ЗАЩИТНАЯ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМАЯ ОБОЛОЧКА ПЛАВУЧЕГО БАССЕЙНА

Полезная модель относится к области гидротехнического строительства и может использоваться в сфере организации мест для купания в зонах рекреации путем обустройства плавучих бассейнов, заполненных водой требуемого качества.
Из уровня техники известны различные конструкции защитных оболочек плавучих бассейнов. В естественных водоемах, вода которых отвечает санитарным требованиям, используются плавучие бассейны, собранные из понтонных элементов с негерметичной комбинированной оболочкой: твердое дно и эластичная матерчатая или сетчатая стенка. В случае если вода в естественном водоеме не отвечает санитарным требованиям, предъявляемым к зонам для купания, то используются плавучие бассейны с водонепроницаемой защитной оболочкой. В Берлине, например, где есть трудности с организацией мест для купания в естественных водоемах, действует плавучий бассейн, переоборудованный из баржи.
Известен бассейн для наземного размещения, полая оболочка которого изготовлена из прочного на разрыв эластичного водонепроницаемого материала. При заполнении воздухом данная оболочка формирует чашу бассейна, обладающую достаточной для заполнения водой несущей способностью. Воздух, находящийся внутри оболочки, является теплоизолятором, позволяющим сохранять тепло подогреваемой в бассейне воды (GB 2416584, 01.02.2006).
Недостатком надувной оболочки, в случае ее применения для плавучего бассейна, является возможность повреждения об острые предметы, находящиеся на дне, и соответственно потери ее несущей способности.
Также из уровня техники известен плавучий бассейн, поддерживаемый на плаву с помощью понтонной конструкции по его периметру, с комбинированной защитной оболочкой: жесткое стеклопластиковое днище, прикрепленное к стенке из гибкой пластмассы, которая в свою очередь прикреплена к понтонной конструкции (US 3602925, 07.09.1971).
В бассейне данной конструкции на дно можно вставать без риска повреждения днища об острые предметы на дне естественного водоема. Но остается риск разрыва оболочки как в местах сопряжения стенки с понтонной конструкцией, так и по стыку между стенкой и жестким днищем, так как тонкая пластмасса, из которой изготовлена стенка, не имеет достаточной прочности на разрыв.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является плавучий бассейн, поддерживаемый на плаву с помощью понтонной конструкции по его периметру, защитная оболочка (стенка и днище бассейна) которого спаяна из водонепроницаемой гибкой листовой пластмассы и прикреплена к ограждающей понтонной конструкции (US 3078472, 26.02.1963).
Недостатком оболочки данного плавучего бассейна является то, что, во-первых, спаянную из листов пластмассы чашу бассейна трудно крепить к понтонной конструкции, находящуюся на воде, без потери герметичности, а во-вторых, наступать на нее во время купания опасно из-за риска разрыва, так как гибкая пластмасса не имеет достаточной прочности на разрыв. Кроме того, ее достаточно просто проткнуть или разрезать об острые предметы, находящиеся на дне естественного водоема.
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании эластичной защитной водонепроницаемой оболочки плавучего бассейна, которая исключала бы указанные выше недостатки при условии обеспечения безопасности людей в процессе купания.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении безопасности, надежности и прочности конструкции оболочки плавучего бассейна, а также в обеспечении ее защиты от механических повреждений за счет отсутствия сварных швов, упрощения конструкции, эксплуатации и процесса монтажа плавучих бассейнов, а также обеспечения безопасности людей путем защиты от острых предметов, находящихся на дне, и отгораживания купающихся в чистой и теплой воде плавучего бассейна от несоответствующей санитарным нормам воды естественного водоема.
Указанный технический результат достигается за счет защитной оболочки плавучего бассейна, представляющей собой цельную мембрану, выполненную из прочного на разрыв (не менее 27 кг/см) эластичного водонепроницаемого однослойного или многослойного материала, при том, что глубина плавучего бассейна задается конструктивной формой защитной оболочки и может иметь любое значение, в том числе предоставляющее возможность людям стоять на дне во время купания независимо от того опирается защитная оболочка на дно естественного водоема или нет, что обеспечивается путем поддержания уровня воды в бассейне, выше уровня в естественном водоеме.
Однослойный материал защитной оболочки представляет собой или пленку из эластомерного материала, или прорезиненную ткань, или эластичный водонепроницаемый нетканый материал.
Эластичный водонепроницаемый нетканый материал представляет собой сверхплотный иглопробивной мат на основе полимерных волокон каландрированного или некаландрированного типа.
Многослойный материал содержит внешний слой, представляющий собой каркас из тканного или нетканого материала, и внутренний водонепроницаемый слой, выполненный из тефлоновой, или болоньевой ткани, или полиэтиленовой, или бутилкаучуковой, или полипропиленовой, или поливинилхлоридной пленки.
Для сокращения теплоотдачи воды плавучего бассейна в воду естественного водоема конструкция герметичной оболочки или снаружи, или внутри дополняется термоизолирующим слоем для однослойного материала или термоизолирующей прослойкой для многослойной защитной оболочки из ненамокаемого теплоизолирующего материала, выполненного из воздушно-пузырчатой пленки, или двухслойной армированной сеткой полиэтиленовой пленки, или пенорезины, или пенолона.
Для защиты от любого рода воздействий со стороны естественного водоема и более четкого задания конструктивной формы чаши бассейна защитная оболочка дополнительно содержит внешний покров, выполненный из эластичного тканого или нетканого материала с высокими показателями поверхностной прочности и прочности на разрыв, при этом эластичная оболочка плавучего бассейна вкладывается внутрь внешнего покрова.
Внешний покров состоит из стенки и днища и выполнен из брезента из натуральных или синтетических волокон, или иглопробивного нетканого материала высокой плотности, или из комбинации: стенка - из тканого материала, а днище - из нетканого материала, при этом внешний покров может быть негерметичным, так как главная его функция - это защита вложенной в нее герметичной защитной оболочки и обеспечение прочности защитной оболочки плавучего бассейна в целом.
В случае, если плавучий бассейн своим днищем ложится на дно естественного водоема, то как для защиты оболочки, так и для защиты людей во время купания от контакта с любыми острыми предметами, находящимися на дне естественного водоема, в конструкции защитной оболочки предусматривается дополнительное усиление днища, то есть дополнительно содержит донный слой из эластичного материала с высокими показателями поверхностной прочности и прочности на разрыв.
Донный слой выполнен из брезента на основе натуральных либо синтетических волокон, или из иглопробивного нетканого материала высокой плотности.
Для обеспечения возможности людей вставать на дно во время купания защитная оболочка дополнительно армируется в районе днища, с помощью продольных, и/или поперечных ребер жесткости из металла, или дерева, или полимерного, или стеклопластикового, или базальтопластикового профиля, или с помощью решетчатых конструкций из указанных материалов.
При любом исполнении защитной оболочки плавучего бассейна могут применяться дублированные фольгой или металлизированной пленкой материалы, армированные стекловолоконной или другой подобной сеткой.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено сечение естественного водоема с плавучим бассейном, содержащим защитную оболочку, выполненную из однослойного материала; на фиг.2 - сечение естественного водоема с плавучим бассейном, содержащим защитную оболочку, выполненную из многослойного материала.
Плавучий бассейн обустраивается в акватории естественного водоема путем сборки искусственного острова - понтонной конструкции в форме кольца, или любой другой фигуры, предусматривающей размещение на ней одной или нескольких чаш под бассейны. Внутри понтонной конструкции на уровне ее верхней кромки любым способом, обеспечивающим надежное крепление, монтируется защитная оболочка из прочного на разрыв эластичного водонепроницаемого материала. По завершении крепления к понтонной конструкции оболочка затапливается путем заполнения любым способом доставленной к естественному водоему водой требуемого, в том числе по санитарным нормам, качества. Уровень воды во внутреннем водоеме всегда поддерживается выше уровня воды в естественном водоеме, но ниже уровня возвышающейся над водой части оболочки. Таким образом, вода извне не может попасть во внутренний водоем. Глубина и форма дна плавучего бассейна задается конструкцией оболочки. Она, в том числе может быть такой, чтобы человек мог стоять в процессе купания на дне внутреннего водоема, которым является днище оболочки. В случае, если конструктивная глубина плавучего бассейна больше глубины естественного водоема, то днище защитной оболочки бассейна достигает дна естественного водоема и ложится на него.
На фиг.1 показан в сечении естественный водоем 1, плавучий бассейн 2, соединенный с берегом с помощью мостика 3, эластичная оболочка 4 (содержит стенку и днище) плавучего бассейна 2, прикрепленная к понтонной конструкции 5 плавучего бассейна 2, под позицией 6 показана разница в уровнях воды между плавучим бассейном 2 и естественным водоемом 1.
По отношению к естественному водоему, плавучий бассейн, состоящий из ограждающей понтонной конструкции, защитной оболочки из однослойного материала и воды, находящейся в оболочке, является телом, погруженным в естественный водоем. На оболочку, со стороны плавучего бассейна действует сила гидростатического давления воды, а со стороны естественного водоема действует выталкивающая сила. Если уровень воды в бассейне равен уровню воды в естественном водоеме, то действие на оболочку указанных сил будет скомпенсировано, и она будет находиться во взвешенном состоянии. Поэтому, чтобы защитная оболочка приняла конфигурацию, максимально приближенную к форме, заложенной в нее конструктивно, необходимо после размещения оболочки в воде естественного водоема, создать условия, чтобы сила гидростатического давления, действующая на нее со стороны бассейна, была больше выталкивающей силы, действующей на нее со стороны естественного водоема. Для этого в плавучем бассейне создается уровень воды выше, чем уровень воды в естественном водоеме. В этом случае на оболочку бассейна помимо гидростатической силы давления, обусловленной силой тяготения, будет действовать вес объема воды в бассейне, который находится выше уровня воды в естественном водоеме. Разница в уровнях воды определяется расчетом для каждого конкретного случая в зависимости от способа и режима использования плавучего бассейна.
В течение эксплуатации зоны для купания уровень и качество воды внутреннего водоема поддерживается, как за счет периодической долива и/или полной смены, так и с помощью системы рециркуляции, обеззараживания и резервирования воды, которая может содержать гибкий трубопровод для подачи во внутренний водоем воды, отвечающей санитарным нормам, один конец которого связан с плавучим бассейном, а другой - с системой (мобильной) рециркуляции и обеззараживания воды или мобильной установкой подготовки воды, указанная система или установка имеют гибкий трубопровод для отбора воды из оболочки плавучего бассейна в систему рециркуляции и обеззараживания, которая может быть подключена к резервной емкости с водой, отвечающей санитарным нормам.
Указанные системы могут располагаться:
- на берегу естественного водоема;
- на берегу внутреннего водоема;
- на отдельной (отдельных) плавучей платформе;
- комбинированно (с применением любого количества перечисленных выше мест расположения).
В зависимости от целей использования плавучего бассейна конструкция защитной оболочки помимо однослойного исполнения предусматривает многослойное исполнение - из многослойного материала. При исполнении оболочки из однослойного материала, она изготавливается из прочной водонепроницаемой ткани, например, ткань для наземных бассейнов, тентовый брезент, ткань для надувных резиновых лодок, или других подобных тканей. Также оболочка может изготавливаться из эластичного водонепроницаемого нетканого материала, например, сверхплотного иглопробивного мата на основе полимерных волокон каландрированного или некаландрированного типа.
На фиг.2 схематично изображен в сечении естественный водоем 1, плавучий бассейн 2 с защитной оболочкой 4 из многослойного материала (в многослойном исполнении). В данном исполнении оболочки 4 каждый ее слой выполняет свою функцию. Так, внешний слой 7 оболочки 4, который граничит с водой естественного водоема 1, изготавливается из прочной не обязательно водонепроницаемой ткани или нетканого материала. Этот слой 7 выполняет функцию каркаса для внутреннего водонепроницаемого слоя 8 оболочки 4. Для того чтобы люди могли вставать на дно во время купания в плавучем бассейне 2 защитной оболочке 4 можно придать дополнительную жесткость в районе днища. Это достигается путем его армирования, например, с помощью продольных, поперечных ребер жесткости и/или решетчатых конструкций из металла, дерева, полимерного, стеклопластикового или базальтопластикового профиля. На фиг.2 изображен вариант, где поперечные ребра жесткости 9 выполнены из деревянных брусков. Водонепроницаемый слой 8 защитной оболочки 4 изготавливается из тканого или нетканого материала, но с более низкими показателями прочности, чем при однослойном исполнении оболочки 4, например, из тефлоновой, болоньевой, легкой тентовой ткани, полиэтиленовой, бутилкаучуковой, полипропиленовой, поливинилхлоридной пленки. Также возможно применение других водонепроницаемых тканей и пленок.
Если температура воды в плавучем бассейне 2 не отвечает необходимым температурным требованиям, технологическая схема плавучего бассейна 2 дополняется системой обеспечения подогретой или охлажденной водой. В таком случае в конструкцию оболочки 4 включается теплоизолирующий слой 10, обеспечивающий термоизоляцию воды в бассейне 2 от воды естественного водоема 1. В качестве термоизолирующего слоя может быть применена, например, двухслойная армированная сеткой полиэтиленовая пленка с воздушной прослойкой в ячейках сетки, воздушно-пузырчатая пленка, а также такие материалы, как пенорезина (вспененный каучук), пенолон (пенополиэтилен) и другие эластичные вспененные материалы с замкнутыми порами.
Слои оболочки между собой скреплять не обязательно, так как все они имеют относительно легкий вес, одинаковую форму и совпадающие узлы крепления, что позволяет их на суше вложить одну в другую и крепить к понтонной конструкции, как единую оболочку. В процессе заполнения плавучего бассейна водой эта единая оболочка сама расправляется и принимает конструктивную форму за счет давления воды, обусловленного разницей в уровнях воды межу плавучим бассейном и естественным водоемом. При этом вода естественного водоема служит основанием для чаши бассейна, а наполненная в нее вода является средой, формирующей конструктивную конфигурацию защитной оболочки плавучего бассейна.
Использование заявленной полезной модели позволит значительно упростить конструкцию и процесс монтажа плавучих бассейнов. Кроме того, применение многослойных оболочек, в том числе с термоизолирующим слоем, позволяет обеспечить не только требуемое качество воды в плавучем бассейне, отличающееся по отношению к воде естественного водоема, в котором он расположен, но также и требуемую температуру воды. Плавучие бассейны с эластичной водонепроницаемой оболочкой значительно дешевле, чем плавучие бассейны с жесткой оболочкой, и надежнее, чем плавучие бассейны с гибкой и комбинированной оболочкой из сваренных между собой листов гибкой пластмассы. Использование эластичных водонепроницаемых оболочек в плавучих бассейнах обеспечит их более широкое применение не только для купания в водоемах, в которых вода не отвечает требованиям санитарных норм, но и в таких сферах деятельности, как:
- аквакультура - строительство плавучих бассейнов для разведения водных растений, рыбы, малюсков и ракообразных;
- ландшафтный дизайн - строительство на естественных водоемах живописных плавучих искусственных островов с внутренними прудами;
- обустройство плавучих резервуаров;
- обустройство мест для рыбалки;
- обустройство мест для занятий водными видами спорта, проведения оздоровительных и развлекательных мероприятий.