Быстровозводимое защитное сооружение гражданской обороны
PREFABRICATED PROTECTIVE STRUCTURE OF CIVIL DEFENSE

Изобретение относится к изделию для защиты населения, личного состава сил гражданской обороны, в том числе наибольшей работающей смены предприятия, а также техники и имущества от воздействий средств нападения противника, а также защиты населения в чрезвычайных ситуациях, предотвращение или предельное снижение потерь населения и угрозы его жизни и здоровью от поражающих факторов и воздействий источников чрезвычайной ситуации.
Из уровня техники известно модульное убежище и способ его сооружения, раскрытые в документе RU 2529991 С2, опубл. 10.10.2014. Модульное убежище содержит внутренний передний модуль, имеющий плоское основание и боковые стенки, которые проходят от основания, и шлюз, наружный передний модуль, скользящим образом прикрепленный к внутреннему переднему модулю, при этом между внутренним передним модулем и наружным передним модулем находится герметичное по воздуху уплотнение, причем наружный передний модуль имеет передний участок прикрепления, внутренний задний модуль, и наружный задний модуль, скользящим образом прикрепленный к внутреннему заднему модулю, при этом между внутренним задним модулем и наружным задним модулем находится герметичное по воздуху уплотнение, причем наружный задний модуль имеет задний участок прикрепления, посредством которого наружный задний модуль прикреплен к переднему участку прикрепления наружного переднего модуля, когда наружный передний модуль и внутренний передний модуль находятся в выдвинутом состоянии, и наружный задний модуль и внутренний задний модуль находятся в выдвинутом состоянии, а наружный передний модуль и наружный задний модуль прикреплены, при этом наружный передний и задний модули и внутренний передний и задний модули образуют воздухонепроницаемую камеру. При этом каждый участок прикрепления представляет собой наружный фланец, причем между каждым участком прикрепления, когда они прикреплены друг к другу, находится наружное уплотнение. При этом, находясь в компактном состоянии, внутренний передний фланец внутреннего переднего модуля и передний участок прикрепления наружного переднего модуля плоские и разделенные и находятся на расстоянии от внутреннего и наружного задних модулей. Причем скоба прикреплена к внутреннему переднему модулю и наружному переднему модулю, когда внутренний и наружный передние модули находятся в компактном состоянии для удерживания внутреннего и наружного передних модулей в компактном состоянии.
Недостатком известного модульного убежища является невозможность защиты укрываемых от действия воздушной ударной волны, фугасного действия обычных средств поражения, действия отравляющих и радиоактивных веществ, бактериальных средств.
Известно модульное защитное укрытие, раскрытые в источнике информации WO 2020056276 А1, опубл. 19.03.2020, которое, обеспечивает устойчивость к пожару, взрыву и токсическим воздействиям.
Модульное укрытие включает два или более сборных бетонных модульных сегмента, каждый из которых включает встроенный фундамент, встроенную крышу и одну или несколько боковых стен, проходящих между встроенным фундаментом и крышей; по меньшей мере один сборный бетонный сегмент вестибюля, включающий встроенный фундамент, встроенную крышу, по меньшей мере три боковые стены, проходящие между встроенным фундаментом и крышей, а также внешние и внутренние двери, расположенные в соответствующих боковых стенах. При этом сборные бетонные модульные сегменты и сборный бетонный сегмент вестибюля сконфигурированы для присоединения друг к другу, чтобы обеспечить полностью замкнутое пространство внутри модульного укрытия.
Недостатком известного модульного укрытия является неудовлетворительная защита от фугасного и осколочного действия обычных средств поражения.
Ближайшим аналогом, выбранным в качестве прототипа, является защитное сооружение гражданской обороны блок-модульного типа полной заводской готовности, раскрытое в документе RU 2634320 С1, опубл. 25.10.2017. Защитное сооружение гражданской обороны полной заводской готовности блок-модульного типа состоит из отдельных металлических контейнеров для защиты пользователей от внешней окружающей среды. Несущие конструкции наружных стен, основания и перекрытия контейнеров усиливаются с внутренней стороны взаимно перпендикулярными металлическими стойками и балками, а также с помощью поперечных металлических балок из прокатного профиля. С наружных сторон крайних блок-модулей устанавливаются металлические контрфорсы, закрепленные к вертикальным металлическим стойкам усиления наружных стен и заанкеренные в грунтовом или бетонном основании, причем защитное сооружение монтируется на поверхности земли без проведения земляных работ по отрывке котлована и последующей обсыпки грунтом.
Недостатками известного сооружения является неудовлетворительная защита от фугасного и осколочного действия обычных средств поражения в связи с применением тонкослойного металла, а также отсутствие полноценной защиты от радиоактивного излучения и действия высоких температур.
Указанные выше недостатки устраняются в заявленном техническом решении, за счет того, что в предлагаемом быстровозводимом защитном сооружении гражданской обороны (далее - БВЗС), используются блок-модули разного функционального назначения, рассчитанные на восприятие разных сочетаний нагрузок и воздействий, соединяемые в единую систему заданной формы с замкнутым контуром герметизации. В блок-модулях применяется современная концепция создания композитной (многослойной) защиты от действия воздушной ударной волны (в том числе при косвенном действии ядерных средств поражения), от местного и общего действий обычных средств поражения (удара и взрыва фугасных боеприпасов), от действия отравляющих веществ (ОВ), радиоактивных веществ (РВ) и бактериальных средств (БС), от действия проникающей радиации.
Для защиты используются в наиболее эффективном сочетании, с учетом проникающей способности: металлические (стальные) листы; арамидное волокно (кевлар); полимер-композитные вставки в наиболее уязвимых местах, а также используется стальные листы, имеющие наименьшее сопротивление к разрыву.
Технический результат заявляемого решения, заключается в обеспечении защиты от действия воздушной ударной волны, в том числе при косвенном действии ядерных средств поражения, от местного и общего действий обычных средств поражения, таких как удар и взрыв фугасных боеприпасов, от действия отравляющих веществ (ОВ), радиоактивных веществ (РВ) и бактериальных средств (БС), от действия проникающей радиации, за счет использования многослойных материалов стен блок-модулей, а также повышения прочности, устойчивости и пространственной неизменяемости за счет использования контрфорсов, полимер-композитных вставок из углепластика и четырехкратных шипов.
Технический результат достигается тем, что быстровозводимое защитное сооружение гражданской обороны от действия воздушной ударной волны, от местного и общего действий обычных средств поражения, от действия отравляющих веществ (ОВ), радиоактивных веществ (РВ) и бактериальных средств (БС), от действия проникающей радиации, состоящее из основных и вспомогательных блок-модулей, соединенных по горизонтали с помощью четырехкратных шипов для штабелирования, образуя единую систему, при этом в местах стыковки блок-модулей для обеспечения замкнутого контура герметизации проклеивается профилированный резиновый уплотнитель, для обеспечения воздухоснабжения единой системы из блок-модулей, блок-модули соединяются между собой воздуховодами из труб, а подача воздуха в воздуховоды блок-модулей осуществляется из фильтро-вентиляционной камеры, установленной в одном из блок-модулей, при этом на каждом воздуховоде блок-модуля устанавливается клапан герметический для регулирования объема подаваемого воздуха и его отсечения, электропроводка внутри каждого из блок-модулей прокладывается по контуру с установленной герметичной кабельной муфтой с поворотной фиксацией кабеля, а кабельные ввода имеют водонепроницаемое исполнение, конструкция единой системы из блок-модулей по периметру и внутри, усилена дополнительными горизонтальными и вертикальными контрфорсами для устойчивости и пространственной неизменяемости, причем каждый блок модуль содержит силовой металлический каркас, со стенами, покрытием, полом, выполненными многослойными, в следующем порядке начиная с внешней стороны:
- радиационно-стойкое полимерное покрытие, выполнено из модифицированной цементно-баритовой рентгенозащитной штукатурки, который наносится на бетонные блоки с внутренней стороны;
- укрывной слой, выполнен из профилированной мембраны на основе полиэтилена высокой плотности (HPDE) с толщиной полотна 0,8 мм, и паро-влагоизоляционной пленки;
2
- четыре слоя арамида, при этом два слоя в продольном направлении и два в поперечном направлении, и представляет собой синтетическое волокно высокой механической и термической прочности с удельной разрывной нагрузкой нити 260 сн/текс и прочностью нити в микропластике 600 кг/мм;
- полимер-композитные вставки;
- сталь листовая горячекатаная Ст20 3 мм толщиной с антикоррозионной защитой с заводским двухсторонним силикатно-эмалевым покрытием эмалью МК-5;
- сэндвич-панели из полиизоцианурат PIR с эксцентриковыми замками 200 мм толщиной, звукоизоляционные сендвич-панели для стен, покрытия и пола толщиной 42,5 мм; а для обеспечения пространственной жесткости металлического каркаса блок-модуля между стальными контрфорсами и укосами по периметру, дополнительно устанавливаются полимер-композитные вставки из углепластика.
По функциональному назначению блок-модули подразделяются на основные, помещения для укрываемых и хранения продовольствия, санитарные узлы и посты; и вспомогательные: дизель-генераторная установка (далее - ДГУ), фильтровентиляции, аварийного выхода, регенеративные.
Для дополнительной защиты и обеспечения герметичности применяется гидрошпонка внешняя, монтируемая после сборки всех блок-модулей в единое сооружение в неплотности с внешней стороны с зачеканиванием герметиком на силиконовой основе.
Заявленное решение реализуется следующим образом, с учетом приведенных ниже примеров.
Основные блок-модули предназначены для укрытия людей и хранения продовольствия и содержат санитарные узлы и посты.
Вспомогательные блок-модули, содержащие дизель-генераторную установку (далее - ДГУ), фильтро-вентиляцию, аварийный выход, регенеративные установки, необходимы для жизнеобеспечения.
Блок-модуль с дизель-электрической станцией (ДЭС), содержит дизель-генераторную установка (ДГУ) на расчетную мощностью, выносной блок охлаждения, бак запаса топлива, блок автоматического включения резервного питания (АВР), шкафы управления ДГУ, насос топливный, вентиляционный агрегат, отсек с аккумуляторными батареями, отключающие устройства, приборы автоматизации, контрольно-измерительные приборы и автоматика (КИПиА).
Блок-модуль с дизель-электрической станцией обеспечивает подачу гарантированного электроснабжения в БВЗС, при отключении внешнего источника электроснабжения АВР переключает работу всех устройств с подачи внешнего электропитания на электроснабжение от ДГУ.
Вспомогательный блок-модуль фильтро-вентиляции комплектуется следующим оборудованием: фильтро-вентиляционная камера, вентиляционные агрегаты, фильтры-поглотители ФП-300, клапаны герметические, фильтры ячейковые типа ФЯРб, шкафы автоматизации.
Блок-модуль фильтро-вентиляции обеспечивает подачу воздуха в БВЗС, очищенного от пыли, отравляющих веществ (ОВ), радиоактивных веществ (РВ) и бактериальных средств (БС).
Забор воздуха осуществляется из окружающей среды, с его последующей очисткой в фильтрах-поглотителях и распределением по блок-модулям в зависимости от объема требуемого воздуха и кратности воздухообмена.
Блок-модуль аварийного выхода обеспечивает выход укрываемых из БВЗС наружу, является вентилируемым тамбуром. Содержит датчики контроля параметров окружающей среды. При использовании БВЗС для гидротехнических сооружений в зоне возможного затопления при прорыве напорного фронта высота регулируется выхода на поверхность выше отметки затопления.
Блок-модуль регенеративный обеспечивает жизнеобеспечение укрываемых в III режиме вентиляции при аварийно-химически опасных веществ (АХОВ) и/или пожарах. В состав блок-модуля регенеративного для работы входят:
- при АХОВ: регенеративная установка, баллоны с запасом воздуха, клапаны герметические, устройство редуцирования и осушки воздуха;
- при пожарах: регенеративные установки, фильтры-поглотители типа ФП, ФГ, ФМШ, регенеративные патроны типа РП, воздухоохладители, вентиляционный агрегат.
В зависимости от функционального назначения и места расположения БВЗС может дополнительно комплектоваться блок-модулями:
- для гидротехнических сооружений с различной высотой прорыва волны, т.е. при полном затоплении местности до определенной отметки поверхности земли, используется отдельный пристыковывающийся модуль для гидротехнических сооружений, позволяющий выбираться на поверхность выше уровня затопления.
- для предприятий с аварийно-химическими опасными веществами (АХОВ) (химической промышленности) необходимо использование БВЗС с режимом полной изоляции, при котором не используется наружный воздух, а для предприятий с наличием большого количества пожароопасных веществ (хранения дизельного топлива; при расположении в сплошном лесном массиве) необходимо использование режима частичной изоляции при котором используется очищенный от оксида углерода(СО) наружный воздух, включается режим вентиляции, обеспечивающий подачу кислорода за счет установленной внутри БВЗС системы регенерации воздуха. Наружный воздух для обеспечения дыхания не применяется.
- в зонах сплошных пожаров БВЗС комплектуются блок-модулями, содержащими регенеративную установку, фильтры-поглотители, регенеративные патроны, клапаны герметические, приборы автоматизации, контрольно измерительные приборы и автоматику (КИПиА). Для жизнеобеспечения при возникновении в месте пожара установки БВЗС с учетом высокой загазованности продуктами горения, включается режим вентиляции, обеспечивающий подачу кислорода за счет установленной внутри БВЗС системы регенерации воздуха, для выполнения необходимого избыточного подпора внутри БВЗС забирается наружный воздух в ограниченном объеме.
- тамбур-шлюз для обеспечения раздельного приема укрываемых методом шлюзования, комплектуется переговорными устройствами, звонками вызова.
- медицинский операционный, комплектуется стерилизационно-перевязочным оборудованием, инструментами и материалами для выполнения экстренных медицинских операций.
- медицинский санитарный, комплектуется кушеткой медицинской, шкафами с медикаментами, шкафами с одеждой и перевязочными материалами, комплектом медицинских инструментов для обеспечения медицинского осмотра поступающих людей в БВЗС.
- санитарный, комплектуется помывочными кабинами, емкостями для сбора и сброса зараженной воды, контейнерами хранения чистой и грязной одежды для возможности проведения обеззараживания укрываемых людей при размещении в БВЗС.
Все блок-модули обеспечивают защиту:
- от теплового воздействия, и обеспечения тепло- и звукоизоляции используются следующие материалы: вспененный полистирол; панели из пенополиуретана; каучуковое наполнения полостей БВЗС, использование указанных материалов обеспечивает микроклимат в соответствии со сводами правил по жизнеобеспечению и защите.
- от фугасного и осколочного действия обычных средств поражения, с учетом проникающей способности, применяется концепция создания композитной (многослойной) защиты в наиболее эффективном сочетании таких материалов, как металлические (стальные) листы, арамидное волокно (кевлар), полимер-композитные вставки в наиболее уязвимых местах;
- от радиоактивного излучения и проникающей радиации, действия высоких температур с учетом применения современных конструкционных материалов и технических решений;
- от действия отравляющих веществ (ОВ), радиоактивных веществ (РВ) и бактериальных средств (БС).
Порядок расположения материалов комбинированной защиты, начиная с внешней стороны:
• радиационно-стойкое полимерное покрытие, модифицированная цементно-баритовая рентгенозащитная штукатурка наносится на бетонные блоки, также является первым внешним слоем БВУ, необходима для ослабления действия проникающей радиации, защиты последующего слоя от механических воздействий.
• укрывной слой, гидроизоляция, паро-влагозащита, профилированная мембрана на основе полиэтилена высокой плотности (HPDE) с толщиной полотна: 0,8 мм, паро-влагоизоляционная пленка, предназначена для защиты от воздействия атмосферных осадков и влаги последующих слоев (защита стальных листов от коррозии в результате попадания влаги, защита от набухания арамидных нитей).
2
• четыре слоя арамида (ароматический полиамид), два слоя в продольном и два в поперечном направлении - синтетическое волокно высокой механической и термической прочности с удельной разрывной нагрузкой нити 260 сн/текс и прочностью нити в микропластике 600 кг/мм, необходимы для защиты от фугасного и осколочного действия боеприпасов.
• полимер-композитные вставки для защиты от фугасного и осколочного действия боеприпасов.
• сталь листовая горячекатаная Ст20 3 мм толщиной с антикоррозионной защитой с заводским двухсторонним (за два слоя, толщина покрытия 0,6 мм по всей длине) силикатно-эмалевым покрытием эмалью МК-5, необходима для защиты от фугасного и осколочного действия боеприпасов
• сэндвич-панели из полиизоцианурат (PIR) с эксцентриковыми замками 200 мм толщиной, звукоизоляционные сендвич-панели для стен и потолка толщиной 42,5 мм, предназначены для создания теплового контура, снижение уровня шума и реверберации внутри БВЗС.
Дополнительно полимер-композитные вставки из углепластика, устанавливаются в ячейках между стальными контрфорсами и укосами по периметру, обеспечивающими пространственную жесткость металлического каркаса блок-модуля.
Использование композитной защиты с нанесением радиационно-стойкого полимерного покрытия методом напыления (в т.ч. полиэтилен) в качестве финишного слоя обеспечивают ослабление проникающей радиации в 1000 раз, что соответствует требованиям свода правил по ЗСГО СП 88.13330.2014.
Также для БВЗС предусматривается его обкладка плитами и блоками железобетонными по периметру для защиты от действия воздушной ударной волны (в том числе при косвенном действии ядерных средств поражения), от местного и общего действий обычных средств поражения (удара и взрыва фугасных боеприпасов), от действия отравляющих веществ (ОВ), радиоактивных веществ (РВ) и бактериальных средств (БС), от действия проникающей радиации.
Для соответствия требованиям раздела 7 СП 88.13330.2014 в части обеспечения несущей способности БВЗС его конструкция усилена, после проведения конструктивных расчетов с созданием конечно-элементной модели, дополнительными горизонтальными и вертикальными контрфорсами по периметру и внутри БВЗС.
Для дополнительной защиты и обеспечения герметичности применяется гидрошпонка внешняя, монтируемая после сборки всех блок-модулей в единое сооружение в неплотности с внешней стороны с зачеканиванием герметика на силиконовой основе.
Для перехода из одного блок-модуля в другой в проемах устанавливаются двери и ставни защитные и защитно-герметические по типовой серии 01.036-1 обеспечивающие защиту от проникающей радиации каждого блок-модуля.
Защита от проникающей радиации с кратностью ослабления более 1000 обеспечивается обвалованием блок-модулей грунтом толщиной 800 мм.
Тепло и звукоизоляция обеспечивается сэндвич-панелями из полиизоцианурат (PIR) с эксцентриковыми замками 200 мм толщиной, звукоизоляционные сендвич-панели для стен и потолка толщиной 42,5 мм.
Блок-модули для обеспечения воздухоснабжения соединяются между собой воздуховодами из труб стальных электростальных марки Ст20 с толщиной стенки 6 мм. Подача воздуха в БВЗС осуществляется из блок-модуля «Фильтро-вентиляционная камера», на каждом воздуховоде устанавливается клапан герметический для возможности регулирования объема подаваемого воздуха и его отсечения, в случае необходимости.
Электропроводка внутри каждого из блок-модулей прокладывается до контура со специально установленной герметичной кабельной муфтой с поворотной фиксацией кабеля. Кабельные ввода имеют водонепроницаемое исполнение. Соединение выполняется промышленными разъемами (3P+N+E IP66/IP67 32А 6h 346-415 VAC).
Блок-модули поставляются в полной заводской готовности. На объекте подготавливается площадка для установки сооружения, предусматриваются железобетонные изделия и требуемый объем грунта. Стыковка блок-модулей между собой осуществляется с помощью крана стрелового типа. Соединяются по горизонтали блок-модули с помощью четырехкратных шипов для штабелирования (см. фиг. 1, фиг. 2).
Четырехкратные шипы содержат промежуточную пластину 1 и конусы 2. Верхние и нижние конусы должны удерживать соединенные блок-модули от горизонтальных перемещений. Промежуточная пластина служит для крепления блок-модулей друг к другу.
Таким образом, в БВЗС учтены требования (раздела 7 СП 88.13330.2014) по созданию ограждающих и несущих конструкций БВЗС с учетом расчета на особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок: динамической от избыточного давления воздушной ударной волны.
За счет применения современных систем моделирования на базе специализированного программного обеспечения, композитных технологий данная характеристика БВЗС соответствует требуемому уровню защищенности.