Оболочка воздухоопорного здания чрезвычайно тонка и, естественно, отличается низкими теплотехническими показателями. Обогрев ее внутреннего объема зимой требует больших расходов тепла; перегрев воздуха летом иногда достигает 10°С.
Этот недостаток может быть заметно смягчен применением двухслойных оболочек. В отличие от двухслойных пневмопанельных конструкций, где избыточное давление поддерживается только между оболочками, соединенными друг с другом, стабильность формы воздухоопорных оболочек обеспечивается разностью давлений воздуха для каждой оболочки в отдельности (рис. 2.19). Внутренняя оболочка поддерживается разностью давлений в помещении и в межоболочечном пространстве. Эта разность может быть очень незначительной, так как она противодействует всего лишь собственной массе оболочки. Наружная оболочка, подверженная воздействию ветра и снега, требует более высокого перепада давлений.
Примером двухслойной воздухоопорной оболочки может служить выставочный павильон (рис. 2.20,а), где воздух подается в помещение и межоболочечное пространство (50 см) раздельно вентиляторами с различными напорами, равными соответственно 490 и 380 Па.
Можно обойтись и одним вентилятором, сделав во внутренней оболочке ряд отверстий определенного диаметра. При надлежащем их числе устанавливается приходо-расходный баланс воздуха, обеспечивающий устойчивость внутренней оболочки. Экспериментами автора, выполненными совместно с Ю. И. Хрущевым на натурном двухслойном воздухоопорном здании, установлена практическая возможность эксплуатации и целесообразность применения двухслойных оболочек этого типа.
В «минимизированной» форме идея двухслойных воздухоопорных зданий реализуется в виде внутренней оболочки, прикрепленной к внешней в отдельных точках (рис. 2.21). Создавая воздушные прослойки переменной толщины, внутренняя оболочка заметно улучшает средние теплотехнические показатели всей ограждающей конструкции. Американская фирма «Эйр-Тех» приступила к серийному производству оболочек двухслойной системы «термалайнер». По данным фирмы, теплопотери при этом уменьшаются примерно вдвое, а стоимость повышается только на 1/3 (на 5,6 долл/м2) при стоимости однослойной оболочки с ВУ и анкерами 17 долл/м2.
К аналогичной конструкции пришла и австрийская фирма, строящая плавательные бассейны по системе арх. И. Линекера. Внутренняя оболочка, отличающаяся легкостью и пониженной прочностью, соединена с более прочной наружной в отдельных точках и отстоит от нее на 10—15 см. Воздушная прослойка между оболочками свободно вентилируется, а конденсат выпадает в межоболочечное пространство и стекает в канализационную сеть.
Более свободная трактовка представления о двухслойных оболочках может привести к полному отделению внутренней оболочки от внешней. Последняя начинает выполнять функции защиты от климатической агрессии, а внутренняя оболочка вырождается в ряд малых, огражденных внешней. Проект такого комплекса пневматических зданий опубликовал японский архитектор Ю. Мурата под девизом «Пневматика в пневматике» (рис. 2.22).
Некоторой разновидностью двухслойных можно считать оболочки с подкленньгм изнутри слоем легкого пенопласта. Натурные испытания опытных оболочек, утепленных пенополиуретаном, выполненные Ю.И. Хрущевым, показали, что слой поролона в 3 мм снижает потребную мощность ОУ на 17%, а — в 5 мм — на 23%; Для двукратного сокращения теплопотерь потребуется слой в 50 мм. Однако из-за увеличившегося в несколько раз объема в сложенном виде резко осложнилась транспортабельность сооружений, повысилась их стоимость. Возникли опасения, что в случае пожара полиуретан будет выделять токсические соединения.
Введение в оболочку третьего, среднего слоя позволяет решать функции термо- и светорегулирования с помощью пневматики. Трехслойная оболочка выполняется следующим образом (рис. 2.21,б). Левую половину верхней оболочки делают светопроницаемой, правую — отражающей, со средней оболочкой поступают наоборот. Нижнюю оболочку делают прозрачной. Подавая воздух под среднюю оболочку, получают полностью светоотражающее покрытие. Опуская ее, открывают помещение для инсоляции.