Арктика 2035: актуальные вопросы, проблемы, решения. 2020, №2.

кономическим показателям, по качеству жизни людей все ар­ ктические регионы необходи­ мо вывести на уровень не ниже среднероссийского. Обращаю внимание — именно такая зада­ ча должна быть не только чёт­ ко обозначена в новой стратегии развития Арктики, но и служить ориентиром для работы всех фе­ деральных ведомств и региональ­ ных властей России». Разработанная компанией «Теплориум» новая технология быстровозводимых зданий для территорий с экстремальными условиями служит примером ре­ ализации данной задачи. Известно, что в Аркти­ ке очень высокий уровень об­ воднённости почв. Вода попадает в микротрещины материала, за­ стывает и расширяет поры. Этот процесс повторяется и приводит к разрушению бетона [4]. Известно, что фундамент не­ посредственно воспринимает ко­ лебания почвы и передаёт их всей массе здания и при деформации основания здания (фундамента), происходит нарушение прочно­ сти конструкций каркаса, а их по­ вреждение вызывает каскадную деформацию наружной обшивки и опорных элементов, что может приводить к обрушению здания. В связи с этим, в целях сохранения устойчивости и прочности зда­ ния, в том числе при вибрациях земли (землетрясениях, оползнях и др.) каркас здания укрепляют жёстким и прочным фундаментом. Конструктивные особенно­ сти силового каркаса здания «Те- плориум» (Патент на изобрете­ ние №2631285RU (19.08.2016) «Универсальное здание») [2], с широкими опорами ферм увели­ чивают прочность основания зда­ ния без строительства тяжелого фундамента, позволяют устанав­ ливать здание на неподготовлен­ ное место, удешевлять стоимость и уменьшать сроки строитель­ ства в целом. Здание «Теплори- ум» не требует «мокрого» мас­ сивного бетонного фундамента, его можно устанавливать на высо­ кие сваи, либо на круглогодичные плавучие понтоны. Отсутствие дополнительных опорных эле­ ментов (кольцевых, центральных опор), которые не только умень­ шают внутреннее пространство, но и могут деформироваться при нагрузках и привести к наруше­ нию устойчивости или разруше­ нию здания, также повышают на­ дёжность здания «Теплориум» в суровых климатических зонах и на сейсмоопасных участках. При комплектации алюми­ ниевым каркасом здание может быть оснащено плавучим понто­ ном, что обеспечивает безопас­ ность даже при таянии вечной мерзлоты. Ещё одна проблема Аркти­ ческой зоны — сильные мете­ ли. Воздушные массы с частица­ ми льда ударяются об элементы конструкции здания и выбивают частицы строительного материа­ ла. Так, в некоторых зданиях Но ­ рильска ограждающие панели на момент постройки были толщи­ ной в 30 сантиметров, а сегодня они истончились до 8 сантиме­ тров [4]. Известно, что сильные по­ рывы ветра создают ударное, ди­ намическое воздействие на зда­ ние, разрушающее структурную целостность и устойчивость зда­ ния (опрокидывание, парусность). Известно, что воздушные потоки, ударяясь в здание разбиваются, одни из них огибают здание, дру­ гие устремляются сначала вниз, а затем у земли также направляют­ ся в стороны по поверхности зда­ ния. Ученые из Института биофи­ зики СО РАН участвуют в разра­ ботке концепций экологическо­ го и закрытого жилья на Марсе на базе зданий с аэродинамической формой [4]. Подобные здания предлагают строить и в Арктике. Акцент на сооружения с аэроди­ намической формой делается, в первую очередь, потому, что они менее подвержены ветровым и снеговым воздействиям: только за счёт изменения формы мож­ но на 6 0 % снизить теплопотери [4]. В Швеции специалисты так­ же рассматривают предложения использовать форму купола при малоэтажном индивидуальном строительстве в Арктике [4]. Действительно, по сравне­ нию с прямоугольными зданиями влияние воздушных нагрузок на устойчивость строений с аэроди­ намической формой минимальна, поскольку округлую форму зда­ ния ветер обтекает. Слабый воз­ душный поток огибает округлую форму с меньшим сопротивлени­ ем, не оказывая серьёзного воз­ действия, что делает такие здания более устойчивыми по сравне­ нию с прямоугольными (рис 1). Однако, при сильных воздуш­ ных потоках ветровой поток, оги­ бающий такое куполообразное строение, создаёт вихревые узлы (турбулентность) с противопо­ ложной (подветренной) стороны здания. Образованная с подве­ тренной стороны зона отрица­ тельного давления дополнитель­ но раскачивает здание (рис 2, рис 3) [1]. Таким образом, на здание од­ новременно начинают воздей­ ствовать ударный, давящий на здание, воздушный поток и об­ разованный с противополож­ ной стороны здания утягиваю­ щий вихревой поток, который одновременно тянет здание в ту же сторону, что и ударный. Зда­ ние начинает колебаться пер­ пендикулярно ударному потоку из стороны в сторону, что может приводить к отрыву от опоры, опрокидыванию или подъёму здания (рис. 2, рис. 3) [1]. 6 4 | А Р К Т И К А — 2 0 3 5 : актуальные вопросы, проблемы, решения | 2 | 2020 |