Краткая характеристика и планировка
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Строительство и эксплуатация убежищ является дорогостоящим мероприятием. Их используют по прямому назначению в мирное время крайне редко – только в случаях угрозы химического заражения воздуха при авариях на химически опасных объектах, при задымлении при пожарах и т.п.
Поэтому в мирное время имеется ограниченное количество убежищ, а в угрожаемый период за короткое время из подручных материалов будут строить быстровозводимые убежища. Конечно, по своим характеристикам они будут уступать заблаговременно построенным, но защиту людей в большинстве случаев обеспечат. Выпускник вуза отдельных специальностей должен уметь проектировать и строить такие убежища.
Быстровозводимыми убежищами (БВУ) называются такие убежища, которые строятся в сжатые строки. Это достигается за счёт применения простых конструктивно-планировочных решений и индустриальных методов строительства. Возведение БВУ предусматривается при угрозе нападения противника и в военное время в случае нехватки заблаговременно построенных убежищ.
При строительстве БВУ могут использоваться следующие конструктивные схемы:
· каркасная конструкция с металлическим или железобетонным каркасом, заполненным ж/б плитами, панелями или деревянными щитами;
· конструкция из плоских ж/б элементов с установкой распорных рам;
· конструкция из пространственных ж/б секций (блоков) замкнутого круглого, квадратного или прямоугольного сечения;
· конструкции из войсковых фортификационных элементов;
· рамочно-блочные, каркасно-щитовые деревянные конструкции.
Для сооружения БВУ находят применение разнообразные строительные конструкции (элементы) и материалы:
ü ж/б объёмные секции, панели, плиты, балки, колонны, фундаментные блоки и другие элементы, выпускаемые домостроительными комбинатами и заводами сборного железобетона;
ü специально сконструированные ж/б элементы повышенной прочности, например, тамбурные панели, дверные перегородки и др.;
ü каменные материалы (кирпич, бетонные блоки, природный камень);
ü пило- и лесоматериалы;
ü железобетонные, клеенофанерные, металлические элементы войсковых фортификационных сооружений.
Наиболее удобными из них являются секции коллекторов инженерных сооружений городского подземного хозяйства различных типов (рис.8):
v четвертная труба ЧТ-20;
v раструбная труба РТ-15;
v рядовой коллектор РК-25;
v внутриквартальный коллектор ВКК-1,5х1,9;
v общий магистральный коллектор ОМК-2,4х2,4;
v блок коллектора ТВ-3.
Указанные элементы имеют приемлемые для строительства БВУ размеры, хорошо армированы, изготовлены из бетона высоких марок и способны выдерживать большие давления (табл. 4).
Объёмно-планировочные решения БВУ зависят от количества укрываемых, наличия свободных участков для их сооружения, марок используемых строительных конструкций и обладают рядом особенностей.
В быстровозводимых убежищах предусматриваются помещения для укрываемых, места для размещения фильтровентиляционного оборудования, баков с запасом воды и ёмкостей для отходов, санитарные узлы, входы и аварийные выходы. На рис. 1,2 и 3 представлены общий вид и план БВУ из объёмных секций типа РК-25, а на рис. 9 убежище из труб ЧТ-20.
В помещении для укрываемых при высоте h³1,9 м применяется двухъярусное расположение нар (рис.4), а при меньшей — одноярусное. Размеры нар выбираются такие же, как и для заблаговременно возводимых убежищ. Способы размещения нар зависят от ширины помещения (рис.4). Так, при b=1-1,3м нары следует располагать в один ряд вдоль сооружения, при b=1,5-2м — в два ряда. При большей ширине лучше поперечное размещение с проходом вдоль одной из стен убежища.
Вместимость БВУ определяется суммой мест для лежания, сидения и рассчитывается в соответствии с установленными нормами площади пола на одного укрываемого (СНиП II-11-77). Обычно она варьирует в пределах от 50 до 200 чел.
Количество входов в БВУ зависит от его вместимости и пропускной способности дверей. Например, при проёме 60х160см делается один вход на 200 укрываемых. Вход в убежище оборудуется тамбуром, с наружной стороны которого устанавливается защитно-герметическая дверь (ЗГД) в виде типового деревянного блока (БД), а с внутренней — герметическая из досок или плотной ткани. От завала ЗГД предохраняется за счёт устройства предтамбура или путём перекрытия на ней участка. Для входа в убежище с поверхности земли устраивается лестничный спуск шириной lc 
1 м с уклоном ic =1:1,5. Ступеньки и боковые входы обшиваются досками (рис.6).
Входы могут быть различной в плане конфигурации, в том числе тупиковыми (рис.2), прямыми под углом 900 и сквозняковыми (рис. 10).
Аварийных выход устраивается в убежищах с одним входом для эвакуации людей в случае его завала и разрушения. Обычно он представляет собой шахту, непосредственно примыкающую к стене убежища, или отнесённую или соединённую с ним галереей (лазом). Шахта может заканчиваться оголовком или же выходить на поверхность, т.е. быть заглублённой. В последнем случае она закрывается защитным люком, на который насыпается слой грунта до 1м (рис. 3,11 ).
Внутреннее оборудование убежище, кроме нар, состоит из простейших средств вентиляции, водоснабжения, канализации, защиты водухозаборных и вытяжки каналов, освещения и связи (рис.10).
В качестве устройств воздухоподачи используются вентиляторы (центробежные и осевые) с ручным и велосипедным приводом, но возможно применение установок с мехмешками. Однако не исключается использование в БВУ вентиляционного оборудования промышленного изготовления.
Система вентиляции рассчитывается на два режима работы: чистой вентиляции (режим I) и фильтровентиляции (режим II). В первом режиме при температуре свыше 150С необходимо на одного укрываемого 25-30 м3/ч воздуха.
При этом, очистка наружного воздуха от пыли производится с помощью матерчатых и масляных фильтров, которые размещаются в воздухосборном оголовке или в воздухозаборе, совмещённым с аварийным выходом. Площадь матерчатых фильтров выбирается из расчёта прохождения не более 75м3/ч через 1 м2 поверхности. Аэродинамическое сопротивление таких фильтров не велико, что позволяет использовать в режиме чистой вентиляции низконапорные осевые вентиляторы.
Во втором режиме приточный воздух очищается от радиоактивных веществ и бактериальных средств с помощью гравийно-песчаного (шлакового) фильтра, который устраивается близи от убежища (рис.2,10). Аэродинамическое сопротивление подобных фильтров достаточно большое, что приводит к необходимости применения высоконапорных центробежных вентиляторов. В этом режиме на одного укрываемого необходимо не менее 2м3/ч. Таким образом, наружный воздух в режимах чистой вентиляции и фильтровентиляции поступает в убежище по разным водухосборным каналам. Однако при малой вместимости БВУ допускается устройство только фильтровентиляции.
Из убежища воздух выбрасывается через вытяжной короб в санузле. Для защиты воздухосборных и вытяжных каналов от ударной волны устанавливаются противовзрывные устройства в виде малогабаритных защитных секций (типа ЗСУ-М) или деревянных и металлических дефлекторов типа ДЗУ (ЗУ).
Водоснабжение БВУ обеспечивается за счёт запасов воды в баках, устанавливаемых на специальных подставках высотой не менее 0,3м от пола.
В помещении для укрываемых могут устанавливаться шкафы, для продовольствия, медикаментов, стол и стул (рис.2).
Санитарные узлы с вытяжными каналами и ёмкости для отходов размещаются вблизи входов в помещение или в тамбуре. В санузле устраиваются две кабины размером не более 0,9х1,0м на одно очко с выносной тарой или выгребной ямой.
Освещение БВУ производится от электросети, а в случае необходимости используются аккумуляторные фонари или свечи.
Организация строительства
Одним из основных документов, разрабатываемых при организации строительства БВУ, является календарный график возведения убежища. Для его построения следует рассчитать необходимое количество ж/б элементов, а также предполагаемый объём земляных и других работ.
Методика такого расчёта сводиться к следующему.
Определяется площадь помещения для укрываемых
(1)
где N — вместимость убежища;
S1 — норма площади на одного укрываемого.
Рассчитывается общая площадь помещения для укрываемых
(2)
где 
— площадь необходимая для размещения внутреннего
оборудования.
Находится требуемое количество секций
(3)
где L — длина помещения (рис.2);
b, l — ширина и длина одной секции (рис. ).
Для устройства тамбура выбирается такое количество секций, когда в нём можно разместить две кабины санузла с сохранением прохода шириной в пределах 0,4 — 0,7м.
Тогда общая численность ж/б секций равна
.
При использовании крупногабаритных блоков обычно достаточно взять nт=1шт.
Аварийный выход удобно делать из типовых металлических или железобетонных труб. Для устройства галереи можно порекомендовать две трубы длинной lтр=1,5м и диаметром dг=0,7-1м, а для шахты — две трубы диаметром dш=1-1,5м и такой же длины.
Рассчитав необходимое количество ж/б элементов можно определить объём основных работ, включающих отрывку котлована, сборку остова убежища, устройство входа и аварийного выхода, установку внутреннего оборудования, устройство гравийно-песчаного фильтр, герметизацию, сборку нар и др.
Объём котлована зависит от размеров и заглубления БВУ, его формы и типа входа. При тупиковом входе (рис.5) для отрывки котлована целесообразно использовать бульдозер. В этом случае его объём рассчитывается по формуле
(4)
где b1 и b2 — ширина котлована поверху и понизу соответственно;
hk — глубина котлована, которая при полном заглублении БВУ
зависит от высоты ж/б секции h и толщи её стенок d, т.е.
;
Lkн — длина котлована понизу; 
– величина заложения аппарели; ia=1:2 — крутизна аппарели;
Размер котлована понизу равен
, (5)
где m=0,3-0,5м — величина зазора между изделиями и боковыми стенками низа котлована (рис.3)
Ширина котлована рассчитывается по формуле
(6)
где 
– величина заложения котлована;
iк - уклон откосов, зависящий от категории грунта (табл.2).
Длина котлована определяется по выражению
(7)
где lг=nг ×lтр – длина галереи;
nг – количество труб в галереи;
lпл=1м – длина площадки перед входной дверью тамбура.
Для БВУ со сквозниковым входом (рис.12) котлован лучше отрывать экскаватором. При этом объём котлована можно рассчитать, разбивая его на простейшие элементы с объёмами Vj,
(8)
Значение Vj следует определять после нахождения размеров указанных элементов с учётом категории грунта.
Для определения Vk для БВУ со сквозниковым входом можно воспользоваться упрощённым методом. Для этого к Vk, определяемому по формуле (4) надо прибавить 8м3.
Площадь лестничного спуска и боковых стен, подлежащих обшивке досками, зависит от типа входа и заглубления убежища. Для тупикового входа (рис.2) она равна
(9)
где 
- заложение спуска; ic=1:1,5 - крутизна спуска;
bc=1,2м -ширина спуска.
Подобным образом может быть рассчитана указанная площадь при других типов входа. Для сквознякового входа результат, полученный по формуле (9) умножается на два.
Гравийно-песчаные фильтры устраиваются в выемках hф глубиной 1м и площадью
(10)
где
V1 = 2м3/ч -норма воздуха на одного человека;
V1ф=30м3/ч-количество очищаемого воздуха фильтром поверхностью S1ф=1м2.
Объём гравийно-песчаного фильтра можно приближенно рассчитать по формуле
(11)
Швы между секциями заделываются цементным раствором. Общая длина швов определяется по формуле
(12)
где lСТ – длина одного стыка;
R – радиус наружной трубы аварийного выхода.
Зазоры в местах стыковки дверных блоков и проходов вентиляционных коробов проконопачиваются паклей или ветошью, смоченной в глиняном растворе.
Герметизация и гидроизоляция БВУ при наличии времени может производиться обмазкой остова мятой глиной или битумной мастикой. Однако допускается ограничиваться укладкой над покрытием двух слоёв рулонного материала (толя, рубероида) по выравнивающему слою грунта толщиной 0,15– 0,2м с отступом от стен убежища на 1м (рис.11). Площадь такой гидроизоляции определяется по формуле
(13)
Требуемое количество блоков нар зависит от вместимости убежища и рассчитывается по формуле
, (14)
где N1 – вместимость одного блока нар; при двухъярусном расположении мест N1=5 чел., при одноярусном N1=4 чел.
Обратная засыпка грунта производится вручную и механизированным способом. Вначале на одну четверть глубины котлована пазухи засыпают вручную, и грунт послойно трамбуется для придания устойчивости изделию.
Объём грунта при обратной засыпки определить по формуле
, (15)
где V1,V2 – см. рис.13.
Рис.13. Размещение блоков в котловане
, (16)
Lкн – длина котлована понизу; 
hк – четверть глубины котлована;
m – расстояние от сооружения до крутости котлована (0,3–0,5м).
Линейно перенесём V2 (рис.13) и получим параллелепипед с известными нам размерами.
, (17)
Третий сомножитель будет равным hk, при условии, что грунт песчаный и крутизна откосов 1:1. При других грунтах он будет меняться. Например при крутизне откосов 5:1, он будет равен 
hк . Объём работ по планировке обсыпки можно определить следующим образом (рис.14).
Рис.14. Вид котлована
, м2 (18)
, м (19)
,м (20)
Lкн — длина котлована понизу, м; Ш — ширина обсыпки убежища, м;
l — длина обсыпки, м; l3 — величина заложения крутостей котлована, м;
hоб — высота обсыпки в соответствии с заданием, м.
Поверх гидроизоляции на толщину 0,1–0,15м грунт насыпается вручную же способом. Объем всех земляных работ выполняемых вручную принимается равным 10-15% от Vк. Остальная часть грунта объёмом
(21)
перемещается с помощью бульдозера (экскаватора).
Изложенная методика расчёта применима также при строительстве БВУ из ж/б труб (рис.9,10,11).
Строительно-монтажные работы БВУ целесообразно производить командами в составе 8–10 человек с применением автокранов (рис.7), землеройных машин, сварочной аппаратуры и других средств механизации. На основе проведенных расчётов составляют график возведения БВУ с учётом норм на выполнение отдельных видов работ. Примерные значения норм приведены в табл.3.
При составлении указанного графика следует оптимально распределять силы и средства, что позволит построить БВУ в минимальные сроки. Для примера в табл.5 представлен график возведения БВУ вместимостью 80 человек из секций типа РК-25, построенный на изложенной выше методике расчёта.
Таблица 1
Значения слоев половинного ослабления ионизирующих излучений, ядерного взрыва для различных материалов
| Материал | Толщина слоя половинного ослабления, см | |
| g-излучения | нейтронов | |
| Свинец | ||
| Сталь | 11,5 | |
| Бетон | 9,5 | |
| Грунт | ||
| Дерево | 30,5 | |
| Кирпичная кладка | ||
| Вода | 2,7 | |
| Полиэтилен | 21,8 | 2,7 |
| Стеклопластик | 4,0 |