейнеров также является невозможность защиты укрываемых в них людей от действия воздушной ударной волны, радиационного излучения и фугасного действия обычных средств поражения.
Известны стационарные защитные сооружения гражданской обороны, возводимые из сборно-монолитного железобетона, которые возводятся заблаговременно, а также быстровозводимые защитные сооружения, возводимые в угрожаемый период («Защитные сооружения гражданской обороны». Научный редактор Шульгин В.Н. М., 2007 [3]). Главным недостатком таких сооружения является то, что они возводятся на строительной площадке с проведением большого объема земляных работ по отрывке котлована и последующим обвалованием, что занимает большое количество времени.
Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому изобретению, т.е. прототипом, является «Модульное убежище и способ его сооружения» (патент РФ №2529991, опубликован 10.10.2014 г. [4]), включающее модули, транспортируемые в компактном состоянии в желаемое место и затем выдвигаемые до выдвинутого состояния и скрепляемые вместе для образования воздухонепроницаемой камеры, в которой пользователи защищены от внешней среды, при этом модули включают внутренний передний модуль, имеющий шлюз, наружный передний модуль, скользящим образом прикрепленный к внутреннему переднему модулю и скользящий по внутреннему переднему модулю между компактным состоянием и растяженным состоянием; и внутренний задний модуль и наружный задний модуль, скользящим образом прикрепленный к внутреннему заднему модулю и скользящий по внутреннему заднему модулю между компактным состоянием и растяженным состоянием.
Однако недостатком такого решения является незначительный объем защитного сооружения и, следовательно, небольшое количество укрываемых, существенные технические и технологические трудности с установкой оборудования технических систем и соединением трубопроводов в выдвигаемых модулях, а также невозможность защиты укрываемых от действия воздушной ударной волны, фугасного действия обычных средств поражения, действия отравляющих и радиоактивных веществ, бактериальных средств.
Технический результат изобретения - сокращение сроков возведения защитных сооружений гражданской обороны за счет полной заводской готовности отдельных блок-модулей и их монтажа без проведения земляных работ по отрывке котлована и последующей обсыпки грунтом, а также обеспечение защиты укрываемых от действия воздушной ударной волны, фугасного действия обычных средств поражения, действия отравляющих и радиоактивных веществ, бактериальных средств.
Настоящее изобретение относится к области возведения защитных сооружений гражданской обороны модульного типа, способных обеспечить защиту укрываемых от действия воздушной ударной волны, радиационного излучения, фугасного действия обычных средств поражения и которые могут транспортироваться практически любым видом транспорта, а также быстро и легко монтироваться безопасным и надежным образом с образованием герметичных сооружений для необходимого количества укрываемых.
За основу при разработке базового блок-модуля для создания убежищ, противорадиационных укрытий и укрытий принят металлический контейнер типа 1ААА длиной 40 футов [2], приведенный на фиг. 1. Размеры, допуски и взаимное расположение угловых и промежуточных фитингов контейнера составляют следующие значения:
- высота 2896 мм (0, -5);
- ширина 2438 мм (0, -5);
- длина 12192 мм (0, -10);
- максимальная масса брутто R 30480 кг;
- расстояние между центрами отверстий угловых фитингов 2259,0 мм и 11985,5 мм.
Базовый блок-модуль, после его усиления, позволит возводить следующие типы ЗС ГО:
2
- убежища различной вместимости, обеспечивающие защиту от действия избыточного давления во фронте воздушной ударной волны, равного 100 кПа (1 кгс/см), обычных средств поражения, обломков строительных конструкций вышерасположенных этажей и отравляющих веществ, радиоактивных веществ и бактериальных средств, проникающей радиации и теплового воздействия при пожарах;
- противорадиационные укрытия различной вместимости, обеспечивающие защиту от отравляющих веществ, радиоактивных веществ, бактериальных средств и проникающей радиации;
- укрытия различной вместимости, обеспечивающие защиту от действия обычных средств поражения и обломков строительных конструкций вышерасположенных этажей.
Для восприятия избыточного давления во фронте воздушной ударной волны предлагается, для усиления базового блок-модуля, на наружных продольных и поперечных стенах (фиг. 2, фиг. 3), с внутренней стороны, устанавливать вертикальные стойки 1 из стального профиля квадратной формы по ГОСТ 30245-2003 [5] с шагом 1000-1200 мм. Стойки крепятся к верхней и нижней балкам остова контейнера и наружному профлисту 2 на сварке прерывистым швом. Кроме этого на наружных продольных и поперечных стенах, с внутренней стороны, между вертикальными стойками устанавливаются горизонтальные балки 3 с шагом 600-800 мм по высоте и в верхней части наклонные балки 4 из стального профиля квадратной формы. Балки крепятся к стойкам 1 и наружному профлисту 2 на сварке прерывистым швом.
Основание и покрытие базового блок-модуля также усиливаются с внутренней стороны поперечными балками 5, устанавливаемыми с шагом, равным шагу вертикальных стоек. Крепление верхних балок осуществляется сваркой к стойкам и профлисту покрытия, а нижних балок - к вертикальным стойкам и металлическим конструкциям основания.
С наружной стороны, для восприятия горизонтальных нагрузок, по периметру блок-модуля, устанавливаются треугольные контрфорсы 6 из стального квадратного профиля, с шагом, равным шагу вертикальных стоек. Крепление контрфорсов (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) осуществляется болтовыми соединениями 7 через фланцы 8, установленные через 600-800 мм по высоте и закрепленные к вертикальным стойкам усиления и контрфорсам на сварке. Контрфорсы закрепляются к основанию через винтовые сваи 9, которые крепятся в свою очередь к нижней балке контрфорса гайкой 10.
Сечение и материал конструктивных элементов усиления, а именно стоек, балок, контрфорсов, фланцев, болтов, винтовых свай, определяется расчетом в соответствии с требованиями действующих нормативных документов [10, 11].
Для создания убежищ, способных разместить большое количество укрываемых, базовый блок-модуль объединяется из необходимого числа блоков в одно сооружение. Усиление конструкций наружных стен, основания и покрытия всех блоков осуществляется аналогично базовому блок-модулю. Расстановка контрфорсов по периметру сооружения, собранного, например, из четырех блоков, показано на фиг. 6 и фиг. 7. При объединении нескольких блоков в одно сооружение отдельные блоки устанавливаются на расстоянии до 100 мм друг от друга. Для обеспечения соединения отдельных блоков в верхние и нижние угловые фитинги устанавливаются соединительные элементы 11, показанные на фиг. 8. Соединительные элементы имеют металлические выступы 12, которые входят в верхние и нижние фитинги и объединяют отдельные блоки в одно сооружение.
Для обеспечения входа и выхода из ЗС ГО в торце блок-модуля (фиг. 9, фиг. 10) устраивается тамбур шлюз 13 с двумя защитно-герметическими распашными дверями 14 [6], предназначенными для проема 800×1800 мм, устанавливаемыми в наружной поперечной стене и внутренней стене, возведенной на расстоянии 1200 мм от наружной стены. Комингс дверей 15 приваривается к вертикальным 16 и горизонтальным 17 дополнительным элементам из стального квадратного профиля. Защитно-герметические двери, в зависимости от объемно-планировочного решения ЗС ГО, устанавливаются также вдоль боковых стен крайних блок-модулей 18 фиг. 11, а герметические двери 19 для проемов 600×1600 мм устанавливаются (фиг. 9, фиг. 11) в тамбуре помещения ДЭС 20, а также в санитарном пропускнике 21. Кроме этого, в расширительных камерах 22 фильтровентиляционного помещения устанавливается противовзрывная защитная секция 23 на проем 500×500 мм и герметические ставни 24 с размерами проема 800×800 мм [6].
Для установки оборудования инженерно-технических систем внутреннее пространство блок-модуля поделено на отдельные помещения: для укрываемых 25; туалеты 26; ДЭС 27; фильтровентиляционной 29; санитарного пропускника 21 с помещениями для грязной одежды, душевой, чистой одежды; запаса продовольствия 30; хранения запасного и аварийно-восстановительного оборудования и инструмента 31, перегородками 32 (фиг. 9, фиг. 11, фиг. 13, фиг. 15). Конструкция перегородок (фиг. 17) состоит из каркаса, выполненного из квадратного профиля, обшитого с двух сторон цементно-стружечными плитами (ЦСП) 33 [7], с заполнением внутреннего пространства жесткими минераловатными плитами 34 [8]. Толщина перегородок и тип утеплителя определяется расчетом по теплотехнике и звукоизоляции.
Для обеспечения защиты от проникающей радиации предлагается по периметру блок-модуля, между контрфорсов, устанавливать бетонные блоки 35 размером 400(В)×600(Н)×1000(b)мм [9] на всю высоту монтируемого убежища (фиг. 11, фиг. 12) или бетонные блоки размером 600(В)×400(Н)×2400(b)мм 36, монтируемые на всю высоту для противорадиационного укрытия (фиг. 13, фиг. 14). Блоки устанавливаются друг на друга насухо на расстоянии 100 мм от наружных стен блок-модуля. Образовавшееся пространство заполняется крупнозернистым песком. Защита от проникающей радиации для убежищ и противорадиационных укрытий отличается только размерами бетонных блоков, зависящими от наличия или отсутствия контрфорсов. Кроме этого на покрытие, в поперечном направлении, укладываются бетонные блоки размером 600(В)×400(Н)×2400(b)мм 37 по всей длине блок-модуля (фиг. 12, фиг. 14).
Значение коэффициента ослабления проникающей радиации определяется расчетом, в соответствии с требованиями [10, 11], и зависит от толщины бетонных блоков.
Для обеспечения защиты от обычных средств поражения и обломков строительных конструкций вышерасположенных этажей предлагается на покрытие убежищ (фиг. 12), или покрытие ПРУ (фиг. 14), или покрытие укрытий (фиг. 16), в поперечном направлении, укладывать бетонные блоки размером 600(В)×400(Н)×2400(b)мм 37 по всей длине блок-модуля. При этом бетонные блоки должны свешиваться на 1200 мм с обеих сторон блок-модуля. Кроме этого для укрытий, по периметру блок-модуля укладываются также бетонные блоки, как и для ПРУ. Толщина бетонных блоков определяется расчетом в зависимости от калибра боеприпаса или массы обрушившейся конструкции вышерасположенного этажа, в соответствии с требованиями [10].
Для обеспечения возможности эксплуатации блок-модулей в различных климатических условиях в наружные стены (фиг. 18), между элементами усиления 1, наружным профлистом 2 и внутренней отделкой из цементно-стружечных плит 33 укладывается утеплитель в виде жестких минераловатных плит 34 по ГОСТ 9573-96 [8], имеющий низкую теплопроводность и отвечающий требованиям пожарной безопасности, разрешенный к применению в строительстве. Толщина утеплителя определяется расчетом в зависимости от температуры наружного воздуха.
Способ возведения защитных сооружений гражданской обороны блок-модульного типа полной заводской готовности выполняется в два этапа:
- этап 1: приобретение, заводское усиление типовых контейнеров, изготовление и монтаж защитно-герметических устройств и оборудования инженерно-технических систем и систем жизнеобеспечения;
- этап 2: транспортирование и монтаж комплекта блок-модулей с возведением заданного защитного сооружения гражданской обороны на отведенной территории.
В общем случае в состав работ этапа 1 входят:
- закупка типового унифицированного контейнера типа 1ААА длиной 40 футов;
- усиление наружных стен, покрытия и днища типового унифицированного контейнера типа 1ААА с помощью установки и крепления на сварке стоек, горизонтальных и наклонных балок и поперечных балок из стального профиля квадратной формы;
- установка наружных защитно-герметических дверей, унифицированных защитных секций и защитных клапанов на наружных стенах;
- установка внутренних герметических дверей, герметических ставней и герметической запорной арматуры на вентиляционных воздуховодах;
- утепление наружных стен, покрытия и днища блок-модуля с помощью жесткой минераловатной плиты;
- устройство внутренней обшивки наружных стен и покрытия из ЦСП, а днища из рифленого металлического листа;
- устройство внутренних перегородок, дверей и их обшивка ЦСП с укладкой между листами жесткой минераловатной плиты;
- монтаж и наладка приборов и трубопроводов систем водоснабжения и канализации;
- монтаж и наладка оборудования, приборов и воздуховодов системы вентиляции;
- монтаж и наладка оборудования, приборов и трубопроводов ДЭС и системы электроснабжения;
- монтаж нар и оборудования систем жизнеобеспечения;
- монтаж и наладка систем видеонаблюдения;
- монтаж и наладка слаботочных систем автоматики и пожарной сигнализации;
- внутренняя и наружная окраска блок-модуля;
- изготовление контрфорсов, анкеров и соединительных элементов блок-модулей.
В общем случае в состав работ этапа 2 входят:
- транспортировка необходимого количества блок-модулей в отведенное место;
- подготовка грунтового основания в месте установки блок-модулей (удаление растительного слоя грунта, отсыпка песка и щебня, уплотнение основания или укладка дорожных железобетонных плит);
- монтаж при помощи автомобильного крана блок-модулей в проектное положение с установкой соединительных элементов на трубопроводах и воздуховодах;
- монтаж контрфорсов с устройством анкеров;
- укладка по наружным сторонам блок-модулей, между контрфорсами или без них, бетонных блоков для защиты от проникающей радиации и обычных средств поражения;
- укладка бетонных блоков по покрытию блок-модулей.
На основании проведенного укрупненного сметного расчета установлено, что стоимость возведения убежища гражданской обороны вместимостью 175 человек из 2-х разработанных блок-модулей контейнерного типа полной заводской готовности составляет 6 130 957,93 рубля в текущей стоимости, что на 60% ниже стоимости строительства нового встроенного убежища, возводимого по традиционной технологии из сборно-монолитного железобетона. Время возведения убежищ гражданской обороны из разработанных блок-модулей контейнерного типа полной заводской готовности составляет до 12 суток, тогда как строительство по традиционной технологии составляет более 200 суток.
В связи с этим блок-модули, за счет их полной заводской готовности и исключения земляных работ по отрывке котлована и обвалованию, по своим функциональным возможностям, тактико-техническим показателям, стоимости и срокам возведения превосходят существующие в настоящее время ЗС ГО. Разработанные блок-модули оборудованы инженерными системами и конструктивными элементами, позволяющими объединять несколько блоков в защитные сооружения гражданской обороны различного уровня защиты, и предназначены для возведения убежищ, противорадиационных укрытий или укрытий различной вместимости, способных функционировать в различных климатических районах.
Разработанная конструкция нового типа защитного сооружения гражданской обороны на основе блок-модулей полной заводской готовности имеет 100% унификацию за счет использования:
- типового контейнера типа 1ААА длиной 40 футов в качестве базовой конструкции, предназначенного для транспортирования грузов на транспортных средствах в соответствии с техническим заданием;
- стального профиля квадратной формы для усиления ограждающих конструкций типового контейнера и возведения внутренних перегородок;
- цементностружечных плит в качестве отделки внутренних стен;
- жесткой минеральной ваты на синтетическом связующем в качестве утеплителя ограждающих конструкций;
- грунтовки КРЭС3, антикоррозионной, цинкосодержащей, быстросохнущей, холодной сушки в качестве наружной отделки;
- типовых защитно-герметических и герметических дверей и ставней, противовзрывных защитных секций, герметических клапанов, клапанов избыточного давления и регулирующих заглушек;
- приборов и трубопроводов инженерно-технических систем общепромышленных образцов;
- бетонных фундаментных блоков в качестве защиты от проникающей радиации и защиты от фугасного и осколочного действия обычных средств поражения.
Все материалы и оборудование блок-модулей или должны иметь сертификаты соответствия государственным стандартам - ГОСТ Р, в соответствии с перечнем продукции, подлежащей обязательному подтверждению соответствия согласно Постановлению Правительства РФ №982 от 01.12.2009 г., или продукция, используемая для защитных сооружений гражданской обороны должна быть задекларирована на соответствие Техническим Регламентам, согласно Федеральному Закону №184-ФЗ «О техническом регулировании».
Источники информации
1. Патент РФ №2416723 «Камера-убежище и способ».
2. ГОСТ Р 53350-2009 «Контейнеры грузовые серии 1. Классификация, размеры и масса».
3. «Защитные сооружения гражданской обороны». Научный редактор Шульгин В.Н. М., 2007.
4. Патент РФ №2529991, опубликован 10.10.2014, «Модульное убежище и способ его сооружения».
5. ГОСТ 8639-82. Трубы стальные квадратные. Сортамент.
6. Справочник по внутреннему инженерно-техническому оборудованию, приборам и инвентарю защитных сооружений гражданской обороны. Части 1, 2, Москва, 1991.
7. ГОСТ 26816-86 «Плиты цементностружечные. Технические условия».
8. ГОСТ 9573-96 «Плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем, теплоизоляционные».
9. ГОСТ 13579-78 «Бетонные блоки».
10. СП 88.13330.2014 «Защитные сооружения гражданской обороны. Актуализированная редакция СНиП П-11-77*».
11. СП 165.1325800.2014 «Инженерно-технические мероприятия по гражданской обороне. Актуализированная редакция СНиП 2.01.51-90».