Добавь сайт в закладки! Инструкция по ссылке.
Вероятно вам известно, что сваи — самый распространённый, но не единственный способ постройки фундамента на Севере. Выбор типа фундамента зависит от мерзлоты, климата и типа здания. Однако, сама идея поднять многоэтажку над Землей выглядит не стандартно и таких домов в холодных регионах действительно не мало.
Первая мысль — ну ведь очевидно, что сделано это для того, чтобы было теплее. Большая высота вроде как обеспечивает воздушную подушку под постройкой и потому пол не будет промерзать и теплопотери меньше. Но это не совсем так.
Да, воздушная подушка имеет место. Но правильнее тогда было бы и движение воздуха под домом исключить и закрыть это пространство. Потому и основная цель немного другая, хотя идея про воздушную подушку не совсем ошибочна.
В северных широтах нашей планеты есть особая природная среда — вечная мерзлота. Это грунт, который остаётся замёрзшим в течение многих лет, а часто и тысячелетий. Такая мерзлота покрывает огромные территории на севере России, Канады и Аляски и во многом определяет условия жизни, инфраструктуру и возможности строительства в этих регионах.
Но если для неподготовленного взгляда вечная мерзлота выглядит просто как холодная земля, то для инженеров она была и остаётся сложным и очень важным строительным материалом. При этом ещё и довольно капризным.
Суть проблемы и одновременно решения заключается в физике мерзлой почвы. В отличие от обычного грунта, грунт, содержащий лёд, обладает свойствами, которые зависят от состояния этого льда. Кристаллизованная вода в порах грунта заполняет пространство между частицами минералов, «склеивая» их вместе и превращая рыхлую землю в материал с высокой прочностью и жёсткостью. Пока лёд замёрзший, грунт ведёт себя подобно твёрдому телу. Как только лёд тает, он превращается в воду, и структура теряет несущую способность.
Это значит, что его прочность не постоянна, а напрямую связана с температурой. Именно эта связь — ключ к пониманию того, почему в инженерии вечная мерзлота стала не просто средой, а частью конструкции. Понимаете куда ветер дует? Сохранение замёрзшего состояния грунта под зданием может быть выгоднее, чем попытки его прогреть или изолировать от внешнего холода.
Советские инженеры и учёные, начиная с середины XX века, хорошо поняли этот принцип ещё на ранних этапах освоения Арктики и Севера. Первые попытки возвести обычные фундаменты сталкивались с плачевными результатами. Бетонные и кирпичные подземные конструкции, которые были спроектированы в духе климатов умеренных широт, вызывали неравномерные осадки и деформации, когда грунт под ними таял из-за поступающего из жилища тепла. Это приводило к перекосу зданий, трещинам стен и другим разрушениям, что в итоге заставило пересмотреть подходы к проектированию.
Главное инженерное решение этого вызова заключалось в том, чтобы не отгораживать здание от мерзлоты, а наоборот — сохранить её холод ниже конструкции. Одним из самых распространённых методов решения и стало использование свайных фундаментов с продуваемым пространством под зданием.
Сваи нужны не для сохранения тепла в доме (хотя и это не так плохо), а для сохранения замёрзшего фундамента.
Суть в том, что здание опирается на длинные сваи, которые уходят вглубь грунта, а пространство между нижней частью здания и поверхностью земли остаётся свободным и не заполненным землёй или изоляцией. Это пространство продувается ветром, а холодный воздух отводит тепло от конструкции и снижает вероятность того, что тепло от здания проникнет в мерзлую почву и начнёт её оттаивать. То есть по сути вся логика работает обратно.
Если бы здание стояло прямо на земле, его внутренняя температура (обычно +15…+20 °C) постепенно передавалась бы в почву. Но если под зданием есть продуваемое пространство, поток холодного наружного воздуха забирает тепло, прежде чем оно дойдет до грунта. Такая вентиляция поддерживает более низкие температуры у поверхности мерзлоты и препятствует её прогреванию, а значит, грунт под конструкцией сохраняет свою первоначальную структуру и прочность.
Интересно, что такие методы не только предотвращают разрушение обычных зданий, но и используются для строительства на глубоко залегающей мерзлоте современной инфраструктуры — например, крупных промышленных объектов и даже транспортных магистралей, где глубина залегания промёрзшего слоя может достигать десятков метров. Подобные инженерные решения включают не только вентиляцию, но и изоляцию свай, специальные теплоотводы и даже активное охлаждение грунта при необходимости поддерживать его в замёрзшем состоянии на протяжении долгого времени. Сегодня об этих технологиях рассказывают как о ключевых элементах современной арктической инженерии.
В совокупности весь этот комплекс инженерных подходов можно воспринимать как инверсию обычного взгляда на фундамент. Не фундамент защищает землю от тепла, а окружающая среда и её физические свойства становятся частью системы, которая удерживает конструкцию в стабильном состоянии. Вместо борьбы с холодом инженеры научились использовать его как технологический ресурс — стабилизирующий фактор, повышающий надёжность и долговечность зданий и сооружений.
Поделись видео: