Die Hauptaufgabe von Explosionskonstruktionen (EK) besteht darin, Leben und Gesundheit von Menschen im Falle einer Explosion innerhalb des Gebäudes zu erhalten sowie die Struktur des Gebäudes und die Ausrüstung vor Zerstörung zu schützen.
Bauordnungen regeln die zwingende Verwendung Explosionskonstruktionen in Räumen der Kategorien A und B hinsichtlich Explosions- und Brandgefahr. Meistens sind dies Öl- und Gasförderanlagen, Metallurgie, chemische Industrie, Energiekomplexunternehmen, Getreidemühlen, Krankenhäuser usw.
Das Funktionsprinzip von Explosionskonstruktionen besteht darin, den wachsenden Druck im Falle einer Explosion innerhalb des Gebäudes schnell abzubauen, indem ein Teil der Umfassungskonstruktionen drucklos gemacht wird.
Bei einigen Gebäudekategorien besteht die Gefahr, dass der Explosionsdruck 5 kPa übersteigt. Gleichzeitig erfolgt die Auslegung des EK so, dass im Notfall bei Erreichen des Auslegungsexplosionsdruckes ein Teil der Fassade oder des Daches drucklos wird.
Um die Stabilität von Gebäuden bei inneren Explosionen zu gewährleisten, können Buntglasfenster oder mit Mineralwolle gefüllte Sandwichplatten als leicht fallende Strukturen verwendet werden.
EK aus Mineralwolleplatten von Ruukki erfüllen die höchsten Standards für Energieeffizienz und Brandschutz, sodass sie für alle Kategorien von Gebäuden verwendet werden können. Eine speziell entwickelte Befestigungstechnik ermöglicht es, Kältebrücken auszuschließen und die energieeffizienteste Umfassungskonstruktion zu erhalten.
Um die Sicherheit von Personen und Eigentum sowohl innerhalb als auch außerhalb des Gebäudes zu gewährleisten, muss bei der Explosionskonstruktionen aus Sandwichplatten Folgendes berücksichtigt werden:
Ruukki Sandwichplatten können lokalen Flächendruckbelastungen von mehr als 50 kN/m2 standhalten, was normalerweise für Gasexplosionsbelastungen innerhalb eines Gebäudes ausreichend ist.
Fassade von Explosionskonstruktionen mit vertikalen Sandwichplatten
1. Sandwichplatten Ruukki SPB WB 100 Energy; 2. Zierleiste; 3. erzinktes Stahlseil Ø8 mm; 4. Metallhalterung Ø10 mm; 6. Klappriegel М20×170; 7. Z-Lauf h=100 mm, t=3,0 mm; 8. U-Profil perforiert EA1U80/EA1U100
Der EK-Bereich sollte rechnerisch oder anhand der Empfehlungen der Industrienormen und -standards (DBN, DSTU, NAPB usw.) ermittelt werden. Beispielsweise legt DBN V.2.2-8 für Unternehmen, Gebäude und Bauwerke zur Lagerung und Verarbeitung von Getreide fest, dass die Fläche leicht fallender Bauwerke ohne Berechnung für Außenwände mindestens 0,03 m2 pro 1 m3 eines explosionsgefährdeten Raums betragen muss.
Fassade von Explosionskonstruktionen mit horizontalen Sandwichplatten
Die Befestigung einer leicht kippbaren Konstruktion aus Sandwichplatten an einem tragenden Rahmen des Gebäudes erfolgt mit Nägeln auf Beton oder Schrauben auf Metall mit Unterlegscheiben mit kleinem Durchmesser. Zusätzlich werden entlang der Längsseite des EK Stahlseile Ø8 mm gezogen, die mit Schellen im Abstand von 100 mm an der Außenverkleidung der Platte befestigt werden. Das Seil wird an den Enden mit Hilfe von Augenschrauben befestigt, die an Säulen oder Querstangen befestigt sind. Beim Verlegen des Kabels müssen Schleifen angebracht werden, die nach der Explosion ein Herunterfallen der Struktur verhindern. Das gesamte EK Befestigungssystem wird mit einer dekorativen Einfassung geschlossen, wodurch die architektonische Attraktivität der Fassade gewährleistet und die Konstruktion vor Witterungseinflüssen geschützt werden kann.
Knoten von Explosionskonstruktionen
Zur Bestimmung von Art und Anzahl der EK-Befestigungselemente nutzen die Rauta Fachleute das Programm Traypan. Die Berechnung besteht aus der Bestimmung der Tragfähigkeit von Befestigungselementen bei Auslegungswinddruck und im Falle einer Explosion mit einem Druck innerhalb des Gebäudes von mehr als 2 kPa.
Ein Beispiel für die Berechnung von Befestigungselementen für leichtfallende Strukturen aus Ruukki Sandwichplatten mit den Maßen 18 x 8,8 m und einem Stützenabstand von 6 m ist unten dargestellt.
Bei einer Windlast von 0,28 kN/m2 übersteigt der Ausnutzungsgrad der Tragfähigkeit der Befestigungsmittel 38,9% nicht.
Bei einer Explosionslast von 5,28 kN/m2 erhöht sich der Ausnutzungsgrad der Tragfähigkeit von Befestigungsmitteln auf 348,5%.
Berechnungen zeigen, dass die Verwendung von 4 selbstschneidenden Schrauben SFS STD14-S19-5.5 ausreicht, um Windlasten zu absorbieren, aber im Falle einer Explosion werden solche Befestigungselemente versagen und den korrekten Betrieb der Explosionskonstruktion gewährleisten.
