W Polsce powstaje coraz więcej hal pneumatycznych oraz hal z obudową pneumatyczną. Obiekty są wznoszone jako zadaszenie kortów, boisk i basenów, a także jako obiekty magazynowe. Hale z obudową pneumatyczną są projektowane w postaci hal o dachach łukowych lub dwuspadowych. Konstrukcja nośna jest wykonana ze stali, z drewna klejonego lub z profili aluminiowych (profile kedrowe posiadające wzdłużne szczeliny dla mocowania membran). Nadmuch powietrza między dwie warstwy materiału PVC powoduje rozdzielenie tych materiałów i uzyskanie poduszki powietrznej. Hale z obudową pneumatyczną są wznoszone tam, gdzie istnieje konieczność stałego i lekkiego zadaszenia z jednoczesnym zapewnieniem minimalnej izolacyjności termicznej.
Co mówią przepisy?
Hale pneumatyczne (w prawie budowlanym nazwane powłokami pneumatycznymi) są definiowane jako obiekty tymczasowe, w większości rozstawiane w okresie jesienno-zimowym, na czas nie dłuższy niż wskazane w prawie 180 dni. Nie posiadamy norm krajowych dotyczących hal pneumatycznych. Dla projektowania obiektów można korzystać z normy ogólnej PN-EN 13782:2015 „Obiekty tymczasowe – namioty” lub z normy niemieckiej dedykowanej halom pneumatycznym „DIN 4134 Air-supported structures, structural design, construction and operation”.
W rozporządzeniu ministra infrastruktury w sprawie „warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie” w dziale VI, w rozdziale 10, zawarto wymagania przeciwpożarowe dla budynków tymczasowych. Zapisy § 288 i 289 dopuszczają stosowanie pomieszczeń z obudową pneumatyczną pod warunkiem zachowania szeregu wymagań.
Projektowanie hal pneumatycznych bardzo często wymaga pogłębionej analizy zabezpieczeń przeciwpożarowych, w szczególności w zakresie stosowania dodatkowych konstrukcji wsporczych dla awaryjnego podwieszenia powłoki pneumatycznej oraz zachowania odległości min. 20 m od innych obiektów budowlanych.
Przeznaczenie hal pneumatycznych
Hala pneumatyczna (potocznie nazywana balonem) nie posiada stałej konstrukcji nośnej. Gabaryty hali są utrzymywane poprzez zapewnienie ciągłego nadmuchu do całej kubatury hali. Powstała różnica ciśnień zapewnia naprężenie poszycia membranowego. Różnica ciśnień między wnętrzem hali, a ciśnieniem atmosferycznym wynosi 3 hPa (hektopaskale), co jest równe 30 kg/m2. Nadciśnienie o takiej wartości nie jest odczuwalne dla człowieka, ale jest wystarczające dla zapewnienia stabilności konstrukcji.
Hala pneumatyczna (hala gdzie jest pompowana cała kubatura hali) ma bardzo dużą bezwładność kształtu w porównaniu z halą z obudową pneumatyczną (hala gdzie jest pompowana tylko zewnętrzna warstwa o grubości 10–40 cm). Obecnie w kraju funkcjonuje kilkaset hal pneumatycznych, często są to obiekty funkcjonujące od kilkudziesięciu lat (np. zadaszenie basenu przy ulicy Inflanckiej w Warszawie). Współcześnie obiekty powstają jako:
- zadaszenia kortów tenisowych dla klubów i obiektów turystycznych,
- zadaszenia boisk piłkarskich dla klubów i szkół.
Hala pneumatyczna (balon) jest ciekawym rozwiązaniem dla sezonowego (zimowego) zadaszenia lodowiska. Z jednej strony zabezpiecza taflę lodu przed wpływem warunków pogodowych, z drugiej strony nie wymaga znaczącej izolacyjności termicznej i stosowania ogrzewania jej wnętrza. W zachodniej Europie powstały również hale pneumatyczne przeznaczone na czasowy pobyt ludzi, wyposażone w pełną infrastrukturę dla tymczasowego zamieszkania. Przykładem jest kompleks sześciu hal wykonanych z udziałem polskiej firmy Grimar w Dortmundzie. Kompleks ten zapewnia możliwość czasowego zasiedlenia 1800 osób.
Technologia hal pneumatycznych pozwala na wznoszenie obiektów małych od 500 m2, po zadaszenie pełnowymiarowego boiska piłkarskiego. Przykładem udanej inwestycji jest Szalowa Sport Arena w województwie małopolskim. Hala powstała nad boiskiem o wymiarach 75 × 111 m, a jej wysokość w szczycie wynosi 18 m. Hale pneumatyczne bardzo często powstają jako uzupełnienie oferty otwartych boisk i Orlików na okres jesienno-zimowy (pięć, sześć miesięcy). W okresie wiosenno-letnim możemy korzystać z otwartej przestrzeni lub płyty boiska. Takie rozwiązanie pozwala na eksploatację boisk/kortów przez 12 miesięcy w roku, bez przerw zimowych. Magazynowanie elementów hali pneumatycznej wymaga przestrzeni 30–100 m2, w zależności od wymiaru hali.
Technologia
Kotwienie hal do podłoża jest wykonywane poprzez balasty betonowe lub stalowe kotwy ziemne. Przy hali o rozpiętości 75 m reakcje przekazywane na fundament przekraczają 20 kN na każdy metr bieżący obwodu hali. Zakotwienie musi być zdatne do przeniesienia stałego obciążenia – od nadciśnienia oraz chwilowych obciążeń od podmuchu wiatru. Siła o takiej wartości jest przekazywana na fundament przez membranę PVC.
Zaleca się, żeby hale o dużej rozpiętości projektować z uwzględnieniem oplotu z lin stalowych. Wzmocnienie siecią lin stalowych o oczkach o wymiarze 2 × 2 m zwiększa stabilność konstrukcji, pozwala na zastosowanie materiałów PVC o mniejszej gramaturze i redukuje możliwość gwałtownego i całkowitego zniszczenia hali bez względu na jej rozmiar. Na wypadek przerw w dostawie energii elektrycznej każda hala jest wyposażana w układ rezerwowego nadmuchu (generator prądotwórczy lub dmuchawę zasilaną silnikiem Diesla).
Przy projektowaniu hal pneumatycznych szczególną uwagę należy zwrócić na efektywność energetyczną obiektu. Dla podniesienia temperatury wewnętrznej o 20°C stosuje się piece o mocy od 150 kW (hala 18 × 36 m) do 1000 kW = 1 MW mocy grzewczej (hala piłkarska 69 × 111 m). Należy odejść od starych rozwiązań, w których poszycie było wykonane z jednej lub dwóch warstw materiału, a nadmuch elektryczny dla podtrzymania hali pracował pełną mocą 24 godziny na dobę przez 7 dni w tygodniu, bez jakiegokolwiek sterowania.
Nowoczesna automatyka w centrali nadmuchowej pozwala dostosować ciśnienie w hali do aktualnych warunków pogodowych. Przy dobrej, bezwietrznej pogodzie nadmuch hali może być ograniczony o 40–50% i jest to równoznaczne z redukcją kosztów energii elektrycznej o 40–50%. Obniżenie ciśnienia wewnętrznego w hali pozwala na jednoczesne ograniczenie kosztów ogrzewania (mniej ciepłego powietrza jest wypychane na zewnątrz). Przy zintegrowaniu automatyki nadmuchu i ogrzewania z systemem zdalnego sterowania oświetleniem (oprawy LED załączane w trakcie gry, możliwość sekwencyjnego oświetlenia) można uzyskać obiekt o dużej efektywności energetycznej.
Plany na przyszłość
Obecne rozwiązania pozwalają na wykonanie hal w technologii 3- i 4-warstwowej. Tradycyjna hala pneumatyczna 2-warstwowa posiada współczynnik izolacyjności na poziomie 2,7 W/m2K, przy zastosowaniu poszycia 3-warstwowego współczynnik można ograniczyć do 1,95 W/m2K a przy poszyciu 4-warstwowym zredukować go do wartości U = 1,1 W/m2K. Nowoczesne hale pneumatyczne pozwalają na stosowanie niestandardowych materiałów – materiałów zaciemniających typu blockout oraz folii izolacyjnych, refleksyjnych.
W zamówieniach publicznych rozsądnym rozwiązaniem jest premiowanie projektów o niskiej energochłonności, szczególnie, że można to uzyskać przy niewielkim zwiększeniu nakładów na budowę. W kraju jest planowany rządowy program dofinansowania budowy hal pneumatycznych. Według zapowiedzi, w najbliższych latach miałoby w całej Polsce powstać nawet kilkaset takich obiektów. Warto, żeby inwestycje poczynić wyłącznie w nowoczesne i tanie w eksploatacji hale pneumatyczne. Tylko takie inwestycje pozwolą na tanie użytkowanie hal przez kolejne lata oraz utrzymanie zysku z inwestycji.
O firmie
Firma Grimar s.c. z siedzibą w Katowicach to polski wykonawca obiektów sportowych specjalizujący się w produkcji i montażu hal pneumatycznych oraz łukowych. Firma ma wieloletnie doświadczenie. Co roku wykonuje i montuje hale nie tylko na terenie Polski, lecz także za granicą. Stale zdobywane doświadczenie przekłada na jeszcze wyższą jakość swoich produktów i coraz nowocześniejsze technologie. Firma wykonuje kompleksowe realizacje – od fazy projektu, poprzez roboty budowlane i montaż nawierzchni sportowych, na wzniesieniu hal skończywszy. Inwestor otrzymuje obiekt wykonany „pod klucz”.
Autor jest współwłaścicielem firmy Grimar
Kontakt:
Grimar s.c.
al. Korfantego 191a,
40-153 Katowice
tel. kom.: 533 967 605, 884 800 455
biuro@grimar.pl,
TEKST – Daniel Klimek
FOTO – Archiwum firmy Grimar
