div>

«Если на материке зимой температура воздуха в среднем минус 15-20 °С, то здесь — минус 30-40, и ветер со скоростью до 40 метров в секунду. Люди работают на открытом воздухе, и нужно обеспечить им дополнительный обогрев. Когда в январе-феврале идёт стройка, мы в первую очередь оборудуем бытовые помещения, где рабочие пьют чай, переодеваются. В зимних условиях в бетонную стяжку добавляем дополнительные примеси, чтобы при транспортировке на стройплощадку раствор не замерзал», — рассказывает главный инженер Норильской буровой строительной компании Юрий Пахтусов.

Ледяной панцирь, который служит для северных зданий основанием, постоянно меняет свою структуру. Рыхлые грунты — песчаники, галечники и глины — в условиях вечной мерзлоты могут повести себя непредсказуемо. Иногда строение нагревает грунт: он теряет устойчивость и смещается. В Канаде, например, на высоких широтах жителям пришлось покинуть два небольших города, построенных в годы войны, так как их дома оказались буквально вывернуты из земли. На нашем Диксоне ветровые и снеговые нагрузки в последнее время тоже заметно возросли, а климат потеплел, и это может повлечь за собой нежелательные последствия.

Подавляющую часть зданий на Крайнем Севере возводят по старым дедовским технологиям, но иногда пытаются внедрить что-то современное, нередко заимствуя идеи у скандинавских стран — Норвегии, Дании, Финляндии, где климатические, а главное, экономические условия далеки от российских. Например, каркасные дома, от которых сегодня те же нефтяники уже начали отказываться. Проблема в том, что такие строения «плачут». Металлические конструкции образуют так называемые мостики холода, и при больших отрицательных температурах внутри панелей возникает отпотевание. Влага наполняет теплоизолирующую основу, и та из-за этого теряет свои свойства.

 

Дома на сваях тоже не зарекомендовали себя как надёжные. В Норильске таких было возведено 70 процентов. Железобетонные стержни заглублялись в вечную мерзлоту, которая при определённых условиях начинает таять. В результате в одном из районов города Каеркане разрушилась столовая «Белый олень» и 10 человек погибли. Из 1200 зданий со свайным фундаментом 120 снесены как аварийные.

В Таймырском Долгано-Ненецком районе Красноярского края есть посёлок Хета, входящий в сельское поселение Хатанга. Грузы и строительные материалы доставляются туда следующим образом: до Дудинки из краевого центра — на барже, дальше на корабле до Хатанги. Там груз складируют, а на следующий год, когда вода в реке поднимается, отправляют до места назначения. Иногда подъёма воды приходится ждать очень долго, а срок годности цемента — три месяца. То есть существуют ограничения, не позволяющие получить на Севере стопроцентно качественные строительные конструкции. Примерно 70% стоимости каждого квадратного метра жилья в городах составляет логистика. В советские времена цена одного кирпича в Арктике была такой же, как буханки белого хлеба.

«Технологии и подходы на основе устаревших СП, СНиПов и ГОСТов для Севера не только бесполезны, но и вредны», — считает заместитель директора института по научной работе, доктор технических наук Сергей Амельчугов.

По его мнению, в Арктике нужно строить по особым технологиям. Оптимальным материалом для Заполярья, говорит Сергей Петрович, является инженерная древесина: только дома из дерева в суровом климате способны обеспечить человеку нормальные условия проживания.

Производят такой материал путём склеивания деревянных ламелей слоями в перпендикулярном направлении, что позволяет многократно снизить анизотропность древесины (различия свойств). Слои ламелей могут быть из разных пород, при этом наибольшее внимание уделяется прочностным характеристикам, так как в склеенном состоянии между слоями на клеточном уровне возникает внутреннее напряжение, связанное с изменчивостью свойств древесины во времени. При наилучшем сочетании слоёв прочность деревянных конструкций повышается в несколько раз, что дополнительно снижает стоимость строительства.

В СФУ собран материал для «Белой книги арктического строительства» — о быстровозводимых домах из инженерной древесины для специалистов, осваивающих северные территории. Чтобы они могли приезжать на работу вместе с семьями. Этим изданием занимается Сергей Амельчугов, опираясь на исследования своих коллег Наума Абовского, Льва Енджиевского, Ивана Инжутова и других учёных.

«Дома, которые мы предлагаем, более технологичны, чем строения из простого или клееного бруса. При этом изготовление конструкций зданий при постановке его на серийное производство довольно экономично. Мы подсчитали, что стоимость строительства будет в два – четыре раза ниже цен, которые существуют сейчас», — объясняет Сергей Амельчугов.

На сегодня уже разработаны эскизные проекты быстровозводимых арктических домов повышенной комфортности, с эффективными объемно-планировочными решениями. Их предлагается оснастить мусороутилизирующими установками, микрооранжереями, организовать в них многоступенчатое использование энергии.

И даже в этом случае их эксплуатация будет обходиться на 60% дешевле, чем типовых панельных многоэтажек.

Что касается логистики, самым экономичным вариантом транспортировки пиломатериалов и деревянных конструкций авторы «Белой книги арктического строительства» считают доставку их водным транспортом по Енисею из Лесосибирска до порта Дудинка с последующей отправкой автотранспортом в Норильск.

Несмотря на то, что прямоугольная архитектура защищает от ветра и обильного снегопада, учёные СФУ предлагают строить в северных территориях дома аэродинамической формы (с уменьшенным сопротивлением движения воздуха). Такое решение продиктовано законами физики: чем меньше общая площадь стен и крыши, тем выше КПД энергозатрат на поддержание в помещении оптимального климата.

Аэродинамичные дома наиболее привлекательны и с экономической точки зрения. Если всё толково спроектировать и правильно применить современные материалы, то расходы на отопление сократятся до 70%.

«Положительное соотношение площади к объёму даёт куполам изумительную термальную характеристику. Площадь поверхности, подверженной влиянию окружающей среды, имеет намного большее значение для энергетической эффективности, чем качество замазки в швах и толщина стен», — приводит ещё несколько доводов Сергей Амельчугов.

Теплопотери здания находятся в прямой пропорции к его аэродинамическому сопротивлению. Когда ветер плавно скользит поверх и вокруг купола, создаваемые им завихрения и воронки недостаточны для того, чтобы нарушить пограничный слой воздуха. Искривлённая поверхность внутри свода способствует хорошей циркуляции воздушных масс, благодаря чему температура в помещении остаётся одинаковой от пола до апекса (вершины).

Для сравнения: прямоугольные здания отличает высокая парусность. Ветер ударяется прямо в вертикальную стену, срывает теплоизолирующую прослойку и создаёт область высокого давления. А подветренная сторона здания в это время находится под влиянием турбулентных потоков и частичного вакуума. Завихрения охлаждают здание, вакуум высасывает из него нагретый воздух не только через щели вокруг дверей и окон, но и через любые мельчайшие погрешности в конструкции.

Куполообразные сооружения придётся возводить на нестабильном рельефе, под которым — вечная мерзлота или даже «линза» (пласт льда, смешанного с грунтом). Поэтому целесообразно применять фундаментные платформы. Они могут быть выполнены в виде системы перекрестных балок или ферм, структурной плиты, плитно-стержневой структуры, а также в виде оболочек и складок. Вне зависимости от конструктивного решения пространственная фундаментная платформа должна быть сборной. Сборность и универсальность улучшают транспортабельность и позволяют использовать такие платформы для разных зданий и сооружений.

А чтобы у северян не было необходимости зимой лишний раз покидать жилища,В  предлагается обустроить так называемые дома-поселения или дома-микрорайоны, в которых жители попадали бы в школу, детский сад, магазин и отделение связи, не выходя на холод.

Также для арктических городов необходимы информационные технологии типа «Умный город», специальный транспорт. Снег переметает дороги, и с оказанием скорой медицинской помощи, тушением пожаров на Севере по-прежнему сложно. Хотя климат меняется, развивается туризм, и мэр Норильска даже задумывается о создании пляжной зоны.

Но как бы там ни было, для абсолютного большинства людей Арктика — территория временного проживания, поэтому и важен баланс экономики и комфорта. Многие готовы терпеть неудобства ради хорошего заработка.

У деревянного домостроения применительно к Арктике имеется целый ряд преимуществ.