Problems in designing air domes: a lesson from a construction disaster

• Autorzy: Grzyb Krzysztof , Drobiec Łukasz , Zając Jakub , Donajko Olgierd

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2025.155118

Warianty tytułu

PL

Problemy projektowania hal pneumatycznych: wnioski z katastrofy budowlanej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Modern roofs for tennis courts, swimming pools, or playing fields can take various forms, but an increasingly popular design choice is pneumatic structures. These structures are supported by maintaining a higher internal pressure that upholds the membrane, achieved through a continuous air-blowing system. The difference between the pressure of the hall’s interior and atmospheric pressure ranges from 2.5 to 3.5 hPa. In practical terms, this means that the pressure on the air-supported dome is 25–35 kg/m2. Although these structures have been in operation in Europe for several decades, there are still reports of construction disasters of this type of facility. This article presents a case study of one such disaster, including material tests of the membrane, the analysis of technical documentation, and a discussion of recommendations and standard provisions. While determining the causes of the incident, it was shown that excessive snow load was the main cause of the disaster, and the lack of adequate legal regulations still has negative consequences affecting the safety of using air domes.

PL

Współczesne zadaszenia kortów tenisowych, basenów czy boisk mogą przybierać różne formy, coraz chętniej jednak przekrycia projektuje się jako powłoki pneumatyczne. Hale tego rodzaju pozbawione są ciężkiej konstrukcji nośnej – zamiast niej przekrycie stanowią dwie lub trzy warstwy materiału pomiędzy, które wtłaczane jest powietrze rozdzielające materiał i tworzące tzw. poduszkę powietrzną. Hala pneumatyczna utrzymywana jest w górze dzięki panującemu wewnątrz nadciśnieniu, które zapewniane jest przez ciągły nadmuch powietrza z wentylatorów. Różnica ciśnienia pomiędzy wnętrzem obiektu a ciśnieniem atmosferycznym wynosi od 2,5 do 3,5 hPa, co w praktyce oznacza, żewartość parcia ciśnienia na membranę poszycia wynosi 25-35 kg/m2. Samo nadciśnienie tej wielkości nie jest jednak odczuwalne przez człowieka. Artykuł stanowi studium przypadku katastrofy budowlanej hali pneumatycznej nad istniejącym boiskiem sportowym o wymiarach 105 × 68 m. W ramach ustalenia przyczyn zdarzenia wykonano oględziny obiektu, analizę dostępnej dokumentacji technicznej, badania materiałowe poszycia oraz analizy obliczeniowe. Przedstawiona w niniejszym artykule katastrofa budowlana hali pneumatycznej nie jest pojedynczym przypadkiem tego rodzaju zdarzenia.

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2025
• Tom: Vol. 71, nr 3
• Strony: 557--570
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Grzyb Krzysztof

• Silesian University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-9039-5015

autor

Drobiec Łukasz

• Silesian University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-9825-6343

autor

Zając Jakub

• Silesian University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Gliwice, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6080-2994

autor

Donajko Olgierd

• SGS Polska Sp. z o.o., Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0009-0009-4507-7785

Bibliografia

• [1] D. Klimek, “Hale pneumatyczne i hale z obudową pneumatyczną”, Inżynier Budownictwa, no. 10, pp. 90-92, 2019.
• [2] Construction Law Act of July 7, 1994. [Ustawa Prawo Budowlane z dnia 7 lipca 1994 r. Dz. U. 1994 Nr 89 poz. 414].
• [3] PN-EN 1990 Eurocode: Basis of structural design.
• [4] Obwieszczenie Ministra Rozwoju i Technologii z dnia 15 kwietnia 2022 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz.U. 2022 poz. 1225.
• [5] PN-EN 13782:2015-07 Temporary structures. Tents. Safety.
• [6] DIN 4134:1983-02 Air-supported structures; structural design, construction and operation.
• [7] PN-EN 1991 Eurocode 1 – Actions on structures – Part 1-3 – General actions – Snow loads.
• [8] A. Rawska-Skotniczny, A. Matynowicz, and M. Nalepka, “Błędy przy projektowaniu stałych i tymczasowych hal namiotowych”, in XXVIII Konferencja Naukowo-Techniczna Awarie Budowlane 2017. Szczecin, 2017, pp. 455-466.
• [9] W. Chruściel and K. Kuczyński, “Bezpieczeństwo użytkowania obiektów tymczasowych na przykładzie hali namiotowej”, in XXVII Konferencja Naukowo-Techniczna Awarie Budowlane 2015. Szczecin, 2015, pp. 185-194.
• [10] A. Rawska-Skotniczny and A. Marynowicz, “O projektowaniu hal namiotowychwkontekście normeuropejskich”, Inżynieria i Budownictwo, no. 3, pp. 134-137, 2016.
• [11] PN-EN 1991 Eurocode 1 – Actions on structures – Part 1-1 – General actions – Densities, self-weight, imposed loads for buildings.
• [12] T. Lipecki, M. Gaczek, A. Goliger, G. Klimber, and W. Węgrzyński, “Characteristic velocity of strong wind for wind engineering purposes”, Archives of Civil Engineering, vol. 69, no. 3, pp. 217-237, 2023, doi: 10.24425/ace.2023.146077.
• [13] A. Padewska-Jurczak, D. Cornik, R. Walentyński, M. Wiśniowski, and P. Szczepaniak, “Research on the dynamics of lightweight shell and spatial structures with the aid of computational fluid dynamics and a shaking table”, Archives of Civil Engineering, vol. 69, no. 4, pp. 379-392, 2023, doi: 10.24425/ace.2023.147665.