浅谈充气式机库的抗风和抗雪安全性(充气机操作规程)

浅谈充气式机库的抗风和抗雪安全性(充气机操作规程)

充气式机库抗风性怎么样?下雪了怎么办?这是大家经常关心的问题,本文将结合我们的研发及实践,探讨抗风抗雪设计的关键要素。

多年来,我们有幸参与多项行业技术标准制定、产品改进咨询、行业技术问题协助解决等工作,也见证了充气式机库技术的快速发展。

充气式机库的抗风和抗雪性能一直是行业和用户关注的焦点问题。作为在该领域深耕十余年的技术团队,我们希望通过这篇文章抛砖引玉,从技术角度分享一些实践经验和思考,与行业和用户共同探讨如何提升产品安全性。

充气式机库的主要技术指标中,以抗风和抗雪最为关键,这也是厂商设计及制造能力的最终检验标准之一。

1、国内外发展现状

国外的充气式机库起步较早,在欧美、中东等地区大量应用,包括军用和民用领域,使用场景涵盖飞机机库、车库、各类仓储、办公场所、野外医院等。

▲ 充气式机库应用—美国(国外产品)

▲ 充气式机库应用—欧洲(国外产品)

▲ 充气式机库应用—中东(国外产品)

我国幅员辽阔,地形及气候多样,自然对充气式机库的技术指标提出了较高要求,近十余年来其技术发展突飞猛进。

对比国外产品,我们已经实现了从借鉴到超越的过程。以北京博奥瑞当前的第五代充气式机库为例,抗风10级(瞬时11级)、抗大雪,且灵活机动,可快速部署和转场。

▲ 博奥瑞充气式机库发展历程

近三年来,博奥瑞的第五代机库在我国北方、南方、东部、西部多个场地的实际使用中,经历了数次10~11级大风、强降雪、冰雹、特大暴雨等恶劣工况,均保持安全可靠运行。

此前的第三代、第四代机库,抗风指标达10级,在各地多样气候的长期使用中,也同样积累了优良口碑。

▲ 博奥瑞充气式机库迭代闭环(每2~3年一周期)

2、抗风能力

在产品设计及研发时,我们主要从以下方面考虑:

  • 材料指标:我们充分研究机库主体材料的拉伸撕裂、抗穿刺、耐磨等性能指标,并不断优化和升级,使其在足够的强度和轻量化上达到平衡,让机库可以在11级瞬时风力下依然保持完好。

▲ 机库主体材料持续优化升级

  • 结构设计:因为机库有多种尺寸型号(内部跨度18米至72米),每个型号在前期设计时,都经过了数次乃至数十次论证、仿真计算和测试,选择最优的高度/跨度比、确定气柱直径,从而使机库在各角度承受大风时,都保持足够的安全系数。

▲ 机库结构设计

  • 最不利工况条件:通过多年来的技术积累,五代库即使在最不利工况下(11级风的特定角度),依然不发生大的屈服性形变,库体在大风载荷下受力均匀,避免了局部应力集中,机库整体完好。

▲ 11级风最不利工况下依然完好

  • 安全冗余:机库主体是由一根根独立气柱排列组合而成,通过系统设计,实现当多根气柱意外破损,漏气无压力时,机库主体依然不受影响。
  • 监测和预警:机库所配备的智能运维系统,有多种传感器实时监测机库的整体状态和外部环境,例如每根气柱的压力、风机状态、电源状态、周边风力、温度等。当风力超过预设等级时,机库自动进入抗风模式,提高其整体抗风能力。

▲ 长期户外环境测试(去除蒙皮)

除上述几点,还有防风锚固、大门设计、主动隔离等技术方面,共同保障机库的良好抗风性能。

3、抗雪能力

博奥瑞第五代充气式机库,其各尺寸型号的抗雪能力为150~200毫米积雪,“抗雪加强型”更可将抗雪能力提升至300~400毫米积雪,结合自研的专用除雪装置,即使在我国东北、西部高原地区,依然能满足抗雪安全性要求。近三年来,我国极端天气频发,五代库在多地经历数次大雪,均安全可靠,受到用户的认可。

五代库的抗雪设计主要在以下方面:

  • 结构设计:通过对机库的高度/跨度比进行综合设计,优化机库的侧面倾斜度,又同时保证抗风安全性,使大部分积雪在机库弧形侧面自由滑落。
  • 外部防风网:五代库外部采用“纵向加强笼式防风网”,对比传统产品所采用的“网格式防风网”,取消了横向拉带,大幅降低了层层积雪的不利效果。

▲ 五代库“纵向加强笼式防风网”

  • 内部设计:五代库内部为独有的加强设计,大幅加强抗雪载能力。
  • 除雪装置:五代库专项研发了除雪装置,由2~3人在地面操作,使用便捷,可快速有效地去除机库上部积雪,进一步保证了使用安全性。
  • 除上述几点,还有智能运维系统的抗雪模式、传感器检测、产品低温适应性等技术应用,从而保证良好的抗雪载性能。

▲ 博奥瑞五代库历经多次大雪,均安全可靠

4、事例分析

抗风和抗雪性能确实是充气式机库设计及制造能力的重要检验标准。随着充气机库产品雨后春笋般的大批量应用,行业对产品技术要求也在持续提升,产品在各种复杂环境下的表现也为技术优化提供了宝贵的实践数据。

基于大量工程实践和现场技术服务经验,我们发现行业在快速发展过程中,确实存在一些需要持续关注和优化的技术要点:

  • 北方地区某单位部分早期产品在遭遇超常规积雪载荷时,出现了形变、结构失效等问题;
  • 南方地区某单位部分产品在大风强对流天气中出现了不同程度的形变、位移、结构错位现象;
  • ……

经过实地调研和参与多方论证,以上事故原因包括极端恶劣天气、产品设计缺陷、产品质量不合格、厂商经验不足及服务不到位等问题。

  • 某产品的防风锚固拉带强度不足,大风时导致局部应力集中,迎风面多处拉带首先断裂,从而引发连锁反应,造成机库变形严重、结构失效。

▲ 分析论证

  • 某产品在大风时由于市电断电,机库控制系统存在缺陷,所配备的应急发电机不能联动启动,导致风机无法给机库供气,致使气柱压力降低,刚性不足,从而导致机库变形、结构错位。
  • 某产品在搭建时,因场地限制不能打地面系留环,仅能使用沙袋固定,但该厂商缺乏设计及实际经验,未能配置足够沙袋,致使大风时机库移位、变形严重,气柱剐碰机库内部物品,导致气柱破损漏气。
  • 某厂商非专业充气机库厂家,缺乏设计能力和经验,机库设计压力不合理,且在设计时未考虑到积雪工况,造成机库在积雪后,顶部先出现塌陷,继而引发结构失效。
  • 某产品外部为“网格式防风网”,多条横向拉带导致层层积雪,且无有效除雪措施,积雪持续累积,最终导致事故发生。

▲ 某产品的“网格式防风网”,极易层层积雪

  • 某厂商售后管理落后,在机库事故后,接到用户通知,因无思想准备及补救措施,且服务意识淡漠,迟迟未派出售后人员到现场处理,引发用户强烈不满。

5、整体总结:

  • 充气式机库为成熟可靠产品

充气式膜结构自上世纪70年代起,就已经开始在国外大量应用,距今已超过半个世纪,技术成熟。充气式机库在我国于2010年之前开始应用,主要优势在于机动性和快速部署,到目前已经发展迭代15年以上,产品的成熟度及安全性受到市场认可。

▲ 博奥瑞第五代充气式机库应用

  • 客户应选择专业性强、行业经验丰富和口碑良好的厂家

充气式机库的研发与制造具有极强的专业性,涵盖结构设计、材料选型、仿真分析、力学计算、电气控制、机械传动、软件开发、质量管控、工程管理及技术经验积累等多个核心领域,绝非简单的工厂标准化加工所能实现。

近年来,部分非专业厂商盲目进入该行业,存在重营销、轻品质、轻服务的问题,已给用户造成实际损失并带来不良影响。在此建议用户在选择生产商时,务必加强对其专业资质、技术实力及服务能力的全面考察与细致鉴别,以规避风险。

  • 诚信为本,匠心开物

北京博奥瑞科技有限公司成立于2009年,深耕充气式机库行业十余年,秉承“敬业诚信、科技创新、航空报国、强军富民”的理念,始终以耐心和恒心打磨产品及服务品质,用户评价优良。

我们期待与更多用户携手合作,为中国航空事业发展作出贡献!

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