0
Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях.
Пневматические строительные конструкции.
Можно смело сказать, что ни один из видов строительных конструкций не претерпел в столь короткий срок такого бурного развития, как пневматические конструкции. Менее 40 лет отделяет нас от того события, когда разложенная на земле бесформенная груда мягкой технической ткани ожила под действием включенного вентилятора, по ткани побежали волны, она начала вспухать и подниматься, неуверенно покачиваясь и, наконец, наполнившись воздухом, неустойчивый матерчатый пузырь почти мгновенно стал упругим и устойчивым. В это чудо, поверили, лишь ощупав купол руками, ощутив его стойкость и упругую незыблемость.
А сейчас уже около ста тысяч таких сооружений смонтированы на всех континентах мира и их изготавливают во всех технически развитых странах.
Пневматические строительные конструкции не имеют ни предшественников, ни традиций. В них все ново — и материалы, и принципы функционирования, и характер эксплуатации. Мало того, они как строительный объект не укладываются в привычные представления об инженерных сооружениях, о произведениях строительного искусства.
Традиционные материалы — древесина, камень, металлы, бетон отличались тяжестью, жесткостью, способностью оказывать высокое сопротивление всем видам напряженного состояния: растяжению, сжатию, изгибу, сдвигу, кручению. Материалы мягких оболочек пневматических сооружений могут сопротивляться только растяжению.
В традиционных конструкциях принцип предварительного напряжения всегда рассматривался не более как средство искусственного перераспределения усилий в конструкции с целью оптимального использования механических свойств применяемых жестких материалов. Предварительное напряжение в пневматических конструкциях — непременное условие возможности их функционирования. Создаваемое воздухоподающим оборудованием, оно является основой их существования.
Эксплуатация традиционных зданий сводится лишь к обеспечению их сохранности, исправности, к созданию заданных условий комфорта. Если эти условия не соблюдаются, здание становится неполноценным в смысле способности выполнения своих функций. Эксплуатация воздухоопорных зданий требует прежде всего абсолютно надежной работы воздухоподающей системы. Прекращение подачи воздуха в этом случае не потеря комфорта, а прекращение существования сооружения.
Сорок лет (а если вести счет от начала массового производства, то двадцать лет) — срок очень небольшой для приобретения нужного опыта проектирования, изготовления, монтажа и эксплуатации столь новых сооружений. Известно, что кажущаяся простота пневматических конструкций привела к тому, что их изготовлением стали заниматься многие предприятия. Пионер в области пневматических сооружений Уолтер У. Бэрд организовал фирму «Бэрдэйр» в 1956 г. а в 1957 г. только в США насчитывалось уже около 50 подобных фирм. «Пневматический бум», охвативший всю Северную Америку, Европу и Японию, архитектор Р. М. Энгельбрехт [1], перефразируя известную строку С. Т. Колриджа, обрисовал как «Пузыри, пузыри везде. ». Этот начавшийся в 60-х годах «бум» и сопутствующая ему конкуренция фирм привели к тому, что некоторые предприниматели, не будучи достаточно компетентными, не смогли решить ряд конструктивных и технологических проблем совершенно незнакомого вида сооружений и не сумели обеспечить ни должного качества своей продукции, ни должного уровня их эксплуатации.
Наступила пора трезвого осмысления опыта применения пневматических конструкций в строительстве — пора подведения итогов, признания ошибок, констатации изменения точек зрения формулирования новых задач.
Главный вывод состоит в том, что пневматические конструкции оказались не такими простыми, какими они представлялись на первый взгляд. В то же время они обнаружили ряд неожиданных качеств, открыли некоторые возможности, о которых ранее не догадывались или в которых сомневались. Все это позволило несколько по-иному представить себе те инженерные, технологические и архитектурные проблемы, которые возникли в процессе развития пневматических строительных конструкций во всем мире.
Сейчас в некоторых странах, особенно остро переживающих энергетический кризис, отмечается повышение интереса к экономике пневматических сооружений. Это вызвано главным образом повышенным по сравнению с капитальными сооружениями расходом горючего на отопление помещений, отделенных от внешней среды очень тонкой оболочкой. Существуют две тенденции преодоления последствий кризиса: повышение термического сопротивления оболочек путем их дублирования или устройства ограждающих и поглощающих слоев и др.; использование оболочки в качестве коллектора солнечной энергии.
В условиях недостаточного опыта изготовления и использования новых, необычных и непривычных сооружений особое значение приобретает интенсивный обмен опытом специалистов, посвятивших себя задаче успешной реализации этой перспективной разновидности пространственных конструкций. Нет ничего удивительного в том, что за сравнительно короткое время был проведен ряд интернациональных форумов, посвященных только пневматической строительной тематике: в Штутгарте (1967), Чикаго (1Э71), Делфте (1972), Колумбии, штат Мериленд (1973), Лас-Вегасе (1974), Венеции (1977), Лондоне (1980.
Необходимо подчеркнуть организационную роль ИАСС (Международной ассоциации по пространственным конструкциям), которая не только провела половину перечисленных выше мероприятий, но начиная с 1967 г. обязательно включала тему пневматических конструкций в программу всех своих конгрессов и симпозиумов, состоявшихся в Токио и Киото (1971), Монреале (1976), Алма-Ате (1977), Моргантауне (1978), Мадриде (1979), Оулу (1980). Крометого, ИАСС организовала под председательством проф. Цубои рабочую группу по пневматическим конструкциям, которая поставила одной из своих задач разработку международных норм проектирования и эксплуатации пневматических конструкций.
Настоящее издание как бы продолжает традицию обмена опытом и информацией. Для участия в нем был привлечен ряд крупнейших специалистов из десяти стран, известных своими научными трудами или практической деятельностью в области пневматических строительных конструкций.
Кинга в основном посвящена пневматическим конструкциям воздухоопорного типа (включая пневматические линзы и подушки), что объясняется их более широким распространением по сравнению с другими разновидностями — пневмостержневыми и пневмопанельными конструкциями.
Авторами статей сборника являются (в порядке оглавления): В. В. Ермолов, д-р техн. наук, профессор Московского архитектурного института; У. У. Бэрд, президент фирмы «Бэрдэйр», США; Э. Бубнер, др-инж. профессор университета в Эссене, ФРГ; Л. Виттинг, технический директор фирмы «Рукка», Финляндия; С. Б. Вознесенский, канд. техн. наук, зав. лабораторией пневматических конструкций ЦНИИ строительных конструкций, Москва; 3. Голуб, канд. техн. наук, и Л. Штепанек, инженер, НИИ строительных конструкций в Брно, ЧССР; Ю. Н. Орса, архитектор, Москва; Ю. Мурата, архитектор, Токио, Япония; И. Линекер, архитектор, Маттигхофеи, Австрия; Э. Фрицше, Г. Вольф и Г. Айзенхут, инженеры, Высшее техническое училище, Дрезден, ГДР; В. Круммхойер, др-инж. Институт технического волокна, Вупперталь, ФРГ; Д. Л. Г. Старджен и М. В. Уардл, научные сотрудники фирмы «Дюпон», США; К- Ищии, др.-инж. профессор университета в Иокогаме, Япония; В. И. Усюкин, д-р техн. наук, профессор МВТУ им. Н. Э. Баумана; Э. Хауг, др-инж. сотрудник НИИ инженерных систем, Рунгис, Франция; М. Майовецки, др-инж. и Дж. Тирони, др-инж. профессора университета в Болонье, Италия; Р. Харнах, др-инж. профессор университета в Бохуме, ФРГ.
Мировая практика пневматических сооружений.
Проектирование воздухоопорных зданий.
Материалы пневматических оболочек.
Расчет пневматических конструкций.
В. Ермолов, У. У. Бэрд, Э. Бубнер и др. Пневматические строительные конструкции, М. 1983.
*