До сих пор считалось, что взрывостойкость здания обеспечивают толстые стены: чем толще, тем безопаснее. Немецкие ученые предлагают совершенно иной подход.

В Ираке или Пакистане взрывы раздаются чуть ли не ежедневно. Впрочем, и в более благополучных и безопасных странах многие банки, международные организации или, скажем, посольства стараются защититься от возможных атак террористов. При этом все архитекторы руководствуются, как правило, одним простым рецептом: чем выше угроза нападения, тем толще должны быть стены. В результате многие здания больше напоминают средневековые крепости, чем современные строения.

Однако Маттиас Вагнер (Matthias Wagner), эксперт в области безопасности одного из мюнхенских инженерных бюро, есть и более эффективные методы защиты. Он ратует за то, чтобы конструкция здания содержала элементы, способные контролируемо деформироваться под действием нагрузки. "...Наподобие жевательной резинки, которая очень сильно растягивается, а потом так и остается в этом растянутом, деформированном состоянии, - говорит Маттиас Вагнер. - Энергия, которая затрачивается на то, чтобы растянуть резинку, тем самым не оказывает разрушающего воздействия на окружающие структуры".

Дома с зонами контролируемой деформации

Автомобилестроители поняли это уже давно: при столкновении машины с препятствием лучше защищает пассажиров от травм не максимально жесткий кузов, а кузов, содержащий зоны контролируемой деформации. Сминаясь, эти зоны поглощают значительную часть энергии удара. Такие же элементы можно интегрировать и в конструкцию зданий. Например, окна. "Имеется в виду, что сами окна по-прежнему изготовляются из стекла, но рамы крепятся в оконных проемах специальной эластичной массой, которая растягивается, словно жевательная резинка, и позволяет окнам вдвигаться внутрь помещения", - поясняет Маттиас Вагнер.

Если перед домом детонирует автомобиль, начиненный взрывчаткой, ударная волна разносит окна вдребезги, и именно осколки стекла причиняют наиболее многочисленные и тяжелые травмы. В такой ситуации даже бронированное стекло помогает мало. А окна, вмонтированные в проемы на эластичной массе, способны влететь внутрь помещения на целый метр - и как бы повиснуть на ней. Этот техническое решение оказалось весьма эффективным - причем не только в расчетах на компьютерной модели, но и в ходе полевых испытаний.

"Там, где дело касается безопасности, большинство людей вовсе не готовы полагаться на расчеты, - говорит Маттиас Вагнер. - Им нужны реальные тесты с реальными взрывами, причем испытания должны проводиться, так сказать, в натуральную величину. То есть берется куча тротила и взрывается перед экспериментальным строением в масштабе 1:1. А потом эксперты смотрят, что и как. Эти испытания были проведены. Более того, такая конструкция уже находит применение".

Фибробетон со стальным наполнителем 

Где именно, Маттиас Вагнер говорить не вправе. Единственное, что он согласился сообщить, - так это то, что испытания проводились в Израиле. Кстати, исследователи экспериментируют не только с полимерными массами, напоминающими жевательную резинку, или с металлическими пенами вроде тех, что используются в автомобилестроении. Так, в Институте динамики быстротекущих процессов имени Фраунгофера во Фрайбурге разработан специальный фибробетон, то есть бетон с наполнителем из стальных волокон.

Сотрудник института Кристоф Майрхофер (Christoph Mayrhofer) называет возможные сферы применения такого материала: "Например, при блочном или панельном строительстве места стыков стеновых и потолочных элементов неразумно заливать обычным бетоном. Здесь оптимально подходит наш фибробетон с очень высоким - десятипроцентным - содержанием стального волокна. В результате эти стыки обретают способность абсорбировать чуть ли не всю энергию детонации, так что здание не рушится при при сильном взрыве, ни даже при землетрясении".

Но если фибробетон для стыков может быть использован только при возведении новых зданий, то зонами контролируемой деформации на основе полимерных эластичных масс можно оборудовать и уже существующие дома. "Одна беда: применение этих полимерных эластичных масс в строительстве не предусмотрено действующими нормами и правилами, - сетует Маттиас Вагнер. - Потому что до сих пор господствует мнение, что взрывостойкие здание должно конструироваться как бункер. Но бесконечным утолщением стен мы проблему не решим. Пора перейти к концепции контролируемой деформации".

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка цемента можно познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков  «Рынок цемента в России».

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман

Немецкая волна