מבנים מוגנים למאה ה- 21
המאמר עוסק במיגון מבנים : כיצד לקבוע את סוגם, מספרם ומיקומם של אמצעי המיגון המבני (אנליזת עלות-תועלת), מניעת התמוטטות שרשרת, הקטנת הסיכון מפגיעות שברי זכוכית ועוד.
מבוא
מאז הקמתה, מדינת ישראל מותקפת בכלי נשק שונים, בפעולות מלחמתיות ובהתקפות מחבלים, מחוץ לגבולותיה ובתוך עריה ויישוביה. כדי להגן על האוכלוסייה האזרחית ועל מתקנים חשובים, נבנו בישראל מבנים מוגנים מסוגים רבים וברמות מיגון שונות, החל ממיגון נגד פגיעות קרובות של טילי קטיושה - כמו למשל חדרי ביטחון ביישובים בקו העימות - ועד מיגון נגד פגיעות ישירות של פצצות אויר וטילי סקאד- למשל מתקנים ממלכתיים חשובים ביותר.
בזמן כתיבת מאמר זה עדיין נראה שייבנו בישראל בעתיד הקרוב מספר רב של מבנים מוגנים.
במאמר זה מתארים המחברים את חזונם לגבי המבנים המוגנים העשויים להיבנות בישראל במאה ה -21 והלוואי ויהיה שלום ולא נצטרך להוסיף אמצעי מיגון למבנים!).
רקע
במאמר שהוצג בכנס הארצי הראשון התייחסו המחברים לבניית מבנים מוגנים בעתיד, כדלקמן :
"להלן מספר המלצות לעתיד:
במבנים חדשים יש לשלב בצורה אופטימלית את מגדלי המרחבים המוגנים בשלד המבנה ובמיוחד במערכת קבלת כוחות אופקיים בהשפעת רעידות אדמה.
יש להוסיף מרחבים מוגנים ואזורים עם שיפורי מיגון במגנים קיימים - גם כאן יש להשתמש בתוספות הבנייה ובחיזוקים לשיפור עמידות המבנים הקיימים בהשפעות רעידות אדמה.
-ש לנצל מרחבים תת-קרקעיים למיגון האוכלוסייה בזמן חירום תוך "תכנון מיגוני" מתאים.
יש לשפר את "הנדסת האנוש" במרחבים המוגנים ע"י שימוש בחומרים ושיטות בנייה עמידים בדרישות המיגון תוך שיפור תנאי השהייה ביום-יום.
יש לפתח פרטים עמידים בדרישות המיגון אשר יאפשרו שילוב שיטות בנייה מקובלות, כגון
אלמנטים טרומיים, תקרות חלולות דרוכות, חתכים מרוכבים וכד' במרחבים המוגנים.
במרחבים מוגנים תת-קרקעיים או מרחבים עיליים מכוסים עפר יש לשלב את הקרקע ב"מערכת המיגון", למשל ע"י שימוש בשיטות "הקרקע המשוריינת".
יש לפתח שיפורים לאלמנטי הבטון כדי להקטין את "חולשתם" בתופעת השיחון, למשל ע"י
שימוש בציפויים פנימיים ייחודיים, שימוש בבלוקי תבנית ייחודיים , תוספת סיבים ועוד.
יש להבטיח מניעת היפגעות המונית במבני ציבור שבהם נמצאים אנשים רבים ובמיוחד למנוע התמוטטות שרשרת עקב נזק מקומי לאלמנטי שלד המבנה.
יש להמשיך במאמצי המחקר והפיתוח בתחום המבנים המוגנים תוך המשך שיתוף הפעולה עם גורמים שונים מארצות ידידותיות.
יש להגביר את פעילויות הלימוד וההדרכה בכל הנושאים הקשורים למבנים מוגנים.
יש להגביר את השימוש באנליזות עלות - תועלת כדי להגדיר פתרונות מיגון אופטימליים.
לסיכום , כנראה גם בעתיד ניאלץ להשקיע רבות במיגון מבנים (ומה למשל עם איומים עתידיים מפחידים ? ) ולכן כדאי ש"נתאמץ" לעשות זאת בצורה היעילה ביותר ותוך פיתוח שיטות מיגון חדשניות ומתוחכמות, כפי שאנחנו, הישראלים, מסוגלים ויכולים, ב"ה, וכפי שכבר הוכחנו קודם." סוף הציטוט.
לקחים לתכנון המבנים במאה ה-21
את המאמר הנוכחי כתבו המחברים תחת השפעתם של שלושה גורמים חדשים, אשר התרחשו מאז הכנס הראשון:
 | א. התגברות התקפות המחבלים בישראל, כולל שימוש במכוניות תופת, ירי מנשק קל ובינוני, ירי מרגמות וקטיושות, מטעני חבלה בצורות וגדלים שונים, מחבלים מתאבדים ועוד. ב. התמוטטות המבנה של אולמי ורסאי בירושלים. ג. התמוטטות מגדלי התאומים בניו יורק בעקבות התקפת מחבלים מתאבדים תוך התרסקות מטוסים אזרחיים על המבנים (שלא נדע מצרות!) |
בעקבות האירועים הרבים שקרו לאחרונה ותוך הערכה מה יכול לקרות בעתיד, יש למחברים שני לקחים עיקריים:
א. מבנים רגילים, לא מוגנים, יכולים להפוך לנשק קטלני בידי תוקפים מיומנים ולגרום, חס וחלילה, לקורבנות רבים עקב התמוטטות, מקומית או כללית.
ב. בעתיד, לצערנו, יש להתכונן לאפשרות שאיומים שונים, חלקם מפחידים ביותר, עלולים להתממש.
יחד עם זאת, אי אפשר לעצור את התפתחות האדריכלות המודרנית במאה ה-21 , המאה של ההיי-טק, ולהפוך את המבנים ל"בונקרים", כולל עלויות ניכרות של אמצעי מיגון קשיחים.
במחשבה "מיגונית" כוללת, המחברים מקווים שיימצא בישראל האיזון בין אמצעי המיגון האקטיביים - הרתעה, מודיעין, ניטרול האיומים לפני התממשותם (ע"י כוחות הביטחון והמאבטחים, טילי "חץ" וכד') ובין אמצעי המיגון הפסיביים - מיגון פיזי של מבנים
ואלמנטי בנייה (מיגון מבני), מערכות מיגון אלקטרוניות (מיגון אלקטרוני) וכד'.
ולמרות הכל, לא ניתן "לסמוך" רק על שאר פעולות המיגון ויש לתכנן אמצעי מיגון מבניים, המשולבים בצורה אופטימלית במבנים ומאפשרים את תפעולם היום יומי ללא הפרעות. אלמנטי המיגון המבניים צריכים להיות יעילים בצורה מרבית ועלותם צריכה להיות מזערית.
והעיקר - מה צריכה להיות מטרת המיגון של המבנים ?
דעתם של המחברים היא שהמטרה העיקרית היא להגן על האנשים הנמצאים במבנה ולא על אלמנטי הבנייה - במילים פשוטות, המבנה יכול להינזק אולם האנשים צריכים לא להיפגע.
ואיך לקבוע את סוגם, מספרם ומיקומם של אמצעי המיגון המבני?
דעתם של המחברים היא שיש לתכנן את אמצעי המיגון המבניים על סמך תוצאות אנליזות עלות - תועלת, הלוקחות בחשבון את האיומים האפשריים, את מאפייני המבנה, את הנזקים הצפויים בהפעלת האיומים, את מאפייני אמצעי המיגון, את יעילותם ואת עלותם.
ובכלל, מי אחראי על יישום אמצעיי המיגון ומי ישלם עבורם? על כך, בהמשך.
היפגעות האנשים הנמצאים במבנה מאיומי המאה ה-21
ראשית, מהם האיומים של המאה ה-21 ?
כמובן שאנחנו פשוט לא יודעים בפרוטרוט מה האיומים שעלולים להשפיע על מבנים שאנחנו מתכננים כעת לתקופה של לפחות 50 שנים (עד לאמצע המאה ה-21 ).
נעשה "צעד אחד אחורה" של 50 שנים וננסה להיזכר מה חשבו כאן בישראל בשנת 1951 על "האיומים העתידיים" של אז: הפצצות מהאוויר? - כן. ירי מנשק קל, מרגמות, קטיושות, פגזי ארטילריה? - כן. טילי סקאד? - לא. מטעני חבלה? - כן. מחבלים מתאבדים? - לא. מכוניות תופת? - אולי. בסך הכל, סוג וגודל האיומים היו די צפויים; מה ש"הפתיע" הייתה הנחישות של המחבלים להתאבד ו"לקרב" את הפעלת האיומים אל האנשים.
ומה התחזיות של האיומים ל-50 השנים הבאות? כמובן שהאיומים של היום בתוספת "האמרות" שונות - הגדלת גודל האיומים וטוו הגעתם, הגדלת דיוק הפגיעה, הגדלת כושר החדירה של הקליעים, פיצוץ ראשי הקרב בשלבים, ראשי קרב "קינטיים" בעלי מהירויות גדולות, וכל פיתוח אחר עתידני.
שנית, איך אנשים עלולים להיפגע בתור מבנה?
האנשים במבנה עלולים להיפגע מהשפעות ישירות של האיומים, כגון גלי הדף, כדורים ורסיסי קליעים ו/או מהשפעות בלתי ישירות של האיומים כגון פגיעה על ידי שברי זכוכית, חלקי מבנה - בלוקים וכד'. חלקי תגמירים ועצמים שונים - ריהוט, מנורות, וכד'. כמובן שפגיעות רציניות של אנשים עלולות להתרחש עקב התמוטטות שלד המבנה בצורה מקומית או כללית - התמוטטות שרשרת.
בתלות בגודל האיום שהתממש, רמת ההיפגעות של האנשים במבנה יכולה להיות מקומית בלבד או גבוהה - היפגעות המונית - בעיקר ע"י שינוי זיגוג או התמוטטות שלד המבנה.
שלישית, אז מה רצוי לעשות כדי להקטין ככל האפשר את רמת ההיפגעות של האנשים במבנה?
לדעת המחברים, יש קודם כל למנוע התמוטטות שרשרת של שלד המבנה ויש להקטין את הסיכון מפגיעות שברי הזיגוג. מיגון האנשים נגד השפעות הדף ורסס יש להשיג על ידי אמצעי מיגון מבניים על מעטפת המבנה ו/או באזורים פנימיים מתאימים.
מניעת התמוטטות שרשרת
כאמור, המטרה העיקרית להקטנת הסיכון של היפגעות המונית של אנשים בתוך מבנה הינה מניעת התמוטטות שרשרת של שלד המבנה, העלולה להתרחש לאחר כשל מקומי של אלמנט נושא ראשי, כגון עמוד, קיר, פיר וכד'.
השאלה הנשאלת בצדק היא: האם המהנדסים בישראל מתכננים את המבנים, ובעיקר את המבנים הגבוהים, כך שהשלד לא יתמוטט בשרשרת כאשר אלמנט נושא ראשי, למשל עמוד, נכשל מסיבה כלשהי? שכל מהנדס קונסטרוקטור יענה לעצמו לשאלה זו.
המצב הנוכחי הנו שחוקת הבטון כן מנחה לתכנן את שלד המבנה למניעת התמוטטות שרשרת, אולם רק כאשר הוא כולל אלמנטים טרומיים.
אין היום תקנות או תקנים ישראליים (למיטב ידיעתם של המחברים) הדורשים תכנון שלד מבנה מבטון מזוין יצוק באתר כך שתימנע התמוטטות שרשרת בעקבות כשל מקומי של אלמנט נושא ראשי, היות שזה המצב ומשום שלתכנן שלד מבנה למניעת התמוטטות שרשרת כנ"ל משמעותו תוספת עלות, נראה שיש כאן בעיה.
לאור האיומים החזויים למאה ה-21 , חוות דעתם של המחברים היא שיש לפעול לעדכון התקנות והתקנים, לכלול בהם את הדרישה למניעת התמוטטות שרשרת כנ"ל עבור כל סוגי הקונסטרוקציות, כפי שנהוג למשל באנגליה, שם העדכון הוכנס לאחר התמוטטותו של בניין גבוה.
על בסיס ניסיונם האישי בייעוץ מיגון עבור מספר מבנים גבוהים, המחברים יכולים לומר שתכנון נכון ומושכל של שלד המבנה יכול להבטיח מניעת התמוטטות שרשרת עקב כשל מקומי של אלמנט נושא ראשי תוך תוספת עלות קטנה יחסית (למשל ע"י שימוש נבון במגדלי המרחבים המוגנים, ע"י הבטחת מערכת העברת כוחות חלופית ועוד).
המחברים מבקשים לציין את "ניגוד האינטרסים" בין הרצון האדריכלי המודרני להבליט את אלמנטי שלד המבנה ובין הרצון המיגוני להסתיר את אלמנטי השלד הרגישים לכשל מקומי, למשל עמודים בקומת הקרקע.
כמו כן, ככל שהאדריכלות המודרנית יוצרת מבנים גבוהים יותר, תמירים יותר ושקופים יותר, כך המבנים רגישים יותר להשפעות של התקפות זדוניות ובעיקר להתמוטטות שרשרת על ידי הריסה מכוונת של אלמנט נושא ראשי.
לכן, המחברים חושבים שמניעת התמוטטות שרשרת איננה רק עניינם של מהנדסי הקונסטרוקציה אלא גם, ואולי בעיקר, של האדריכלים, אשר צריכים למצוא פתרונות יצירתיים לשילוב אלמנטי השלד בעיצוב המבנה כך שלא יהיו רגישים כל כך להשפעות של פיצוצים וכד'.
במספר פרויקטים חשובים הנבנים לאחרונה בארץ כן מצאו האדריכלים את הדרך לעצב את המבנים כך שרגישות שלד המבנה להתמוטטות שרשרת תהיה מזערית, ולכן, לדעת המחברים, כדאי לעשות כך בכל פרויקט בו קיים סיכון להיפגעות המונית עקב התמוטטות שרשרת.
הקטנת הסיכון מפגיעות שברי זכוכית
הניסיון מראה ששברי זכוכית של אלמנטים מזוגגים כגון חלונות, דלתות וכד', בעיקר אלה המוצגים בחזיתות המבנה, הנוצרים לאחר פעולת הדף של פיצוץ בקרבת המבנה, עלולים לגרום לפציעת מספר רב של אנשים הנמצאים בתוך המבנה.
בהתקפות טילי הסקאד העירקיים על גוש דן ב-1991 נפצעו אנשים בתוך מבנים גם כאשר הטיל, אשר כלל כ-300 ק"ג חומר נפץ (ובעתיד, לצערנו, צפויים גם טילים גדולים יותר), התפוצץ במרחק של כמה מאות מטרים מהמבנה!
נמצא שאלמנטים מזוגגים רגישים מאוד ללחצי הדף ויוצרים שברי זכוכית מסוכנים המועפים אל תוך המבנה, וזאת אפילו בקומות הגבוהות (כפי שקרה מספר פעמים למשל בלונדון, לאחר פיצוץ מכוניות תופת).
לכן, כדי להקטין את הסיכון משברי הזכוכית יש להוסיף אמצעי מיגון, החל מהדבקת סרטים שקופים על הזיגוג ועד להחלפת החלונות הקיימים בחלונות ייחודיים, המתוכננים כעמידים בהדף. הפתרונות קיימים וזמינים בארץ ובמבנים רבים כבר הושמו, ברמות מיגון שונות, אשר נקבעו על סמך אנליזות עלות - תועלת, כפי שיוסבר בהמשך.
מבחינה אדריכלית, כמובן שתכנון פתחים קטנים יותר בחזיתות משפר את רמת המיגון של האנשים בתוך המבנה נגד פגיעות משברי זכוכית. גם אלמנטי מיסוך שונים תורמים להגדלת רמת המיגון של הפתחים.
ומה עושים כאשר החזיתות מתוכננות לכלול קורות מסך גדולים, כפי שלאחרונה מיושמים בפרויקטים רבים, אפילו במבני מגורים. יש כאן שוב "ניגוד אינטרסים" בסיסי בין השקיפות האדריכלית לבין המיגון נגד שברי הזיגוג. אפשר כמובן להקטין את שטחי קירות המסך ולהשתדל להציגם כך שלא יהיו מאחוריהם מספר רב של אנשים (כמו בחדרי ישיבות, קפיטריות ומסעדות וכד'), אולם כנראה שהאדריכלים יתנגדו, כי זה נוגד את עיקרון השקיפות והפתיחות לסביבה.
תאורטית, האתגר הוא להמציא אלמנטי זיגוג שקופים בעלי עוביים ועלויות סבירים אשר יהיו עמידים בהשפעות ההדף, הכדורים והרסיסים וכד'. עדיין לא הגענו לכך! בשלב זה משתמשים בזיגוג כפול ובזכוכיות שכבתיות, אולם ישנו גבול לכושר עמידותם בעומסי הדף.
אי לכך, פותחו בארץ וגם בעולם אמצעי מיגון נוספים בצורת כבלי פלדה או מערכות מיסוך שונות המוצגים מאחורי האלמנטים המזוגגים ואשר תפקידם "לתפוס" את הזיגוג במעופו אל תוך המבנה כך שהאנשים לא ייפגעו על ידו. מערכות "תפיסה" כאלה כבר מיושמות בפרויקטים שונים בארץ.
מאמצי הפיתוח של אלמנטים שקופים עמידים בעומסי הדף גבוהים נמשכים במרץ, גם בארץ וגם בעולם, וסביר שבעתיד יהיה שיפור מתמיד בתכנון פתחים מוגנים בחזיתות המבנים.
ומה עם העלויות? על כך, בהמשך.
אזורים מוגנים בתוך מבנה
במהשך להתייחסות שהובאה לעיל לגבי ההיפגעות ההמונית נדון כעת במיגון אנשים בתוך המבנה בצורה מקומית - בחדר, בקומה.
בארץ מיושמות שתי שיטות כלליות למיגון אנשים בתוך מבנה:
א. מרחבים מוגנים דירתיים או קומתיים, המספקים מיגון לאנשים בכל דירה ו/או בכל קומה, הנבנים מתוקף חוק ההתגוננות האזרחית בכל מבנה חדש, בהתאם להנחיות תקנות פיקוד העורף.
ב. בניית מעטפת המבנה או מעטפת אזורים מסוימים בתוך המבנה ברמה של בנייה ביטחונית - עם קירות ותקרות מבטון מזוין. סוג זה של בנייה נפוץ ביישובי קו העימות.
מבחינת יעילות המיגון יש גם להתחשב בגורם הזמן. מרחבים מוגנים ואזורים מוגנים בתוך המבנה יעילים כאשר האנשים כבר הגיעו אליהם ונמצאים בתוכם, במילים אחרות, כאשר יש התרעה מספקת. במקרה של התקפות ללא התרעה כגון פיצוץ מכונית תופת, מטעני חבלה, מחבלים מתאבדים. יעילות המיגון של המרחבים המוגנים והאזורים המוגנים הפנימיים קטנה יותר (בעצם רק אנשים הנמצאים בתוכם בזמן ההתקפה מוגנים). מכאן שעבור התקפות ללא התרעה יש לשאוף לתכנן את מעטפת המבנה כולו כמספקת מיגון מרבי לאנשים שבמבנה - למשל להעדיף בניית קירות חיצוניים הכוללים בטון מאשר בלוקים חלולים. לאחרונה מיושמים בארץ קירות מוגנים המבוססים על עיקרון "המיגון הרך" , למשל קירות העשויים מבלוקי תבנית ממולאים בבטון מזוין. כן פותחו ונוסו בניסויי פיצוץ בארץ קירות העשויים מבטון בעל חוזק גבוה בתוספת סיבים. יש לזכור שמלבד שיקולי המיגון יש להבטיח את עמידות הקירות הנ"ל בדרישות כל התקנים כגון הבטחת הבידוד התרמי והאקוסטי וכדומה. ומה עם העלויות?
על כך בהמשך.
היעילות/ התועלת והעלות של אמצעי המיגון
כל אמצעי מיגון אם מדובר בחיזוק שלד המבנה למניעת התמוטטות שרשרת או במיגון פתחים ואלמנטים מזוגגים או במיגון היקפי או מקומי מכל סוג שהוא, או במיגונים שונים כגון חלונות עמידים בירי או קירות מגן מסביב למבנה ועוד ועוד, יעיל ברמה מסוימת נגד האיומים השונים. ניתן להעריך כמותית את יעילות אמצעי המיגון למשל על ידי "כימות" רמת המיגון שהם מספקים לאנשים בתוך המבנה. למשל, חלון רגיל בגודל ובמיקום מסוים יכול להיות מוערך כמספק מיגון לאנשים הנמצאים בחדר שמאחוריו ברמה של 5 אחוזים.
לעומתו, חלון שקוף עמיד בהדף של 1 בר ( אטמוספירה אחת) יכול להיות מוערך כמספק מיגון לאנשים הנמצאים בחדר שמאחוריו ברמה של 75% אחוז. וזאת עבור איום מוגדר. ואיך ובעצם מי יכול להעריך כמותית את רמות המיגון המסופקות על ידי אמצעי מיגון שונים? רק בעלי ידע ייחודי באפקטים של כלי נשק, מטעני נפץ וכדומה ובתגובת אלמנטי בנייה ומיגון שונים בהשפעות האיומים השונים, ידע המבוסס בעיקרו על תוצאות ניסוי פיצוץ וירי. על בעלי הידע הייחודי הנ"ל הנקראים בארץ מומחי מיגון, יועצי מיגון או כל שם אחר של "ידענים" כאלה, תבוא התייחסות בהמשך.
עלותם של אמצעי המיגון ניתנת להערכה על בסיס הכרת המוצרים ושיטות המיגון הזמינים בארץ ועל סמך הניסיון שכבר נרכש ביישומים שונים. רצוי שהערכות העלויות תתבצענה על ידי המתכננים תוך סיוע מומחי המיגון ולא רק על בסיס עלויות מסופקות על ידי יצרני אמצעי המיגון.
אנליזת עלות-תועלת
קביעת אמצעי המיגון המועדפים / האופטימליים נעשית על סמך אנליזת עלות-תועלת, בה עורכים דיאגרמות המתארות את היעילות/התועלת של אמצעי המיגון, מבוטאות למשל ברמת המיגון המסופקת על ידם כנגד עלות אמצעי המיגון.
בפרויקטים שונים דיאגרמות העלות-תועלת אירעו מספר מאפיינים:
א. כמובן שללא תוספת אמצעי המיגון, רמת המיגון נמוכה יחסית.
ב. ככל שמוסיפים אמצעי מיגון רמת המיגון עולה וכמובן גם עלות אמצעי המיגון. המעניין הוא שכבר בתוספת קטנה יחסית של אמצעי מיגון רמת המיגון עולה בצורה תלולה. ובהמשך קצב עליית רמת המיגון קטן עם הגדלת אמצעי המיגון.
ג. בעלויות מסוימות של אמצעי המיגון אין כבר הגדלה משמעותית ברמת המיגון וזהו אזור המבטא את אמצעי המיגון האופטימליים.
כמובן שניתן להשתמש בדיאגרמות העלות-תועלת גם לקביעת אמצעי המיגון המתאימים לתקציב מסוים ו/או לרמת מיגון מסוימת.
תהליך "קבלת ההחלטות" לקביעת אמצעי המיגון וליישומם
לאור כל האמור לעיל, המחברים ממליצים על תהליך "קבלת החלטות" לקביעת ויישום אמצעי המיגון כמפורט להלן:
א. לערוך רשימת איומים אפשריים תוך התייחסות למיקום המבנה וסביבתו, המאפיינים התפעוליים והבינויים של המבנה ונתונים "מודיעיניים" מגורמי ביטחון מוסמכים.
ב. לערוך סכמות של הימצאות האנשים במבנה, לפי הפונקציות הפנימיות השונות ולפי שגרת החיים היומיומית.
ג. להעריך את הסיכונים הצפויים לאנשים הנמצאים בתוך המבנה, עקב האיומים המוגדרים ולבטאם ברמות מיגון בסיסיות, המתאימות למבנה ללא תוספת אמצעי מיגון. מודגשים שוב הסיכונים עקב התמוטטות שרשרת ו/או פגיעה המונית משברי זכוכית.
ד. להחליט (ההחלטה הנה של בעל הנכס) האם רמת המיגון הבסיסית מקובלת (יחד עם כל הסיכונים המתאימים לה) או אינה מספיקה, ואז יש לבחון תוספת אמצעי מיגון.
ה. לערוך רשימת אמצעי מיגון מתאימים ולהעריך את יעילותם/תועלתם על ידי "כימות" הגדלת רמת המיגון המושגת על ידי יישומם במבנה ואת עלותם.
ו. לבצע אנליזת עלות-תועלת תוך עריכת דיאגרמות של רמת המיגון כפונקציה של עלות אמצעי המיגון.
ז. לקבוע את אמצעי המיגון ליישום - רצוי אלה המתאימים לקטע האופטימלי של הדיאגרמות רמת מיגון-עלות.
ח. לתכנן את פרטי אמצעי המיגון ולשלבם בצורה מיטבית במבנה.
וכעת, חזרה למציאות בארצנו הקטנה.
עד כה תיארו המחברים תמונה הגיונית של " הרצוי" בתכנון מבנים מוגנים למאה ה-21 .
ומה עם ה"מצוי"? במציאות שלנו בעל נכס כנראה לא ישקול להוסיף אמצעי מיגון אשר אינם נדרשים על ידי חוקים ותקנות (כמו המרחבים המוגנים) ואשר אינם ממומנים על ידי גורם כלשהו אלא אם הוא באמת דואג לשלומם של האנשים המשתמשים במבנה שלו ועלולים להיפגע על ידי התקפות זדוניות שונות.
מאידך גיסא, המחברים כבר ראו מספר רב של בעלי נכסים אשר כן בחנו תוספת אמצעי מיגון ויישמו אותם בהיקפים שונים, על פי יכולתם ועל חשבונם, מסיבות שונות, אשר המכנה המשותף שלהם היה הדאגה האמיתית (ולא בושה להזכיר גם את המושג "ציונות") לשלומם של האנשים הנמצאים במבנים שלהם.
בזמן כתיבת המאמר הנוכחי נעשים מאמצים על ידי משטרת ישראל ופיקוד העורף לערוך ולהתקין תקנות לתכנון אלמנטי זיגוג מוגנים במבני ציבור הומי אדם (קניונים וכדומה) כדי למנוע היפגעות המונית עקב התקפות שונות. ואם תהיינה תקנות כאלו מי ישלם עבור המיגון? כנראה בעלי הנכסים.
הערכת המחברים היא שבתחילת המאה ה-21 יתקדמו מאמצי השלטונות ובעלי הנכסים לתכנן את תכנונם של המבנים כך שיקנו מיגון מרבי לאנשים הנמצאים בהם ועל ידי כך תימנענה היפגעויות המוניות. יש לקוות שמלבד הסדרת העניין המקצועי של איך לתכנן אמצעי מיגון יעילים וזולים יסודר גם אופן מימונם.
שילוב אופטימלי של אמצעי המיגון במבנים
כאשר מממשים את יישום אמצעי המיגון במבנה יש לשלבם בצורה אופטימלית, כך שלא יהוו מטרד בשימוש היומיומי ולא יפגעו ב"הנדסת האנוש" של המבנה ובצורתו האסתטית, עד כמה שאפשר. ישנן דוגמאות רבות של שילוב אופטימלי של אמצעי מיגון במבנים ובעתיד יש לסמוך על הדמיון והיצירתיות של האדריכלים והמהנדסים לפיתוחם ויישומם המיטבי של אמצעי מיגון במבנים. מודגש שיש להתחשב גם בשילובם במבנה של אמצעי מיגון "לא בינויים" - אמצעי המיגון האלקטרוניים: מערכות התרעה, מערכות בקרת כניסה ויציאה, מערכות מעקב של טלוויזיות במעגל סגור, מערכות הגנה היקפית ועוד, וכן במערך המאבטחים ומתקניהם.
וכעת, לעניין הידע של המתכננים בנושא המבנים המוגנים ואמצעי המיגון.
תכנון מבנים מוגנים נגד השפעות הדף, רסיסים וקליעים, התקפות מחבלים עם מטעני נפץ, התקפות על ידי כלי נשק שונים ועוד, אינו נלמד כעת בארץ במוסדות להשכלה גבוהה בפקולטות לאדריכלות ולהנדסה אזרחית.
מראי מקום המתייחסים לנושא הם בעיקר מדריכי תכנון של מבנים מוגנים צבאיים אשר נערכו על ידי צבא ארה"ב. פורסמו במשך הזמן מספר ספרים בחו"ל על דינמיקת המבנים הכוללים דרכי חישוב של תגובת מבנים ואלמנטי בנייה לעומסים דינמיים של הדף.
גם בארץ ישנם מספר פרסומים מקצועיים העוסקים בנושא וביניהם: " המדריך לתכנון מבנים מוגנים" בהוצאת חיל ההנדסה )1987) הכולל קטעים מסווגים, "המדריך לתכנון מקלטים והתגוננות אזרחית" ולאחרונה " המדריך לתכנון וביצוע מרחבים מוגנים" בהוצאת מפקדת פיקוד העורף ובעריכת המחברים, הנמצא בשלב ההוצאה לאור. כן ניתן להשיג מידע על הנושא בהשתלמויות ובכנסים שונים שנערכו בארץ ובעולם.
יחד עם זאת, אדריכלים ומהנדסי מבנים אשר לא מתמחים בנושא המיגון, אינם בקיאים בהערכת האפקטים של כלי נשק ומתקני חבלה, בתגובת המבנים להשפעות הנ"ל ובמאפייני אמצעי המיגון האפשריים וכן, בהתאם לחוקי ההיצע והביקוש, כאשר נדרש מידע אמין לתכנון מבנים מוגנים, הופיעו בארץ מומחים, יועצים הנקראים בשמות שונים - יועצי מיגון, מומחי מיגון, יועצי מקלוט, מומחים למיגון פיזי ועוד כהנה וכהנה - המציעים את שירותיהם למתכנני המבנים בנושא אמצעי מיגון המבנה.
ומה יש למומחי/יועצי המיגון שאין למתכננים?
ניסיון אישי ו/או גישה למידע, בדרך כלל מסווג, המצטבר בצה"ל ובמוסדות ביטחוניים שונים ולפעמים מידע שנרכש בחו"ל בהשתלמויות מקצועיות שונות. מה שבדרך כלל אין למומחי/יועצי המיגון זהו ניסיון מעשי בתכנון מבנים וזה כמובן מקשה על קביעת ויישומם של אמצעי המיגון האופטימליים באמת. למשל, הגיוני שייעוץ מיגון אמין ומיומן בתכנון שלד המבנה כך שתימנע התמוטטות שרשרת עקב השפעות פיצוצים ו/או התקפות שונות יסופק על ידי מהנדס בניין עם ניסיון מעשי בתכנון מבנים. או למשל, הגיוני שייעוץ מיגון אמין ומיומן לתכנון אלמנטי זיגוג מוגנים יסופק על ידי אדריכל בקיא בפרטי המסגרות והבניין של חלונות, דלתות וכדומה. כפי שאומר השחקן האמריקאי סילווסטר סטלון בסרטו העתידני בו הוא מגלם שוטר, העובד בשיטות לא שגרתיות, כאשר רדף אחרי פושע מתוחכם :
,"IT TAKES A MANIAC TO CATCH A MANIAC" והמבין יבין.
נזכור את המצב בתכנון מבנים מוגנים בארה"ב למשל. כעת ישנם שם מספר משרדים של מהנדסי קונסטרוקציה בהם נמצאים מהנדסים אשר התמחו בתכנון מבנים מוגנים. המשרדים האלה מספקים שירותי ייעוץ מיגון לכלל המתכננים בארה"ב במספר רב של פרויקטים הכוללים מיגון נגד התקפות מלחמתיות ושל מחבלים; אבל, כאמור, יועצי המיגון הם מהנדסי בניין
בעלי ניסיון מעשי רב ולא רק יוצאי צבא או מוסדות ביטחוניים או מוסדות ממשלתיים או אנשי אקדמיה. חזון המחברים הינו שכפי שלאחרונה מוצע "לגדל" דור של מהנדסי בניין הבקיאים בתכנון מבנים להשפעות רעידות אדמה, "יגדל" דור של אדריכלים ומהנדסים הבקיאים בתכנון מבנים מוגנים ואמצעי מיגון. מה שדרוש לכך - הרצון והמודעות.
סיכום
המאמר הנוכחי דן בצורה כללית במבנים המוגנים למאה ה-21 , כאשר הדגש על מבנים בהם יש להגן על האנשים שבתוכם. הנושאים אשר הובאו במאמר מתייחסים גם למבנים חדשים וגם למבנים קיימים. המחברים לא התייחסו במאמר זה (וכן יתייחסו במאמרים נוספים בכנסים הבאים). למבנים מוגנים למאה ה-21 אשר בהם יש להגן על ציוד רגיש וחשוב- מחשבים, מערכות בקרה, מערכות קשר ועוד מערכות הייטק שונות, למבנים הכוללים חומרים שפיזורים מסוכן לסביבה ולכן יש להגן עליהם. למבנים המשמשים למטרות שונות, כגון חניה, תחבורה, אחסון ועוד שניתן להשתמש בהם למיגון האוכלוסייה בזמן חירום, למבנים אשר בזמן חירום צריכים לספק מיגון לפעולות חיוניות ועוד סוגים אחרים של מבנים מוגנים.
תקוות המחברים היא שהמאמר הנוכחי ישמש לקוראים כתמריץ למחשבה מקורית ויצירתית בנושא תכנון מבנים המספקים מיגון מתאים לאנשים הנמצאים בהם.
מראי מקום בעברית:
- מפקדת קצין הנדסה ראשי /ענף ביצורים, "מדריך לתכנון מבנים מוגנים", מרץ 1987.
- אדר' מיכאלה איתן ואינג' ראובן איתן "מיגון מבני של האוכלוסייה בישראל - מקלטים, מרחבים מוגנים, חדרים אטומים, חדרי ביטחון", מהנדסים, אדריכלים וטכנולוגים, לשכת המהנדסים, האדריכלים והאקדמאים במקצועות הטכנולוגיים בישראל, אפריל 1998.
- אינג' יורם אלרון, אינג' ירמיהו נגרי ורס"ן ג'יימס מקנזי, "התפיסה ההנדסית של "מיגון רך"-הערכה ויישום בבניית מבנים מוגנים", הנדסת בנייה ותשתיות, מגזין מס' 4, איגוד המהנדסים לבנייה ותשתיות, דצמבר 1999.
- אינג' ראובן איתן " מרחבים מוגנים במבני מגורים ומשרדים - לקחי תכנון, ביצוע ושימוש", הנדסה אזרחית ובניין, גיליון 1/2000, פברואר 2000.
- אינג' ראובן איתן, "מבנים מוגנים בישראל - עבר, הווה ועתיד", מגזין מס' 10, איגוד המהנדסים לבנייה ותשתיות, מאי 2001.
- מפקדת פיקוד העורף/מחלקת התגוננות אוכלוסייה, ענף הנדסה ומיגון, "מדריך לתכנון וביצוע מרחבים מוגנים", בעריכת אדר' מיכאלה איתן ואינג' ראובן איתן (נמצא בהוצאה לאור).
מראי מקום באנגלית
Eytan, M. and Eytan, R., Practical Experience in the Design of Rapid Erectable Pre-Engineered Hardened Structures, Proceedings of the Second International Symposium on Interaction of Non-Nuclear Munitions with Structures, Panama City Beach, Florida, U.S.A., April 1995.
Eytan, R., Practical Experience in the Analysis, Design and Construction of Structures Hardened to Withstand Car Bomb Attacks, Proceedings of the Conference on Securing Installations
against Car bombs attacks , Arlington, Virginia, U.S.A, May 1986.
Eytan, H, The Use of Practical Experience in the Optimal Desiqn of structures Hardened against Conventional Weapons, Proceedings of the Third International Symposium on Interaction
of the Effects of Munitions with structures, Mannheim, Germany, March 1987.
Eytan, M. and Eytan,R., Architectural-Engineering Protective Design of Computer and Communications Facilities to Withstand Terrorist Attacks, Proceedings of the Fifth Worldwide Congress on Computer and
Communications Security and Protection, Paris, France, March 1987.
Eytan, R., Government Installations - Practical Experience in Architectural- Engineering Security Measures, Proceeding of the Fourth Annual Joint Government-Industry Symposium on Security Technology, Virginia Beach, Virginia, U.S.A., June 1998.
Eytan, M. and Eytan,R., Architectural-Structural Protective and Hardening Measures to Counter Terrorist Attacks, Seminar on Building against Terrorism, London, United Kingdom, October 1998
Eytan,R., Real Structures Desiqned and Built with Enhanced Physical Security to Withstand Terrorist Attacks, Proceedings of the ASCE Specialty Conference on Structures for Enhanced Safety and PhysicaI Security, Arlington, Virginia, U.S.A., March 1989.
Eyan,R., Protection of Sensitive Equipment in Structures Subjected to Conventional Weapons Effects, Proceedings of the 60th Shock and Vibration Symposium, Norfolk, Virginia, U.S.A. November, 1989.
Eytan, R., State-of-the-Art/State-of-the-Practice of Protective Structures, Defence technology Seminar, MINDEF, Singapore, November 1990.
Eytan, R., Optimal Design of Protective Structures Using Computer-Aided Risk Analysis Proceeding of the Fifth International Symposium on Interaction of the Effects of Munitions with Structures, Mannheim , Germany , April 1991.
Eytan, R., Innovative Blast Resistant Structural Systems, Windows and Doors - Development and Implementation, Proceedings of the Seventh International Symposium on Interaction of the Effects of Munitions with Structures, Mannheim, Germany, April 1995.
Eytan, M. and Eytan, H., Practical Measures for Retrofit of Existinq Structures to Increase their Blast Resistance, Proceedings of the Specialty Symposium on Structures Response to Impact and Blast, Tel Aviv, Israel, October 1996.
Eytan, H., Practical Experience in Designing Structures to Optimally Withstand Explosion Effects, Proceedings of the Structural Engineers World Congress, San Francisco, California, U.S.A., July 1998.
Eytan, R., Development and Implementation of Innovative Cost Effective Retrofit Protective Measures in Existing Buildings, Proceedings of the Ninth International Symposium on Interaction of the Effects of Munitions with Structures, Berlin, Germany, May 1999.
Eytan, R., Practical Use of Prefabricated Concrete Elements in Blast-Resistant Structures Proceedings of the Twenty-Ninth Explosives Safety Seminar, New Orleans, U.S.A., July 2000.
Eytan, H., Practical Experience in Blast Mitiqation for Non Structural Elements, Proceedings of the 2001 Structures Congress, Washington DC, U.S.A., May 2001.
Eytan, R., Practical Experience in the Analysis, Design and Construction of Structures Hardened to Withstand Car Bomb Attacks, Proceedings of the Conference on Securing Installations
against Car bombs attacks , Arlington, Virginia, U.S.A, May 1986.
Eytan, H, The Use of Practical Experience in the Optimal Desiqn of structures Hardened against Conventional Weapons, Proceedings of the Third International Symposium on Interaction
of the Effects of Munitions with structures, Mannheim, Germany, March 1987.
Eytan, M. and Eytan,R., Architectural-Engineering Protective Design of Computer and Communications Facilities to Withstand Terrorist Attacks, Proceedings of the Fifth Worldwide Congress on Computer and
Communications Security and Protection, Paris, France, March 1987.
Eytan, R., Government Installations - Practical Experience in Architectural- Engineering Security Measures, Proceeding of the Fourth Annual Joint Government-Industry Symposium on Security Technology, Virginia Beach, Virginia, U.S.A., June 1998.
Eytan, M. and Eytan,R., Architectural-Structural Protective and Hardening Measures to Counter Terrorist Attacks, Seminar on Building against Terrorism, London, United Kingdom, October 1998
Eytan,R., Real Structures Desiqned and Built with Enhanced Physical Security to Withstand Terrorist Attacks, Proceedings of the ASCE Specialty Conference on Structures for Enhanced Safety and PhysicaI Security, Arlington, Virginia, U.S.A., March 1989.
Eyan,R., Protection of Sensitive Equipment in Structures Subjected to Conventional Weapons Effects, Proceedings of the 60th Shock and Vibration Symposium, Norfolk, Virginia, U.S.A. November, 1989.
Eytan, R., State-of-the-Art/State-of-the-Practice of Protective Structures, Defence technology Seminar, MINDEF, Singapore, November 1990.
Eytan, R., Optimal Design of Protective Structures Using Computer-Aided Risk Analysis Proceeding of the Fifth International Symposium on Interaction of the Effects of Munitions with Structures, Mannheim , Germany , April 1991.
Eytan, R., Innovative Blast Resistant Structural Systems, Windows and Doors - Development and Implementation, Proceedings of the Seventh International Symposium on Interaction of the Effects of Munitions with Structures, Mannheim, Germany, April 1995.
Eytan, M. and Eytan, H., Practical Measures for Retrofit of Existinq Structures to Increase their Blast Resistance, Proceedings of the Specialty Symposium on Structures Response to Impact and Blast, Tel Aviv, Israel, October 1996.
Eytan, H., Practical Experience in Designing Structures to Optimally Withstand Explosion Effects, Proceedings of the Structural Engineers World Congress, San Francisco, California, U.S.A., July 1998.
Eytan, R., Development and Implementation of Innovative Cost Effective Retrofit Protective Measures in Existing Buildings, Proceedings of the Ninth International Symposium on Interaction of the Effects of Munitions with Structures, Berlin, Germany, May 1999.
Eytan, R., Practical Use of Prefabricated Concrete Elements in Blast-Resistant Structures Proceedings of the Twenty-Ninth Explosives Safety Seminar, New Orleans, U.S.A., July 2000.
Eytan, H., Practical Experience in Blast Mitiqation for Non Structural Elements, Proceedings of the 2001 Structures Congress, Washington DC, U.S.A., May 2001.