Региональные стандарты для строительства в Арктике
Терентий Корнилов считает, что поселки в Арктике должны быть компактными, современными, энергоэффективными. Последний вопрос особенно актуален. Как известно, в некоторых районах Якутии отопление круглогодичное — например, в поселке Тикси Булунского района. В поселке за полярным кругом на побережье моря Лаптевых в июне-июле температура воздуха колеблется в пределах от 2 до 10 градусов тепла. Такие условия не позволяют отключать отопление без риска переохлаждения зданий. Другая проблема Арктики — низкая энергоэффективность зданий.
"Многие здания построены в советский период. Доля домов, исчерпавших срок службы в 50 лет, — 14,9%
Ученые разработали стандарты по проектированию энергоэффективных малоэтажных домов для арктических районов. "При этом ограждающие конструкции и их узловые соединения обоснованы теплотехническими расчетами и моделированием теплопередачи по типам несущих конструкций: каркасно-монолитные, каменные с использованием бетонных блоков, МХМ-панели, деревянные каркасы. И все конструкции проверены на опыте строительства и эксплуатации", — рассказывает профессор.
Ученый считает, что многие советские решения незаслуженно забыты, среди них — двух- или четырехквартирные дома. Молодые специалисты, согласно данным опроса, хотят жить именно в домах с небольшими своими участками.
В качестве примера выполнено проектирование энергоэффективного квартала из таких блокированных домов для села Оленек. Так как в селе отсутствуют центральное водоснабжение и водоотведение, в центре каждого дома предусмотрено помещение для автономного инженерного благоустройства. Проектом предусмотрено также использование модульной канализационно-очистной станции (КОС), что позволяет утилизировать сточные воды до требуемых норм с последующим отводом в искусственные или природные водоемы.
Эксперт уверен, что в новом строительстве арктических поселений следует планировать квартальную застройку энергоэффективных многофункциональных жилых комплексов (МЖК) с инженерным обустройством при экономическом обосновании эксплуатационных расходов. В СВФУ разработали проекты многофункциональных жилых комплексов с внутренним крытым двором, чтобы дети могли даже зимой играть и общаться на улице.
В качестве примера он приводит знаменитый вахтовый поселок на прииске "Маят" компании "Алмазы Анабара" в Анабарском районе. Под одной крышей собраны жилые комнаты, столовая, спортзал, душевые, прачечная, культурный центр. За характерную форум в народе его называют "Пентагон". В нем могут разместиться 500−600 человек.
"Арктический трилистник" и "Северный клевер" — наши российские военные базы на островах в Арктике. Комплексы имеют полную автономность и в целом схожую структуру: крупный атриум в центре главного блока, имеющего форму треугольника, и остальные помещения расположены в примыкающих блоках. Примерно по такой схеме должны быть сегодня размещены наши поселения. В наших арктических поселениях мы должны строить большие дома. Индивидуальные дома, конечно, могут использоваться, но уже как дачи", — говорит профессор.
Он считает, что в этих же домах можно разместить администрацию, почту, библиотеку, культурный центр, зимний сад. "Примерно такой же подход был удачно реализован в якутском городе Удачный, где все дома были соединены теплыми переходами. Это единственное, уникальное подобное решение, реализованное в Советском Союзе. Панельные дома были соединены переходами. Люди на улицу зимой не выходили практически. Конечно, нужно вспомнить, что есть хорошего в старом, советском опыте", — отмечает Терентий Афанасьевич.
Профессор отмечает, что подобные проекты предлагали американцы и канадцы. "Получается, что на деле реализован только советский проект. Остальное все на бумаге осталось. Один из знаменитых крупных проектов — город Фробишер-Бей на 4,5 тыс. жителей, разработанный в Канаде архитектором Эрлом Гарднером. По плану в центре города должен был располагаться железобетонный складчатый купол диаметром 250 метров, к которому примыкало бы 36 жилых многоэтажных домов башенного типа. Они даже пытались его строить, но это огромных средств потребовало. Конечно, проект не был реализован", — рассказывает собеседник.
Местные материалы
Институт предлагает не только стандарты для проектировщиков, но и решения по инженерному благоустройству домов и строительным материалам.
Профессор считает, что важно использовать местное сырье. "На Сунтарском месторождении начали производство пеностекла и даже строят экспериментальный дом. Это направление активно развиваем вместе с производителем. Чем хорош цеолит? Он позволяет частично заменить цемент в составе бетона, сохранив или даже увеличив прочность. Это экологически и экономически выгодно", — говорит он.
Институт также предлагает не ввозить готовый цемент на отдаленные стройки, где он теряет свойства, а доставлять туда клинкер (продукт высокотемпературного обжига и последующего измельчения спекшейся смеси известняка, глины и шлаков) и уже на месте с помощью помольного оборудования производить цемент.
"Это особенно актуально для арктических районов, где создаются опорные торгово-логистические центры. Малые цементные производства можно организовать прямо на месте — и цемент будет свежим, качественным и прочным", — считает профессор.
Эта идея уже реализуется: получены патенты, идет практическая проработка. "Что касается товарных бетонов, то мы тоже активно этим занимаемся. Сейчас существует множество добавок, улучшающих прочностные и пластические свойства бетона и бетонных смесей. Это особенно важно, поскольку наш местный песок, прямо скажем, не самого высокого качества. А если мы говорим о высоких марках бетона — В30 или В35, используемых при строительстве, например, свай в районах вечной мерзлоты, — то без правильно подобранной рецептуры и добавок не обойтись. Морозостойкость таких конструкций должна быть не ниже F400", — продолжает Терентий Афанасьевич.
В институте разработали рецептуру, внедрили ее совместно с ООО "Дальневосточные строительные системы" на всех основных предприятиях региона, производящих железобетонные сваи.
"Сейчас практически все они используют наш состав. Мы также заключили договор с крупной международной химической компанией, которая производит строительные добавки. Совместная работа позволяет нам продвигать передовые решения и адаптировать их к арктическим условиям", — рассказывает собеседник.
Для внедрения новых региональных стандартов нужны изменения в законодательстве и нормативах. Только так можно остановить отток населения.
"После 1990-х годов численность населения в 13 северных и арктических районах Якутии снизилась почти в два раза — до 67 тыс. Остановить отток и обеспечить приток молодых специалистов помогут кардинальные решения. Среди них я вижу многофункциональные жилые комплексы, где в одном здании будут и квартиры, и садик, и школа", — считает инженер.
Как сделать дом теплым в условиях Якутии
Профессор подчеркивает, что в условиях арктического климата нельзя допустить ни одного дефекта в ограждающей конструкции. Температурные перепады, ветер, высокая влажность и экстремальные морозы — все это делает проектирование зданий особенно ответственным процессом.
"В Якутске сейчас активно строят каркасно-монолитные здания (КМЗ), — говорит инженер. — Уже возводятся 16-этажные здания, некоторые застройщики проектируют здания до 24 этажей. Технически это возможно. Однако чем выше здание, тем острее встает вопрос тепловой защиты".
КМЗ также имеют некоторые недостатки, прежде всего наличие температурных мостов — это, главным образом, выступающие участки железобетонных перекрытий и колонн, ростверки (соединительные элементы свайного фундамента) свайных фундаментов, первые этажи зданий. Такие участки охлаждаются сильнее, чем другие части ограждения, поэтому их еще называют мостиками холода.
Наличие мостиков холода значительно снижает эффективность теплозащиты здания. Температурные мостики являются также причиной образования конденсата. Поэтому для обеспечения тепловой защиты КМЗ необходимы конструктивные мероприятия, снижающие влияние мостиков холода.
"Представьте себе ростверк размером 2,5 на 2,5 метра и высотой не менее 1,2 метра, который объединяет сваи и вплотную примыкает к цокольной плите, — поясняет инженер. — Если его не отделить терморазрывом, он превращается в настоящий аккумулятор холода. Особенно если под зданием расположена холодная автостоянка".
Специалисты института разрабатывают и внедряют целую систему решений для устранения мостиков холода: замена крайних бетонных блоков на легкие. Например, на полистиролбетон. Это снижает теплопередачу и создает терморазрыв.
Отделение ростверка от плиты цокольного перекрытия терморазрывом снижает влияние холодной зоны на жилую часть здания. "Укладка утеплителя между ростверком и перекрытием. Десяти сантиметров экструдированного пенополистирола достаточно, чтобы существенно повысить температуру на первом этаже", — говорит Терентий Афанасьевич.
Еще одно из эффективных конструктивных решений — смещение колонн от торца здания внутрь, что позволяет избежать промерзания угловых участков цокольного перекрытия и повысить температуру узлов с 1 до 7,13 °C.
Самое эффективное решение, по мнению профессора, — комплексная наружная теплоизоляция. Главное, чтобы утеплитель проходил непрерывно: от цоколя до стен и до кровли.
"Мы добились, чтобы застройщики начали закладывать утеплитель не с внутренней, а с наружной стороны. Когда теплоизоляционная оболочка здания неразрывная, то здание работает как термос. Особое внимание уделяется углам — они традиционно промерзают сильнее. Поэтому для крепления минераловатных плит в угловых участках стен и цокольного перекрытия используются оцинкованные сетки", — говорит профессор.
Еще одна серьезная проблема — разница давления воздуха в высотных зданиях. "Зимой вы, наверное, замечали: дверь в многоэтажке открывается с трудом, хлопает. Это из-за перепада давления — на улице минус 50, внутри плюс 20. Любая щель тут же становится проводником холодного воздуха. Особенно на первых этажах", — объясняет доктор технических наук.
Решение — абсолютная герметичность. Инженеры предлагают использовать профессиональные герметики — например, технический состав и саморасширяющийся раствор, который закачивается в труднодоступные места.
Даже конструкция балкона требует особого подхода: перегородки не должны напрямую примыкать к наружной стене, иначе они становятся мостиками холода. Решение — терморазрывы и перфорации в балконных плитах.
Профессор отмечает, что в простых и прагматичных решениях скрыт ключ к будущему Арктики. "Мы не изобретаем заново колесо: мы возвращаемся к разумным подходам, чтобы адаптировать их к сегодняшним реалиям. Многофункциональные дома, единое теплое пространство, компактная застройка, использование местных материалов — все это уже когда-то работало. Сегодня задача — сделать так, чтобы это снова стало нормой. Не эксперимент, не исключение, а региональный стандарт. И тогда Арктика снова станет местом, куда хочется приезжать и где хочется оставаться", — заключает профессор.
Дмитрий Осипов
Комментарии