- Главная
- Полезная информация
- Особенности строительства на Крайнем Севере
Особенности строительства на Крайнем Севере
Строительство промышленных объектов в условиях крайнего Севера и Заполярья требует применения особых способов и технологий. Низкие температуры и связанные с этим значительные потери тепла - это не единственный фактор, осложняющий строительный процесс.
Особенностью северных регионов является глубинное промерзание почв и грунтов. Так называемая вечная мерзлота. Строить дом на ледяном панцире, который постоянно меняет свою структуру, очень сложно. Рыхлые грунты — песчаники, галечники и глины — в условиях вечной мерзлоты ведут себя самым непредсказуемым образом. Возведённые на них сооружения нагревают грунт, и он теряет монолитность, начинает подтаивать и смещаться. Так что строить основания зданий на мерзлоте можно, только приняв специальные меры для поддержания постоянной температуры грунта. Сегодня на Севере применяются два варианта возведения фундаментов: не только на сваях, когда создаётся зазор между грунтом и основанием и обеспечивается естественная вентиляция мёрзлой поверхности, но и непосредственно на грунте. В последнем случае необходима высокая теплоизоляция, которая позволит сохранять грунт в естественном состоянии.
Также, чтобы снизить потребление энергии в северных регионах, необходимы современные решения для теплоизоляции фасадов и кровель. Для нежилых зданий отличным решением стали стеновые и кровельные сэндвич-панели. Они подходят для всесезонного монтажа, а благодаря малому весу их доставка в отдаленные районы Сибири и Дальнего Востока многократно дешевле, чем традиционных строительных материалов.
Также в условиях севера и вечномерзлых грунтов следует учитывать, что продолжительность зимнего периода 200-305 суток, с низкими отрицательными температурами; сильные ветры и снег.
Таким образом при планировке необходимо учитывать защиту от снегопереноса и снежных заносов при метелях и поземках. К числу основных мер по защите от снегопереноса и снежных заносов относят: использование естественных препятствий, таких как рельеф или растительность, задерживающих снеговетровые потоки; специальные приемы взаимного расположения зданий и сооружений на территории предприятия. Используя разнообразные приемы, можно добиться ветрорегулирования аэродинамическими группами зданий. Так, в одних случаях устраивают снегозащитный фронт из зданий, расположенных с наветренной стороны, в других, наоборот, организуют сквозное проветривание с выносом снега за пределы производственной зоны, придание зданиям и сооружениям обтекаемой формы, устройство на них аэродинамических приспособлений, перекрытие на зиму или на период метелей разрывов между зданиями временными конструкциями; устройство продуваемого подполья, устройство утепленных галерей-переходов между основными производственными и административно-бытовыми зданиями.
Объемно-планировочные решения зданий. В северной строительно-климатической зоне рекомендуется проектировать здания простой прямоугольной формы в плане, без перепада высот. В тех случаях, когда перепад высот необходим по технологическим или технико-экономическим соображениям, его стремятся расположить с наветренной стороны или вдоль направления господствующих ветров. Фасады зданий следует проектировать без ниш, поясков и других элементов, задерживающих атмосферные осадки.
Эвакуационные выходы из зданий, как правило, размещают в стенах, расположенных параллельно направлению преобладающих ветров (по розе ветров зимнего периода). На входах в отапливаемые здания предусматривают двойные тамбуры с тремя дверями. Внутренний тамбур делают отапливаемым.
Помещения с мокрым влажностным режимом не рекомендуется размещать у наружных стен зданий и, наоборот, помещения, в которых расположены производства со значительными выделениями тепла, а также вредных выбросов (пыли, дыма, газа и копоти) - у наружной стены с подветренной стороны.
Ворота и технологические проемы в наружных стенах отапливаемых зданий оборудуют воздушнотепловыми завесами, а в зданиях с влажным или мокрым влажностным режимом - дополнительно и тамбурами.
Особое внимание уделяют покрытиям зданий. Предпочтение отдают плоским и односкатным крышам. При многоскатных крышах их располагают вдоль доминирующих зимних ветров, а при односкатных уклон ориентируют в наветренную сторону. В большинстве случаев водоотвод с покрытий предусматривают неорганизованный наружный.
Также в строительстве используют материалы с особыми характеристиками, способные выдерживать температурный режим крайнего Севера и Заполярья. Даже прочный, на первый взгляд, металл, если он не обладает указанными параметрами, станет хрупким и просто раскрошится. Поэтому применять надо только такое сырье, которое гарантировано выдерживает низкие температуры, характерные для региона.
Очень важно уделять внимание микроклимату помещений. Эксплуатационные качества зданий определяются не только их размерами, конструкциями, качеством отделки и т.д. Важным фактором является защищенность от внешних воздействий, таких как холод, атмосферные осадки, шум. В зависимости от назначения помещения должны иметь определенную температуру и влажность внутреннего воздуха, подвергаться необходимое время воздействию прямых солнечных лучей, иметь достаточную освещенность, благоприятную акустическую среду, а так же температура на внутренней поверхности стен должна быть не ниже температуры точки росы. Правильный учет этих факторов обеспечивает такое состояние искусственной среды жизнедеятельности, которое воспринимается человеком как комфортное. Долговечность зданий так же зависит от правильного учета физики процессов, происходящих в ограждениях при передаче тепла и влаги.
При строительстве в условиях сурового климата особенные требования предъявляются к теплозащитным свойствам ограждающих конструкций. Необходимо создать целостный, непрерывный тепловой контур здания, подобрав достаточную толщину утеплителя для всех. «Мостики холода» вызывают точечное охлаждение поверхностей, и в результате в таких местах может образоваться конденсат, а впоследствии грибок и плесень. Немаловажное влияние на температурно-влажностный режим помещения оказывают теплозащитные характеристики окон, ведь общие теплопотери через светопрозрачные ограждающие конструкции сопоставимы с теплопотерями через стены, хотя площадь окон в структуре тепловой оболочки здания гораздо меньше площади стен. Для северных широт соответствуют оконные конструкции с пятью и более камерами профиля и створок и с двухкамерными стеклопакетами, имеющими низко-эмиссионные стекла, и камеры которого заполнены аргоном.
Важным фактором в создании комфортного микроклимата является обеспечении требуемого воздухообмена в помещении, иначе в комнатах снижается содержание кислорода, возрастает концентрация углекислоты и радона, увеличивается содержание различных микроорганизмов. Все это ведет к повышенной утомляемости, головным болям, респираторным заболеваниям и некоторым другим специфическим симптомам, которые в сумме именуются «синдром больного здания». При создании герметичной теплозащитной оболочки здания, естественная вентиляция, которая осуществляется за счет разницы давления внутри и снаружи помещения, не будет работать. Теплый воздух стремится покинуть здание через вентиляционные каналы, а взамен ему через оконные и дверные щели, открытые окна, форточки или приточные клапаны должны поступать порции свежего воздуха, что невозможно при устранении всех неплотностей, через которые идет инфильтрация. При отсутствии естественной вентиляции необходима организация механической приточно-вытяжной вентиляции. Особой разновидностью принудительной вентиляции является система с рекуперацией тепла. Принцип действия рекуператора основан на принудительной механической подаче и вытяжке воздуха, а также использовании тепла выбрасываемого воздуха, на подогрев подаваемого в помещение воздуха. Теплообмен (рекуперация) происходит без непосредственного смешивания потоков входящего воздуха и подаваемого. Движущиеся потоки воздуха в теплообменных кассетах передают тепло выбрасываемого воздуха поступающему в помещение наружному воздуху.
Относительная влажность воздуха в помещениях должна поддерживаться в пределах 30-60%. В жилых помещениях в центральной части Крайнего Севера относительная влажность воздуха находится в пределах 20-25%. Основными причинами этого является незначительное влагосодержание наружного воздуха, поступающего в помещение, и большую разность парциальных давлений внутреннего и наружного воздуха. Низкая влажность внутреннего воздуха вредна для слизистой оболочки глаз, горла и носа, вызывает ощущение «сухости». В худшем случае ухудшается фильтрационная способность слизистой оболочки верхних дыхательных путей задерживать микрофлору и пыль, которые содержатся в воздухе. Исходя из вышесказанного, искусственное увлажнение воздуха в жилых помещениях в центральной части Крайнего Севера является важным фактором поддержания оптимального микроклимата в помещениях.
Высокие скорости ветров в северных районах требуют специальной защиты ограждающих конструкций от продуваемости. Необходим расчет распределения температур по толще ограждающих конструкций, в особенности на внутренней поверхности, с учетом воздухопроницаемости.
Низкое солнцестояние в северных районах и продолжительная полярная ночь отрицательно влияют на суммарную солнечную радиацию. Недостаточная солнечная радиация районов, расположенных севернее 69º с.ш., требует разработки определенных объемно-планировочных решений, направленных на максимальное использование солнечного облучения, концентрацию солнечной энергии с помощью архитектурно-конструктивных элементов и технических средств. Расположения окон должно быть со стороны максимального поступления солнечной радиации. Недостаток инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой части солнечной радиации отрицательно влияет на самочувствие человека и приводит к ослаблению иммунитета.
На основании результатов анализа природно-климатических условий территории Крайнего Севера выявлено, что сборно-разборные и мобильные конструкций являются хорошим решением для строительства зданий. Компания «ЗМК-Сибирь» изготавливает на собственном производстве и поставляет каркасные и мобильные здания для районов Крайнего Севера. Они позволяют обеспечить высокую скорость монтажа и избежать значительного количества технологических процессов в условиях строительной площадки, что особенно актуально в условиях северных регионов. Также такие здания имеют все необходимые характеристики, обеспечивающие комфортную среду для работы и проживания.