DE2307865C2

DE2307865C2 - Gebäude für die Herstellung, Verarbeitung und/oder Lagerung von explosiven Materialien

Info

Publication number: DE2307865C2
Application number: DE2307865A
Authority: DE
Inventors: Hans Lierbyen Hiorth
Original assignee: Dyno Industrier AS
Current assignee: Dyno Industrier AS
Priority date: 1972-02-17
Filing date: 1973-02-17
Publication date: 1984-06-28
Also published as: NO127021B; SE385721B; DE2307865A1; ZA73749B; CA964828A; JPS5737740B2; GB1420476A; US3832958A; JPS4893133A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gebäude für die Herstellung, Verarbeitung und/oder Lagerung von explosiven Materialien der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Gattung.
Ein von einem Erdwall umgebenes Gehäuse als Sicherheitslagerraum für Sprengstoffe mit einem doppelten, als Wasserbehälter ausgebildeten Boden, auf dem eine Innenwand aus Stahlbeton angeordnet ist die unter Belassung sines als Wasserbehälter ausgebildeten Zwischenraums von einer Außenwand aus Stahlbeton umgeben ist und mit einer doppelten als Wasserbehälter ausgebildeten Decke, auf der eine von einer als Sammelbehälter für Regenwasser ausgebildeten Dachverkleidung abgedeckte Erdschicht angeordnet ist ist aus der DE-PS 4 04 197 bekannt Die den Gebäudeinnenraum umgebende geschlossene Stahlbeton-Konstruktion dient dabei der Ausbildung einer Ummantelung des Innenraums mit im Falle einer Explosion im Innenraum als Dämpfungsmittel wirkendem Wasser. Der im wesentlichen gleichmäßige Stahlbeton-Wasser-Stahlbeton-Mantel wird zumindest bei größerer Explosion im Innenraum mehr oder weniger vollständig zerstört werden, wobei Stahlbetonfragmente, Wasser und Erde praktisch radial nach außen weggeschleudert werden und zum Schutz der Umgebung am Erdwall abgefangen werden sollen.

Die der Erfindung danach zugrunde gelegte Aufgabe besteht darin, unter Vermeidung der Nachteile des bisher bekannten Gebäudes für die Herstellung, Verarbeitung und/oder Lagerung von explosiven Materialien ein Gebäude der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, das bei einfacher konstruktiver Ausbildung einen besseren Schutz gegen Explosionen bietet.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem Gebäude der einleitend angegebenen Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Dadurch ist ein Gebäude gegeben, daß bei einer Explosion im Gebäudeinneren der entstehenden Druckwelle eine Entspannungsmöglichkeit eröffnet, ohne daß Gebäudebruchstücke oder gößere Objekte aus dem Gebäudeinneren in die weitere Umgebung des Gebäudes weggeschleudert werden, und wobei kleinere Objekte sowie Teile des leicht lösbaren und in kleinere Fragmente brechenden Deckenbereichs allenfalls im wesentlichen vertikal nach oben und damit, ohne die weitere Umgebung zu gefährden, austreten können.

Die Gebäudekonstruktion nach der Erfindung stellt sich als besonders wirtschaftlich interessant dar für Explosionsstärken, die kleiner sind als 6 kg TNT pro rn³

unter der Tragkonstruktion vorgesehenen Gebäudeinnenraumes. Auf dieser Grundlage sollte die Stahlkonstruktion berechnet werden, so daß sie nicht über die dynamische Zug- oder Bruchfestigkeit hinaus belastet wird. Auch ist die Stahlqualität so auszuwählen, daß sie für die gewählte Konstruktion, Temperatur und Geschwindigkeit der Explosion genügend Widerstand gegen Erschütterungen und Scherferstigkeit bietet

Bei einer Explosion, die sich beispielweise in einem Apparat oder in einer Maschine, die im Innern des Gebäudes aufgestellt sind, ereignet, werden Metallstücke der dem Sprengstoff benachbarten Einrichtungen nach außen gegen die Wandung geschleudert, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die einige hundert Meter pro Sekunde übersteigt Die Bruchstücke werden zu einem großen Maße den inneren Hohlzylinder durchschlagen, werden dann aber in der Sandfüllung zwischen den beiden Hohlzylindern wirksam abgebremst und vollständig zum Stehen gebracht, ehe sie den äußeren Hohlzylinder erreichen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Hohlzylinder mit der Bodenplatte, die kreisförmig ausgebildet ist, durch Verschweißen verbunden.

Nach einer vorteilhaften Ausbildung weist der innere Hohlzylinder eine wesentlich größere Wandstärke auf als der äußere Hohlzylinder. Auch ist es zweckmäßig, daß der innere Hohlzylinder aus zwei oder mehreren benachbarten, konzentrisch angeordneten, einzelnen hülsenförmigen Stahlblechkonstruktionen aufgebaut ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Oberseite der Sandschicht über der Tragkonstruktion mit dem oberen Ende der Hohlzylinder bündig abschließt, und weiter auch darin, daß die Sandschicht über der Tragkonstruktion in etwa dieselbe oder eine etwas geringere Stärke aufweist als die Sandfüllung im Zwischenraum zwischen den Hohlzylindern.

Als zweckmäßig ist weiter anzusehen, daß die Sandschicht und die Sandfüllung mit ihren Oberseiten im wesentlichen bündig aneinander anschließen und in etwa eine konische Gestalt aufweisen und daß die über der Oberseite der Sandlagen angeordnete Dachverkleidung aus einer unmittelbar auf der Sandlage aufliegenden Isolierschicht und einer darüber angeordneten äußeren Verkleidung, beispielsweise einer verstärkten Kunststoffverkleidung od. dgl., besteht, wobei es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung darstellt, daß sich die äußere Dachverkleidung mit dem Rand über den äußeren Hohlzylinder erstreckt und am äußeren Hohlzylinder befestigt ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß zwischen dem äußeren Hohlzylinder und der angrenzenden Sandfüllung eine Isolierschicht, beispielsweise aus geschäumten Kunststoff, mineralischer Wolle o. dgl., vorgesehen ist. Auch ist es zweckmäßig, wenn auf der Oberseite der über der Tragkonstruktion vorgesehener! Abdecklage eine gegen Diffusion dichte Lage, beispielsweise eine Kunststoff-Folie, vorgesehen ist, die sich an der Innenwandung des inneren Hohlzylinders anliegend nach oben erstreckt und über das obere Ende des Hohlzylinders reicht, so daß diese Lage in Form einer Wanne zur Aufnahme der Sandschicht ausgebildet ist.

In einer bevorzugten Aiisführungsform nach der Erfindung ist die Tragkonstruktion der Dachkonstruktion aus Elementen aufgebaut, die nach Art von in Bezug auf die Mittelachse des inneren Hohlzylinders verschobenen Speichen angeordnet sind und die in einem Winkel zur Innenwandung des inneren Hohlzy!?nders zu benachbarten Elementen mit diesen durch Verschweißen verbunden sind, so daß Verformungen des Hohlzylinders in radialer Richtung nicht verhindert werden, vielmehr daß sich eine nach außen gerichtete Verformung des inneren Hohlzylinders im wesentlichen in einem Verbiegen und Verdrehen der Tragkonstruktion auswirken wird.

Die Dachkonstruktion ist sonach so ausgebildet, daß Bruchstücke, die vom Explosionskern gegen das Dach geschleudert werden, aufgrund der sehr hohen Anfangsgeschwindigkeit in die einzelnen Lagen und Schichten der Dachkonstruktion eindringen, bevor sie das Gebäude verlassen können. Auf diese Weise werden die Bruchstücke abgebremst werden und dabei durch die Saridmengen mehr oder weniger in eine Richtung senkrecht nach oben gelenkt werden. Das Gebäude nach der Erfindung gestattet es, daß im Falle einer Explosion im Gebäudeinneren keine Bruchstücke, die vom Gebäude selbst stammen, nach außen weggeschleudert werden. Bruchstücke der im Gebäude vorhandenen Einrichtungen o. dgl. treffen im Falle einer Explosion auf die Wände auf und werden von diesen aufgefangen. Bruchstükke, die gegen die Dachkonstruktion gerichtet weggeschleudert werden, werden in dieser Dachkonstruktion aufgenommen und zusammen mit der Sandlage, welche einen wesentlichen Teil des wegblasbaren bzw. abtragbaren Teils der Dachkonstruktion darstellt, vertikal nach oben geführt und ggf. weggetragen.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel des Gebäudes nach der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Gebäude nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Querschnitt durch das Gebäude nach der Erfindung, und zwar teils längs der Linie X-X und teils nach der Linie F-Vund

F i g. 3 einen Querschnitt durch das Gebäude nach der Erfindung, jedoch mit einer bevorzugten Ausführungsform der Tragkonstruktion der Dachkonstruktion.

Auf einer Bodenplatte 1 sind zwei konzentrisch angeordnete Hohlzylinder 2 und 3 angeordnet. Eine sogenannte Gitterkonstruktion oder Tragkonstruktion 4 mit einer Anzahl von Stahlträgern, die vorzugsweise durch Verschweißen mit dem innerer, Hohlzylinder 2 verankert ist, ist etwas unterhalb des oberen Endes des Hohlzylinders 2 im Innern des Hohlzylinders 2 angeordnet. Die Rippen oder Träger der Tragkonstruktion weisen im Vergleich zu ihrer Breite eine große Höhe auf. Aufgrund dieser geringen Angriffsfläche wird angenommen, daß die Träger im Falle einer Explosion in ihrer Position an einer oder beiden Wänden verbleiben. Über der Tragkonstruktion ist eine Abdecklage 5 vorgesehen, die aus einem leicht lösbaren und leicht zerkleinerbaren Material, wie beispielsweise Balsaholz o. dgl., besteht. Als Grenzschicht für die Feuchtigkeit und ebenso als Unterlage für die Sandschicht 7 ist eine Kunststofflage 6 auf der Abdecklage 5 vorgesehen. Der Zwischenraum zwischen den Hohlzylindern 2 und 3 ist mit einer Sandfüllung 8 ausgestattet. Das Gebäude wird vorzugsweise auf einem Sandbett mit einer Deckschicht, beispielsweise aus Asphalt, errichtet. In kalten Klimazonen, in welche" mit Frost gerechnet werden muß, können an der Innenseite des äußeren Hohlzylinders 3, an der Oberseite der Sandschicht 7 und an der Außenseite des Sandbetts Lagen aus Isoliermaterial 9,10 und 11 vorgesehen werden. Als Verkleidung 12 des Daches wird zweckmäßigerweise eine verstärkte Kunststoffverkleidung oder

ein Kunststoff-Film eingesetzt, der mit Befesiigungsmitteln 13 am Rand des äußeren Hohlzylinders 3 befestigt ist. Die Sandschicht 7 der Dachkonstruktion ist so ausgebildet, daß die Oberseite mit den oberen Enden der Hohlzylinder 2, 3 bündig abschließt und daß außerdem die Dachverkleidung 12 eine gleichförmige Neigung zum äußeren Hohlzylinder 3 hin aufweist. An der Spitze des Daches ist in der Mitte ein Luftabzug 14 angeordnet.

Die Wandkonstruktion ist mit einer Türöffnung, die die Form eines röhrenförmigen Tunnels aufweist, der vorzugsweise mit dem inneren und äußeren Hohlzylinder verschweißt ist und auch mit der Bodenplatte 1 und Verschweißen verbunden ist, versehen. Damit eine Türschwelle 19 ausgebildet wird, ist am unteren Ende des inneren Hohlzylinders 2 ein Teil vor der Türöffnung nicht entfernt worden. Das Tor !5 selbst weist eine Krümmung entsprechend der Krümmung des inneren Hohlzylinders auf und ist vorzugsweise schwenkbar angeordnet, so daß in geschlossenem Zustand das Tor die Türöffnung im inneren Hohlzylinder überdeckt.

Bei Versuchsexplosionen in einem Gebäude der zuvor beschriebenen Art hat es sich gezeigt, daß wesentliche Kosteneinsparungen erzielt weiden können, wenn der äußere Hohlzylinder 3 eine Blechwandung aufweist, die etwa ein Drittel der Stärke besitzt, die für die Dicke der Wandung des inneren Hohlzylinders erforderlich ist. Bei der Verwendung von hohen Blechstärken beim inneren Hohlzylinder 2 wächst die Gefahr, daß Brüche aufgrund von Schubbeanspruchungen auftreten. Diese Gefahr kann verringert werden, indem man für den inneren Hohlzylinder 2 statt eines Bleches von hoher Wandstärke zwei oder mehr Hohlzylinder mit geringerer Wandstärke verwendet. Bei Hohlzylindern mit geringerer Wandstärke ist es möglich, daß diese viel leichter verformt werden, ohne zu brechen; auch weisen sie eine bessere Eignung auf, Belastungsspitzen, die von Druckspitzen der Explosionswelle herrühren, zu verteilen. Bei den ausgewählten Stahlqualitäten ist zu beachten, daß bei gewissen Stahlqualitäten bei niederen Temperaturen die Sprödigkeit zunimmt. Diese Gefahr des Auftretens von Brüchen aufgrund einer Versprödung des Materials in kalter klimatischer Umgebung kann entgegengetreten werden durch die Isolierschichten 9 und 10, welche die innere Hohlzylinderkonstruktion gegen die niederen Temperaturen isolieren und schützen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Tragkonstruktion der Dachkonstruktion ist in F i g. 3 dargestellt. Bei dieser Tragkonstruktion 4 sind die einzelnen Träger bzw. Rippen als Stahlprofilträger in einer Weise angeordnet, welche vergleichbar ist mit der Anordnung von in bezug auf die Mittelachse des Hohlzylinders 2 verschobener. Speicher.. Diese Speicher, sind an der Innenseite des inneren Hohlzylinders 2 verschweißt und in einem Winkel mit den benachbarten Speichen verbunden (vgl. F i g. 3). Im Falle einer nach außen gerichteten Verformung des inneren Hohlzylinders werden die Träger teilweise gebogen, teilweise verdreht, ohne daß ein vergleichsweise großes Risiko besteht daß die Tragkonstruktion von der inneren Hohlzylinderkonstruktion losgerissen oder aufgrund einer Explosion in Gebäudeinnern in Bruchstücke zerkleinert werden wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gebäude für die Herstellung, Verarbeitung und/ oder Lagerung von explosiven Materialien, mit einem Boden, mit einer Innenwand, die unter Belassung eines mit einer Füllung versehenen Zwischenraums von einer Außenwand umgeben ist, und mit einer Decke, auf der eine mit einer Dachverkleidung versehene Erdschicht angeordnet ist dadurch gekennzeichnet,

daß Innenwand und Außenwand von konzentrisch angeordneten, an einer Bodenplatte (1) als Boden befestigten Hohlzylindern (2, 3) aus Stahl gebildet sind,

daß die Füllung zwischen den Hohlzylindern (2, 3). eine Sandfüllung (8) ist und

daß die Decke von einer eine Sandschicht (7) aufnehmenden Abdecklage (5), die von einer am inneren Hohlzylinder (2) befestigten Trag- oder Gitterkonstruktion (4) unterstützt ist, gebildet ist

2. Gebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlzylinder (2,3) mit der Bodenplatte (I), die kreisförmig ausgebildet ist, durch Verschweißen verbunden sind.

3. Gebäude nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite der Sandschicht (7) über der Tragkonstruktion (4) mit dem oberen Ende der Hohlzylinder (2,3) bündig abschließt

4. Gebäude nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Hohlzylinder (2) eine wesentlich größere Wandstärke aufweist als der äußere Hohlzylinder (3).

5. Gebäude nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der innere Hohlzylinder (2) aufgebaut ist aus zwei oder mehreren benachbarten, konzentrisch angeordneten, einzelnen, hülsenförmigen Stahlblechkonstruktionen.

6. Gebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Sandschicht (7) über der Tragkonstruktion (4) in etwa dieselbe oder eine etwas geringere Stärke aufweist als die Sandfüllung (8) im Zwischenraum zwischen den Hohlzylindern (2,3).

7. Gebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem äußeren Hohlzylinder (3) und der angrenzenden Sandfüllung (8) eine Isolierschicht (9), beispielweise aus geschäumten Kunststoff, mineralischer Wolle o. dgl. vorgesehen ist

8. Gebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sandschicht (7) und die Sandfüllung (8) mit ihren Oberseiten im wesentlichen bündig aneinander anschließen und in etwa eine konische Gestalt aufweisen und daß die über der Oberseite der Sandlagen angeordnete Dachverkleidung aus einer unmittelbar auf der Sandlage aufliegenden Isolierschicht (10) und einer darüber angeordneten äußeren Verkleidung (12), beispielsweise einer verstärkten Kunststoffverkleidung o. dgl., besteht.

9. Gebäude nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die äußere Dachverkleidung (12) mit dem Rand über den äußeren Hohlzylinder (3) erstreckt und am äußeren Hohlzylinder (3) befestigt ist.

10. Gebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ober-

seite der Abdecklage (5) über der Tragkonstruktion (4) eine diffusionsdichte Lage, beispielweise eine Kunststoffolie vorgesehen ist. die sich an der Innenwandung des innseren Hohlzylinders (2) anliegend nach oben erstreckt und über das obere Ende des ! Iohlzylinders (2) reicht

11. Gebäude nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Tragkonstruktion (4) der Dachkonstruktion Elemente aufweist die nach Art von in bezug auf die Mittelachse des Hohlzylinders (2) verschobene Speichen angeordnet sind und die in einem Winkel zur Innenwandung des Hohlzylinders (2) und zu benachbarten Elementen mit diesen durch Verschweißen verbunden sind.