Когда исчезает вечное
Отечественные учёные бьют тревогу - таков лейтмотив подборки материалов об эрозии вечной мерзлоты, опубликованной 18 июня в «Российской газете». Публикация, естественно, стала реакцией на майскую катастрофу в Норильске, и часть её посвящена методам борьбы с разливами нефтепродуктов, в том числе выпущенным по горячим следам рекомендациям МЧС; из технологических решений упоминаются легкие скиммеры-нефтесборщики и эмульсия, ускоряющая биоразложение остатков нефти, которые не удаётся собрать.
Катастрофа, конечно, оказалась очень суровой. Однако главный пафос статьи иной: при таянии мёрзлых грунтов разрушается всё, что было на них построено, и это не только промышленные объекты, но и жильё, общественные здания, магазины и другая инфраструктура, поддерживающая нормальную жизнедеятельность человека: тротуары, дороги, коммунальные сети. Приводит оно и к природным (нетехногенным) катастрофам, которые могут затронуть людей, если происходят вблизи от населённых мест; таковы, например, спонтанные выбросы природного газа из болот, образовавшихся в результате таяния.
Мониторинг и подмораживание
Можно ли здесь что-то сделать, и если да - что именно? Прежде всего, по-видимому, следует оценить масштаб проблемы, и этим уже занялись: Министерство РФ по развитию Дальнего Востока и Арктики планирует воссоздать существовавшую в советское время систему мониторинга процессов изменения почвы, комплексный проект должен быть представлен к декабрю. Для мониторинга будет построена сеть специализированных станций; недропользователей также обяжут вести наблюдения на своих участках и передавать данные в единый центр. По мнению главы Якутии Айсена Николаева, мониторинг сможет работать, только когда его ведение, которое сейчас носит добровольный характер, будет закреплено как обязанность в федеральном законе об охране вечной мерзлоты. Соответствующий республиканский закон в Якутии есть, но его недостаточно.
Профессор Российского государственного университета нефти и газа им. И. М. Губкина Константин Ильковский убеждён, что в стране существуют методики и инструменты для контроля ситуации, необходимо лишь начать активно ими пользоваться. Давно пора, считает он, пересмотреть с учётом изменившихся климатических условий строительные нормы и правила (СНиПы); в частности, нормативно запретить работы на мерзлоте компаниям без необходимого опыта. Во главе этого процесса должны стоять Министерство по развитию Дальнего Востока и Арктики, Минприроды РФ, а также Росгеология.
Имеется и техническая возможность остановить таяние, подморозив грунт, и таким образом предотвратить разрушение объекта. Системы температурной стабилизации вечномёрзлого грунта выпускает, например, НПО «Фундаментсройаркос». Они, как рассказал основатель и генеральный директор НПО Григорий Долгих, неоднократно с успехом применялись на объектах нефтегазового комплекса, а в конце 2019 года объединение получило заказ на укрепление фундаментов двух десятиэтажных жилых домов в Норильске.
Всё поехало
«Кое-где сквозь дыры в полу видно землю», - рассказывает о своей деревне Маунтин-Вилидж коренной житель Аляски Джон Апвиак. На западе полуострова, в дельте Юкона, где находится деревня, мерзлота из-за прорезающих её протоков и ручейков тает особенно быстро и по расчётам должна практически исчезнуть к 2040 году. А грунт уже сейчас теряет стабильность с нежелательными последствиями для построенных на нём домов: фундаменты разрушаются, стены и полы перекашиваются, двери и окна перестают закрываться. Такие дома не могут удерживать тепло, и чтобы не замерзнуть, их жители вынуждены интенсивно топить. По словам Апвиака, некоторые семьи тратят на отопление едва ли не половину всех своих доходов. (И для отопления, и для выработки электрического тока в Маунтин-Вилидже используют привозное дизельное топливо, которое стоит здесь порядка 6,5 доллара за галлон; вообще энергия на Аляске - самая дорогая в США.) Положение усугубляет неистребимая сырость - на многих стенах завелась чёрная плесень, а полы гниют.
Иглу на домкратах
Недавно Маунтин-Вилидж стал одной из площадок для возведения малых сельских домов в рамках проекта «Новое иглу» (New Igloo), развиваемого Исследовательским центром по жилищному строительству в холодном климате (Cold Climate Housing Research Center, CCHRC). Эта некоммерческая организация, находящаяся в кампусе Университета Аляски в Фэрбанксе, в прошлом году лишилась финансирования и должна была в срочном порядке изыскивать средства для продолжения деятельности. Проблему в итоге удалось решить в июне с помощью договора о сотрудничестве между CCHRC и Национальной лабораторией возобновляемой энергии (National Renewable Energy Laboratory), финансируемой из федерального бюджета. Так у CCHRC появилась возможность провести полевые испытания разработанных решений и, пока не заканчивался строительный сезон, помочь максимальному количеству семей перебраться из аварийного жилья в теплые и сухие дома.
«Новое иглу» - это дом с улучшенной теплоизоляцией. В традиционном иглу для этого служили меховые шкуры, в проекте CCHRC используются тепло- и гидроизолирующие панели из стекловаты и пенопласта, модификация канадской разработки. Ещё одна особенность «нового иглу» в том, что оно приподнято над землей на резьбовых домкратах, которые привинчены к стальным балкам. Сама по себе идея приподнять дом, чтобы он не соприкасался непосредственно с мерзлотой и не отогревал ее, попутно теряя тепло, хорошо известна; в частности, в Якутске все дома стоят на специальных сваях. Но резьбовые домкраты позволяют оперативно реагировать на капризы тающей мерзлоты: чтобы выровнять перекосившийся дом, хозяину достаточно подкрутить их.
Аляскинские инуиты веками пристраивали жилища к склонам холмов
и накрывали дёрном
Архитекторы экспериментируют с оформлением домов. Так, в городе Анактувук-Пасс в северной части Аляски установлен дом-прототип, крытый дёрном (см. фото выше), что по замыслу авторов проекта должно ассоциироваться с традиционным иглу (имеется в виду не купол из снежных кирпичей, а летняя полуземлянка), но функционально конструкция основана на тех же решениях, что и дома для Маунтин-Вилиджа, которые представляют собой просто коробки.
Изоляция дома настолько хороша, что необходимо специально позаботиться о притоке свежего тёплого воздуха. Эту функцию выполняет вентиляционно-отопительный комплекс BrHEAThe (см. схему), сконструированный так, что входящий в дом воздух (а зимой температура снаружи может доходить до -50 °C) сначала подогревается воздухом выходящим (рекуперация тепла), а затем фильтруется и ещё догревается за счёт отопительного котла, после чего уже попадает в помещение.
Читайте другие наши материалы
