Dział: W dzisiejszych czasach, gdy nie ma w działaniach militarnych linii frontu groźba śmierci, która dotąd kojarzona była wyłącznie z polem walki, stała się realnym zagrożeniem dla każdej osoby cywilnej czy wojskowej. Nowoczesna sztuka walki, wyrafinowany system obserwacji satelitarnych, doskonale zorganizowana sieć wywiadowcza oraz systemy broni samonaprowadzającej sprawiają, że każdy cel stał się osiągalny. W odpowiedzi na tego typu zagrożenia, projektanci podjęli wielkie wyzwanie polegające na opracowaniu nowych metod obrony Jednym z najbardziej skutecznych sposobów reagowania na zagrożenia wynikające ze współczesnych metod walki jest budowa umocnionych schronów, które zapewnią bezpieczeństwo ludziom oraz zabezpieczą pracę infrastruktury technicznej, służb i innych instytucji niezbędnych dla funkcjonowania społeczeństwa. O ile stało się oczywiste, że nie jest możliwe zbudowanie takiego schronu, który byłby całkowicie odporny na zniszczenie, to jednak wielokrotnie zostało już udowodnione, że agresor musi zadać sobie o wiele więcej trudu by zniszczyć dobrze ufortyfikowany cel. Najeźdźca, widząc dobrą fortyfikację, prawdopodobnie zaniecha ataku w obawie przed ogromnymi stratami i kosztami. Tak więc schron można w tym kontekście porównać do polisy ubezpieczeniowej będącej uzasadnioną inwestycję. Aspekty które należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu nowoczesnego schronu: potencjalne zagrożenia oraz skutki związane z użyciem broni, technologie umacniania schronów, systemy podtrzymywania życia, konieczność wykrywania środków toksycznych w czasie rzeczywistym, podstawowe wymogi w zakresie systemu komunikacji / bezpieczeństwa, jak również wszelkie inne kwestie dotyczące funkcjonowania Pomimo wzmożonych wysiłków i licznych układów rozbrojeniowych, światowy arsenał broni jest wciąż wystarczająco duży, by zniszczyć wszelkie życie na ziemi. Zagrożenie wynikające z użycia broni jądrowej oraz związana z tym skala zniszczenia nie stanowią tajemnicy od czasu pierwszego jej zastosowania w czasie Drugiej Wojny Światowej. Siła niszczenia i skuteczność współczesnej broni konwencjonalnej można było wyraźnie zaobserwować w konfliktach na Bliskim Wschodzie czy nawet w Europie na przestrzeni lat dziewięćdziesiątych. W obecnych czasach, kiedy wydaje się, że światowy kryzys nam nie grozi, środki ochrony winny skupiać się na scenariuszach zagrożeń wynikających z konfliktów lokalnych, które mogą wybuchnąć w dowolnym miejscu na ziemi. W konfliktach takich wykorzystywana będzie coraz skuteczniejsza broń konwencjonalna, przy czym realnym zagrożeniem będzie również wojna biologiczna czy chemiczna. Należy jednak wziąć pod uwagę fakt, że nawet w przypadku niezwykle precyzyjnej broni zdalnie naprowadzanej, której zadaniem jest „chirurgiczne" zniszczenie jedynie celów wojskowych, bez odpowiednich schronów straty wśród ludności cywilnej będą ogromne i to właśnie ona będzie ponosiła największe straty w każdej współczesnej wojnie. Kolejnym wysoce prawdopodobnym scenariuszem jest zdetonowanie bomby atomowej bądź uwolnienie środków promieniotwórczych przypadkowo, bądź w wyniku akcji terrorystycznej. Takie zdarzenia mogą przynieść długotrwałe skutki obejmujące stosunkowo rozległe tereny. W tym przypadku, schrony stacjonarne są najskuteczniejszym sposobem ochrony.
Broń konwencjonalna
Kule, pociski, rakiety i inne materiały wybuchowe są bronią konwencjonalną, która może zostać użyta przeciwko schronom oraz innym umocnionym obiektom. Ich sposób oddziaływania na cel jest bardzo różny w zależności od punktu uderzenia i eksplozji. Do głównych skutków działania broni konwencjonalnej zaliczyć można przebicie celu, falą uderzeniową oraz zburzenie.
Broń jądrowa
Skutki ataku nuklearnego to długotrwałe nadciśnienie i podciśnienie, fala uderzeniowa, silne promieniowanie cieplne i jądrowe,
jak również opad radioaktywny i impuls elektromagnetyczny. Z chwilą nadejścia fali uderzeniowej, następuje gwałtowny wzrost ciśnienia z ciśnienia atmosferycznego do wartości maksymalnych, a następnie w ułamku sekundy, jego spadek z powrotem do wartości normalnej. Po tej fazie błyskawicznie następuje faza zasysania, kiedy ciśnienie z poziomu normalnego gwałtownie spada. Takie nagłe zmiany powodujące natychmiastową reakcję konstrukcji wymagają specjalnej uwagi ze strony projektantów budowli. Konieczne jest zapewnienie odporności na wstrząsy, która stanowić będzie ochronę przed ruchami wymuszonymi przez energię fali uderzeniowej wielkiej mocy. Promieniowanie cieplne pochodzące bezpośrednio od wybuchu trwa bardzo krótko i spowoduje jedynie spalenie powierzchni zewnętrznych konstrukcji schronu. Niemniej jednak, eksplozja może rozpocząć serię niekończących się pożarów wokół schronu, pochłaniając tlen z powietrza i powodując nadmierne obciążenie cieplne. Promieniowanie jądrowe można podzielić na trzy kategorie: promieniowanie początkowe emitowane w ciągu około jednej minuty od chwili wybuchu, promieniowanie resztkowe emitowane w okresie późniejszym oraz opad radioaktywny, czyli materiał radioaktywny, który podnosi się w postaci chmury, a następnie opada wcześniej (opad lokalny) czy później (opad globalny opóźniony). Impuls elektromagnetyczny (EMP) to ostry impuls promieniowania elektromagnetycznego dużej częstotliwości radioelektrycznej wytwarzany w momencie wybuchu w środowisku asymetrycznym. Silne pola elektryczne i magnetyczne mogą zniszczyć niezabezpieczone urządzenia elektryczne na dużym obszarze, jednak nie są niebezpieczne dla organizmów żywych.
Broń chemiczna i biologiczna
Broń chemiczna i biologiczna jest powszechnie stosowaną grupą drażniących, trujących i patogennych środków rozpylanych bądź emitowanych do środowiska na wiele różnych sposobów. Środkami najczęściej stosowanymi przez organizacje terrorystyczne lub niektóre władze jest gaz musztardowy, środki porażające układ nerwowy takie jak sarin, soman czy VX, jak również toksyna botulinowa, zarodniki wąglika i ospy, choć właściwie każda istniejąca bądź opracowana laboratoryjnie choroba może być do tego celu wykorzystana.
Elementy schronu
Nowoczesny schron należy projektować tak, jak projektuje się proces technologiczny, którego celem w tym przypadku jest ochrona życia ludzkiego. Podczas kryzysu ściany schronu wyposażone w specjalny sprzęt ochronny tworzą granicę bezpieczeństwa pomiędzy światem zewnętrznym a bezpieczną przestrzenią chroniącą ludzi, ich mienie, sprzęt oraz systemy podtrzymywania życia przed wszelkimi negatywnymi wpływami. Projektowanie schronu jest balansowaniem pomiędzy stopnie ochrony a kosztami budowy. Im więcej można przeznaczyć środków finansowych, tym większy będzie stopień bezpieczeństwa. Niezwykle istotnym elementem przy projektowaniu schronu jest ustalenie, przed jakimi skutkami i przed jaką bronią ma on zabezpieczać. Odpowiednio do tych ustaleń należy zaprojektować obciążenie obliczeniowe i wyposażenie schronu. Tylko w ten sposób można zapewnić pożądany stopień ochrony.
Technologia umacniania
Wnętrze schronu winno być odizolowane od świata zewnętrznego przez odpowiednie ochronne osłony i obszary. Nowoczesny schron musi spełniać wiele wymogów stawianych osłonom i obszarom ochronnym takich jak ochrona przed uderzeniem, falą uderzeniową, gazoszczelność oraz ochrona przed impulsem elektromagnetycznym. Takie obszary ochronne budowane są najczęściej z żelbetonu zawierają kilka specjalnych elementów zabezpieczających, takich jak gazoszczelne i odporne na falę uderzeniową drzwi, uszczelniające przejścia oraz zawory podmuchowe chroniące układ wentylacji schronu.
Wzmocnienia chroniące przed efektem fali uderzeniowej
Jednym z najistotniejszych elementów technologii umacniania jest zabezpieczenie przed efektem fali uderzeniowej. Odporność na falę uderzeniową będzie w znacznym stopniu decydować o grubości ścian schronu, w związku z tym ma ona decydujący wpływ na ogólne koszty budowy schronu. Ponadto, ten element określać będzie również potrzeby w zakresie specjalistyczngo wyposażenia schronu o odpowiednim stopniu odporności na falę uderzeniową. Aby zilustrować problemy, jakie musi pokonać konstruktor można wykorzystać krzywą zniszczenia, aby ocenić wytrzymałość konstrukcji schronu, jak również wytrzymałość drzwi zabezpieczających przed podmuchem, przepustów i zaworów układu wentylacji. Krzywą zniszczenia można wyliczyć dla każdego elementu konstrukcyjnego narażonego na obciążenia dynamiczne rozwiązując równanie, na które składa się ruch oraz stosunek obciążenia do czasu, począwszy od krótkotrwałych obciążeń udarowych po obciążenia quasi-statyczne. W przypadku elementów złożonych, takich jak zawory przeciwwybuchowe, krzywą zniszczenia można otrzymać testując różne kombinacje ciśnienia szczytowego i czasu trwania obciążenia. W szczególności w przypadku zaworów przeciwwybuchowych, krzywą zniszczenia można potraktować jako krzywą odzwierciedlającą zakres zastosowania zaworu: jeśli punkty obciążenia zadanego znajdują się poniżej krzywej, oznacza to, że zawór ten jest bezpieczny, natomiast jeżeli punkty obciążenia zadanego znajdują się powyżej krzywej, oznacza to, że należy zastosować zawór o większej wytrzymałości.
