Сравнение каркасно-тентовых и воздухоопорных сооружений

Быстровозводимые ангары каркасного и бескаркасного типа по ряду весомых причин получили широкое применение при строительстве различных объектов в торговле, промышленности, спорте, сельском хозяйстве и других сферах жизнедеятельности человека. Они относятся к разряду мобильных сооружений. Их применение удобно, когда нужно в кратчайшие сроки и на некоторое время организовать здание определенного назначения, впоследствии легко его разобрать и переместить на новое место. При этом затраты на строительство минимальны (в сравнении с капитальными строениями из кирпича и бетона) и быстро окупаются. Главные конкуренты – тентовые ангары с металлическим каркасом (КТС) и воздухоопорные сооружения (ВОС). Что конструктивно представляет собой каждый вид и какие имеет преимущества? В чем заключается принципиальная разница технологий? Об этом и прочих особенностях обоих вариантов быстровозводимого строительства в подробностях поговорим далее.

Тентовые сооружения – не совсем современная технология. На самом деле это значительно модернизированный способ строительства, применяемого с древних времен. Главное достоинство таких конструкций заключалось в том, что их можно было быстро собрать в любом месте, не затрачивая много усилий и средств, чтобы спрятаться от непогоды. Затем разобрать, забрать с собой и установить на другом месте при необходимости. Благодаря прогрессу конструкции постепенно усовершенствовались. Так появились палатки, юрты, шатры и т.д.

Сегодняшние каркасно-тентовые ангары сильно отличаются от своих прототипов в первую очередь используемыми материалами. Для создания каркаса применяется тонколистовая оцинкованная сталь, а в качестве покрытия – высокопрочная тентовая ткань из ПВХ. Но принцип строительства остался неизменным. А к быстровозводимости, доступности, легкости и мобильности добавились новые преимущества – масштабность возведения, прочность, износостойкость, долговечность, функциональность и другие.

Относительно сферы применения тентовые сооружения практически универсальны:

1. В сельском хозяйстве – для организации хранилищ зерна или овощей, коровников и птичников, складов и ангаров для техники.
2. В торговле – для возведения выставочных и торговых павильонов, складов для товаров, зон погрузки и пунктов выдачи, крытых рынков и ярмарок.
3. В промышленности – для возведения производственных цехов и обслуживающих комплексов любой направленности.
4. В авиации – гаражи, ангары для малогабаритных воздушных судов и эллинги.
5. В сфере здоровья, спорта и развлечения – крытые бассейны, спортивные поля, стадионы и целые комплексы, крытые концертные площадки, тренажерные залы и фитнес-центры, танцевальные площадки, аквапарки, детские развлекательные центры и многое другое.
6. В бизнесе – мастерские по ремонту и обслуживанию, автомойки, небольшое производство, различные тематические зоны.
7. В нефтегазовой отрасли – укрытия для буровых установок, ангары для специальной техники.

Это не все возможности применения каркасно-тентового строительства. Главные критерии выбора – скорость возведения и сравнительно небольшие затраты.

При необходимости к ангару могут быть подведены различные инженерные системы и коммуникации. По своей сути современные каркасно-тентовые конструкции – это доведенные до совершенства палатки. Благодаря тщательному подбору материалов и проведенным еще на этапе проектирования расчетам, сооружение получается прочным и функциональным, а нагрузки равномерно распределяются по его поверхности.

Как правило, использование таких ангаров имеет временный характер. Их устанавливают, например, на один сезон или на время проведения некоторого мероприятия. Потом его демонтируют. Сборно-разборный принцип – это особенность каркасно-тентового строительства, которая вполне устраивает владельцев ангаров. В разборном состоянии ангар занимает немного места и может храниться годами, оставаясь неизменно функциональным и эстетичным (при условии соблюдения требований к хранению). В нужное время его элементы без проблем транспортируются на объект. Для сравнения демонтированный ангар, оболочка которого в разложенном виде имела площадь 8000 кв. м, легко вмещается в обычный грузовой автомобиль.

Тентовое покрытие

Каркас быстровозводимого ангара покрывается особо прочной, стойкой к ультрафиолету и открытому огню тентовой тканью. Для ее производства применяют стеклоткань, лавсан или капрон. Их дополнительно покрывают слоем поливинилхлорида, тефлона, хлорсульфидного полиэтилена или синтетического каучука. Наиболее удачным по оценке технических характеристик и эксплуатационных показателей считается сочетание стеклоткань + тефлон. Такой тент прослужит верой и правдой до 35 лет.

Еще один вариант тента – текстиль, сотканный из синтетических волокон (полиэфир, лавсан) и покрытый с обеих сторон поливинилхлоридом. Основное назначение ПВХ – это не только эстетичность и дизайнерские возможности, как часто ошибочно считают. В первую очередь пвх-покрытие обеспечивает защиту внутренней ткани от ультрафиолета и прочих агрессий среды, а также водонепроницаемость и огнеупорность (тент причисляется к самозатухающим материалам).

По количеству слоев тентовой ткани покрытия бывают:

• однослойные – применяется для холодных ангаров;
• двухслойные – два слоя, между которыми воздушная прослойка, выполняющая функцию дополнительной теплоизоляции;
• трехслойное – между наружным и внутренним тентами проложен слой утеплителя.

Тентовое покрытие может быть полностью прозрачным или комбинированным, то есть с прозрачными вставками, выполняющими роль окон. Такой подход позволяет эффективно использовать естественный свет и экономить на электричестве. Иногда тентом покрывают только крышу, а стены заполняют сэндвич-панелями.

Тентовое покрытие выдерживает перепады температур от +50 до -50 градусов и может эксплуатироваться в любых районах России. Благодаря определенному углу ската и постоянной микровибрации ткани, снег на крыше не задерживается, а небольшими порциями скатывается вниз.

Сварка тентовых полотен

ПВХ обеспечивает тенту защиту от неблагоприятных воздействий и делает его эстетически привлекательным. Помимо этого, он позволяет собирать полотно из отдельных частей методом сварки, образуя надежный и герметичный шов.

Сварка может выполняться двумя способами:

1. Тепловым, то есть края полотен нагреваются и спаиваются. Недостаток этого метода в том, что вместе с пластиком оплавляются и синтетические волокна внутренней ткани.
2. Током высокой частоты (ТВЧ). Такая сварка нагревает материал изнутри, оставляя его наружные поверхности холодными. Структура тканей не повреждается, происходит соединение их молекул. Результат – практически незаметный, очень прочный и полностью герметичный шов.

Незаметность шва – это плюс с эстетической точки зрения, а герметичность – важное условие, ведь основная функция тента заключается в том, чтобы укрыть находящихся в ангаре от непогоды.

Воздухоопорные сооружения незаменимы там, где требуется максимально быстро организовать объемное, защищенное от непогоды, светлое пространство без каких-либо опор. Такие конструкции также относятся к быстровозводимым. Их установка занимает еще меньше времени, чем у каркасно-тентовых ангаров. Эти сооружения также называют пневматическими, так как в качестве основного опорного элемента выступает воздух, который поднимает и удерживает в натянутом состоянии оболочку из особой армированной ткани.

Прародителем воздухоопорных ангаров считается английский инженер Фредерик Уильям Ланчестер, запатентовавший идею в далеком 1917 году. Но первый подобный купол был создан только спустя 3 десятилетия – в 1946 году. Американский инженер Уолтер Берд в интересах авиации изобрел купол для укрытия радиолокационной антенны. Спустя еще десятилетие он же наладил производство воздухоопорных сооружений, открыв фирму «Бердэйр». Но только с 1975 года их выпуск перешел из штучного в серийный.

Бескаркасный принцип

Итак, основной опорой сооружения, что становится ясно уже из названия «воздухоопорные», служит воздух. Именно он держит оболочку. Важное условие – герметичность всей конструкции. Если оболочка повредится, то произойдет разгерметизация. При небольших повреждениях купол, конечно, не рухнет, но может потерять форму. А также снизится эффективность работы воздухоподающих установок. Поэтому при обнаружении повреждения необходимо проводить своевременный ремонт. Основанием для купола служит фундамент, к которому также герметично крепится оболочка. Вся конструкция безопасна, но при входе человек ощутит некоторый перепад давлений так, как будто спустился на лифте с шестого этажа здания.

Основными составляющими конструкции являются:

1. Фундамент.
2. Оболочка.
3. Установка подачи воздуха.
4. Шлюзовые отсеки.

По сравнению с каркасно-тентовыми ангарами воздухоопорные сооружения не имеют такого разнообразия форм. Однако выбор все-таки есть. Самые распространенные формы – это цилиндры и сферы, но могут встречаться и более сложные – параболические и гиперболические в симметричном или асимметричном исполнении.

Тентовая двухслойная оболочка

Оболочка состоит из двух частей – внутренней и внешней, изготовленных из технической армированной ткани, покрытой полимером на основе ПВХ. Основные критерии выбора материала – это прочность и устойчивость к ультрафиолету, стойкость к воздействию масел и бензина, воздухо- и водонепроницаемость. Благодаря таким характеристикам, оболочка может эксплуатироваться в условиях изменения температур окружающей среды от -30 до +70 градусов со сроком службы до 15 лет.

В комплектацию обязательно включается только внешняя, а внутренняя оболочка добавляется только тогда, когда предполагается обогрев или охлаждение внутреннего пространства, а также требуется повысить шумоизоляционные и теплоизоляционные свойства купола. Обогрев купола с двойной оболочкой обходится дешевле на 30-40%. Между слоями имеется воздушная прослойка толщиной примерно в полметра. Именно благодаря ей, обеспечиваются вышеперечисленные характеристики, а также удается избежать образования конденсата.

Тепловентиляционная установка

Воздух подается в сооружение с помощью специальной тепловентиляционной установки, состоящей из:

1. Центробежного вентилятора, снабженного частотным преобразователем скорости вращения.
2. Обогревателя. Источником тепловой энергии может служить дизельное топливо, электричество, горячая вода или газ.

Установку можно располагать прямо на открытом воздухе. При этом дополнительное утепление не требуется, так как ее конструкция снабжена специальными панелями с двойным изоляционным слоем.

Шлюзные системы для входа

Поскольку воздухоопорные сооружения должны быть всегда герметичны, для входа в них обустраиваются специальные шлюзные системы.

Они могут быть двух видов:

1. Дверь-вертушка со стандартным размером крыла 0,95 на 2 метра (могут быть и другие габариты). Корпус изготавливается из стальных труб и листов, покрытых сверху чехлом из ПВХ. Вертушка имеет 4 крыла с верхней стеклянной частью. Для установки двери в сооружение подготавливается специальная ниша (тоже из ПВХ).
2. Пешеходный тоннель с двумя поочередно открывающимися дверями. В отличие от вертушки, он позволяет вносить в воздухоопорное сооружение крупногабаритные и длинные предметы, например, лестницу. Стандартные размеры проема: высота 2 метра, ширина – 1 метр. Возможно увеличение габаритов для организации транспортных шлюзов. Корпус тоннеля также изготавливают из стали или алюминиевого сплава и покрывают ПВХ. Для соединения с куполом используется ПВХ-ниша. В начале и конце тоннеля устанавливаются двери, укомплектованные ручками для быстрого открывания.

Принцип обоих шлюзов в том, чтобы обеспечить вход без потери давления внутри купола. Хотя в случае с тоннелем допускается незначительная и временная разгерметизация.

Основание под фундамент

В отличие от каркасно-тентовых ангаров воздухоопорные сооружения имеют совсем небольшой вес. Поэтому фундамент – это не столько несущая, сколько удерживающая оболочку конструкция, обеспечивающая ее герметичное крепление к поверхности.

Фундамент может выполняться двумя способами:

1. Балластным. Основа собирается по периметру купола из железобетонных блоков или отливается. Оболочка крепится к основе посредством стальных уголков и анкерных болтов. Балластом также могут служить мешки с песком или баллоны с водой.
2. Свайным. Винтовые сваи вкручиваются в землю, бетонные или металлические – забиваются, а оболочка крепится к ним посредством специальной системы.

Важное условие – поверхность площадки должна быть ровной. Воздухоопорные сооружения могут устанавливаться на горизонтальной крыше дома и служить дополнительным этажом. Под тепловентиляционную установку также подготавливается небольшая площадка, расположенная на одном уровне с фундаментом.

Чтобы понять принципиальную разницу между каркасно-тентовыми и воздухоопорными сооружениями, необходимо провести их небольшое сравнение.

Общее у обоих видов – это:

1. Невысокая стоимость возведения, в 4-6 раз ниже, чем у капитальных строений.
2. Легкость монтажа и возможность провести его в кратчайшие сроки.
3. Небольшой вес конструкций, позволяющий обходиться малозаглубленными фундаментами.
4. Простота оформления.
5. Светопропускная способность обоих покрытий, позволяющая экономить на электричестве.
6. Необходимость поддержания во внутреннем пространстве комфортного для людей микроклимата, то есть обогревать воздух.

Хотя в последнем случае каркасно-тентовые ангары несколько эффективнее, так как между двумя слоями тента может быть проложен утеплитель.

Основные отличия рассматриваемых вариантов быстровозводимого строительства заключаются в следующем:

1. У тентовых ангаров есть стальной каркас, воздухоопорные сооружения не требуют металлической основы, так как их опорой выступает воздух.
2. Каркасные сооружения служат минимум 35 лет, а при замене отдельных элементов, например, износившихся частей тентового полотна, еще дольше. Срок службы их конкурентов в среднем составляет 10-15 лет (не более 20 лет).
3. Находясь внутри тентового ангара, человек не испытывает никаких негативных ощущений. А входя в купол, сразу ощущает дискомфорт в виде перепада давления. У некоторых людей может даже ухудшиться самочувствие.
4. Тент можно приподнимать с краев, обеспечивая естественную вентиляцию внутреннего пространства при необходимости. Это еще один плюс в копилочку каркасно-тентовых ангаров.

В любом случае выбор каждого из рассматриваемых вариантов экономически целесообразен и удобен, когда нужно очень быстро организовать просторное и функциональное сезонное сооружение.