FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2020
176 городов
September – November 2020
312 cities
09-11 октября 2020
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

Каким будет арктическое строительство будущего?

Почему освоение Арктики сопоставимо с полетом на Марс?

В проекте «Краткий гид по Арктике», подготовленном совместно c Сибирским федеральным университетом, мы рассказываем о ресурсном, биологическом и культурном разнообразии Российской Арктики.

 

В Арктике стоят те же панельные многоэтажки, что и в европейской части страны, но такие дома предназначены для умеренных широт и не выдерживают суровых климатических нагрузок. Какие задачи должно решать арктическое строительство? Что делать, чтобы жители не мерзли, а дома не разрушались?

 

Изменение климата в арктическом регионе

 

Климатические изменения, которые сегодня затронули весь мир, в средней полосе не так заметны, как в арктическом регионе. Гольфстрим, теплый морской поток, поменял характер своего течения, и тепло, которое он переносит, теперь в большей мере согревает северо-восточное побережье России. В 1980-х годах температура на глубине 10 метров и ниже была -5,5 °C, а сегодня она повысилась до -1,5 °C. В таких условиях засоленный грунт тает и становится пластичным. Однако не только природа влияет на изменение экосистемы Арктики, но и деятельность человека: канализационные стоки дополнительно приводят к таянию почв.

 

Под землей образуются не только ручьи, но и целые реки. Зданиям не на что опираться. Например, в Норильске дома медленно разрушаются, и в них становится небезопасно жить. Город, в котором проживает более 150 тысяч человек, расположен на Таймырском полуострове. Сегодня в нем построено более 1200 многоэтажных зданий, из них 120 уже снесли, а еще 400 находятся в критическом состоянии. Климатические изменения и антропогенное влияние человека привели к этим событиям.

 
Заброшенные многоэтажки
Заброшенные многоэтажки
 // Сергей Амельчугов

Здания в Арктике

До середины XX века основными зданиями в Арктике были деревянные бараки. Для строительства использовали обыкновенные срубы из лиственницы и сосны. В таких домах страдало множество людей: дополнительной теплоизоляции в них не было, а средняя температура в Арктике зимой составляет около -30 °C.

 

Строительство многоэтажных зданий велось по мере того, как осваивались территории арктической зоны. Бум в развитии городов — Дудинки, Норильска, Якутска и многих других — приходится на 1980-е годы. В этот период шло строительство типовых зданий, характерных и для других регионов нашей страны. Но, как оказалось, типовые застройки, как в Москве или Екатеринбурге, неэффективны в суровых арктических условиях. Однако создание индивидуального проекта подразумевает разработку индивидуальных норм, а это отнимает много времени и денег, и этим некому было заниматься.

 

 

Жилые дома, Норильск
Жилые дома, Норильск
 // Сергей Амельчугов

Проблемы арктического строительства

Одной из главных проблем в арктическом строительстве является фундамент. Сегодня срок эксплуатации здания составляет 50–80 лет, но, прежде чем его строить, мы должны понять, что произойдет с грунтом через полвека. Когда создавали нормативную правовую базу, регулирующую строительную деятельность, никто не задумывался о том, что может произойти в будущем. Почти вся почва в Арктике — замерзшие ил и болота, которые принято называть многолетним мерзлым грунтом. В строительстве мы опираемся на стандарты, которые разрабатывались в 1980-х годах. По ним температура в мерзлоте на глубине 10 метров составляет -5–6 °C, но сейчас это порядка -1,5 °C. В эту мерзлоту строители встраивают основание — сваи, на которых выстраивается фундамент будущего здания.

 

Сваи делают из железобетона — одного из основных материалов, наиболее распространенного в арктическом строительстве. Из-за того, что температура почв стала несколько выше, материал не может выдержать нагрузку. В Арктике очень высокий уровень обводненности почв: вода попадает в микротрещины материала, застывает и расширяет поры. Этот процесс повторяется и приводит к разрушению бетона. Еще одна проблема — сильные метели. Воздушные массы с частицами льда ударяются об элементы конструкции здания и выбивают частицы строительного материала. В некоторых зданиях Норильска ограждающие панели на момент постройки были толщиной в 30 сантиметров, а сегодня они истончились до 8 сантиметров. Люди завешивают стены коврами, чтобы хоть немного сохранить тепло в квартире. Хорошо известные строительные материалы не прошли проверку временем в этом регионе.

 

Пожары также являются серьезным риском. Буквально за считаные минуты на дорогах наметает огромные сугробы, через которые специальная техника не может проехать к возгоранию и ликвидировать его. По этой причине в Талнахе в конце прошлого века погибло 17 человек.

 

В Восточной Арктике есть еще одна проблема — высокая сейсмичность, которая может достигать девяти баллов, поэтому здания из железобетона не подходят для таких территорий. Конструкции из современных деревянных материалов более эффективны: они воспринимают деформационные динамические воздействия и с точки зрения безопасности будут выигрывать в таких условиях.

 

Тенденции в арктическом строительстве

 

Потенциал древесины как строительного материала хорошо не использован. Сегодня 70% затрат на строительство здания в Арктике идут на логистику: доставка материала, обеспечение строителей и так далее, а транспортировать дерево в 5 раз легче, чем другие строительные материалы. У нас есть большие запасы по производству. Например, Приангарье — огромный регион с уникальной ангарской сосной. Есть технологические возможности, поэтому проще переходить на индустриальное деревянное строительство, в первую очередь инженерную древесину.

 

Для людей необходимо создавать комфортные условия проживания, которые включают в себя не только тепло, но и звукоизоляцию и социальное обеспечение. Ученые из Института биофизики СО РАН участвуют в разработке концепций экологического и закрытого жилья на Марсе, но такие здания можно будет строить и в Арктике. Они предложили использовать отходы жизнедеятельности человека, для того чтобы создавать оранжереи. А чтобы решить проблему теплопотери, они предлагают строить здания, акцентируя внимание на аэродинамических свойствах. Благодаря снижению турбулизации ветра тепло будет оставаться в здании. Постройки с аэродинамической формой менее подвержены ветровым и снеговым воздействиям: только за счет изменения формы можно на 60% снизить теплопотери.

 

 

Визуализация здания с аэродинамической формой
Визуализация здания с аэродинамической формой
 // Сергей Амельчугов

В Швеции предложили использовать купол для малоэтажного индивидуального строительства. Напоминает известный роман Стивена Кинга, только в нашем случае под куполом будет не целый микрорайон, а единичное сооружение. Сегодня мы разрабатываем такое здание на примере Норильского региона, принимая во внимание современные возможности остекления.

 

Здание-поселение — это еще один из основных идейных трендов. В одном здании будет вся инфраструктура: на одном этаже — детские сады и школы, а на другом — кафе и кинотеатры. Такой комплекс будет рассчитан примерно на 1000–2000 человек. Возникает ряд трудных вопросов: как будет организован сбор мусора, куда отводить стоки, откуда этот комплекс будет брать энергию, как будет организована безопасность. Такая задача требует комплексного решения, но уже сейчас поступают предложения от муниципальных образований. Это значит, что строительство зданий-поселений лишь вопрос времени.

Источник: ПостНаука
 

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Другие статьи в этой рубрике

Фтор: разрушающий или созидающий?

Источник: Журнал "НАУКА И ЖИЗНЬ"

Физики послушали лопающийся мыльный пузырь

Физики измерили звуковое давление лопающихся мыльных пузырей при помощи микрофонной решетки (множества приемников звука, работающих согласованно) и проанализировали результаты при помощи разложения акустического поля по сферическим волнам.

Рациональное использование тепла: тепловые аккумуляторы

unsplash.com

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Смерть с небес. Наука о конце света

Вселенная пытается нас убить, и это нормально — такова ее природа. Космос заготовил для человечества множество увлекательных и зрелищных вариантов апокалипсиса.

Эксперимент длиной в столетия

 Самый длинный эксперимент в истории был начат в 1927 году профессором Томасом Парнеллом из университета Квинсленда в Брисбене (Австралия).

Ученые доказали, что КР-спектроскопия не может использоваться для лечения лихорадки денге

Ученые из Германии и России опровергли результаты работы, опубликованной в журнале Laser Physics Letters и показали, что метод КР-спектроскопии не может применяться для лечения лихорадки денге, как это было предложено авторами исследования.

Ученые установили, что антиоксиданты в перспективе могут облегчить слабость мышц лица

Ученые МГУ в составе международного коллектива определили, что при лице-лопаточной мышечной дистрофии Ландузи-Дежерина (МДЛД) обнаруживается повреждение ДНК мышечных кл

Задача о марьяже

Если тебе уже чуть-чуть не за двадцать или чуть-чуть не за тридцать, то выйти замуж в Южной Корее даже с хорошим приданым - задача явно не из разряда простых.