Легкоскидні конструкції з сендвіч-панелей – рішення для вибухонебезпечних будівель

Будівельні норми регламентують обов’язкове застосування легкоскидних конструкцій у приміщеннях категорій А і Б за вибухопожежною небезпекою. Найчастіше, це об’єкти нафто- і газовидобутку, металургії, хімічної промисловості, підприємства енергетичного комплексу, борошномельні комбінати, лікарні та ін.

Що таке легкоскидні конструкції

Принцип дії легкоскидних конструкцій полягає в тому, щоб у разі вибуху всередині приміщення швидко скинути наростаючий тиск шляхом розгерметизації частини огороджувальних конструкцій будівлі.

Для деяких категорій будівель існує ризик, коли тиск при вибуху може перевищити 5 кПа. При цьому проектування ЛСК здійснюється таким чином, щоб у разі надзвичайної ситуації розгерметизувати частину фасаду або покрівлі при досягненні розрахункового тиску вибуху.

Для забезпечення стійкості будівель при внутрішніх вибухах в якості легкоскидних конструкцій можуть застосовуватися вітражі або сендвіч-панелі з наповнювачем з мінеральної вати.

Легкоскидні конструкції з сендвіч-панелей

ЛСК з мінераловатних панелей Ruukki відповідають найвищим стандартам з енергоефективності та пожежної безпеки, тому можуть застосовуватися для всіх категорій приміщень. Спеціально розроблена технологія кріплення дозволяє виключити містки холоду та отримати максимально енергоефективну огороджувальну конструкцію.

Для забезпечення безпеки людей та матеріальних цінностей як усередині, так і зовні будівлі при проектуванні легкоскидних конструкцій з сендвіч-панелей необхідно враховувати наступне:

• Панелі та елементи кріплення ЛСК повинні бути розраховані на сприйняття вітрового навантаження (тиск і підпір).
• У разі внутрішнього вибуху кріпильні елементи панелей повинні вийти з ладу раніше, ніж настане руйнування панелі.
• Конструкція з панелей, що утворюють ЛСК, повинна бути об’єднана в одну цілісну систему.
• ЛСК повинна кріпитися до несучих конструкцій будівлі так, щоб забезпечити швидку розгерметизацію і в той же час гарантувати, що конструкція або її частини не будуть відкинуті на прилеглу до будинку територію.
• Чим легше ЛСК, тим краще.

Сендвіч-панелі Ruukki можуть сприймати навантаження місцевого тиску на поверхню більше ніж 50 кН/м², що зазвичай задовольняє розрахунковим навантаженням під час вибуху газу всередині будівлі.

Проектування легкоскидних конструкцій

Фасад ЛСК з вертикальними сендвіч-панелями

Площу ЛСК слід визначати розрахунковим шляхом або за допомогою рекомендацій, викладених у галузевих нормах і стандартах (ДБН, ДСТУ, НАПБ та ін.). Наприклад, для підприємств, будівель і споруд по зберіганню і переробці зерна ДБН В.2.2-8.98 визначає, що за відсутності розрахунку для зовнішніх стін площу легкоскидних конструкцій необхідно приймати не менше 0,03 м² на 1 м³ вибухонебезпечного приміщення.

Фасад ЛСК з горизонтальними сендвіч-панелями

Кріплення легкоскидних конструкції з сендвіч-панелей до несучого каркасу будівлі здійснюється за допомогою цвяхів по бетону або шурупів по металу з шайбами малого діаметру. Додатково по довгій стороні ЛСК протягуються сталеві троси Ø8 мм, які прикріплюються до зовнішньої обшивки панелей кляймерами з кроком 100 мм. Кріплення тросу на кінцях здійснюється за допомогою рим-болтів, закріплених до колон або ригелів. При укладанні тросу необхідно улаштувати петлі, які після вибуху не дадуть конструкції впасти. Вся система кріплень ЛСК закривається декоративним нащільником, що дозволяє забезпечити архітектурну привабливість фасаду і захистити конструкцію від атмосферних впливів.

Вузли легкоскидних конструкцій

Розрахунок кріплення легкоскидних конструкцій

Для визначення типу і кількості кріплень ЛСК фахівці Rauta використовують програму Traypan. Розрахунок складається з визначення несучої здатності кріпильних елементів при проектному тиску вітру і при вибуху з тиском всередині будівлі понад 2 кПа.

Приклад розрахунку кріплення легкоскидних конструкцій з сендвіч-панелей Ruukki розміром 18х8,8м з кроком колон 6 м показаний нижче.

При вітровому навантаженні 0,28 кН/м² коефіцієнт використання несучої здатності кріплення не перевищує 38,9%.

При виникненні навантаження від вибуху в 5,28 кН/м² коефіцієнт використання несучої здатності кріплення зростає до 348,5%.

Розрахунки показують, що використання 4 саморізів SFS STD14-S19-5.5 є достатнім для сприйняття вітрових навантажень, але в разі вибуху таке кріплення вийде з ладу і забезпечить коректну роботу легкоскидних конструкції.