Климатический центр Росгидромета

Строительство

1

Строительная индустрия принадлежит к числу важнейших объектов климатического обслуживания. Принятие различных климатически обусловленных решений  в этой отрасли сопряжено со значительными экономическими рисками, существенно возрастающими в условиях изменений климата.
Климатическая информация используется на различных стадиях строительного проектирования, организации и проведения строительных работ, эксплуатации зданий и сооружений. К числу основных задач, решение которых требует применения климатических данных, относятся такие как: принятие архитектурно-планировочных решений, проектирование оснований, фундаментов и ограждающих конструкций зданий, расчет систем отопления, вентиляции и кондиционирования, проектирование канализационных сетей, организация производства строительных работ и др.  
Для решения всей этой совокупности задач необходимы данные об изменении  различных метеорологических переменных (температура воздуха и почвы, осадки, солнечная радиация, ветер, влажность воздуха) и атмосферных явлениях (метели, гололедные явления и др.). На основании этой информации определяются специализированные климатические показатели, применяемые на различных этапах проектирования. Выбор показателей соответствует используемым методам инженерных расчетов, которые разрабатываются в ходе исследований физических процессов, связанных со строительством и эксплуатацией зданий и сооружений. Значительная часть климатических показателей входит в Строительные нормы и Правила (СНиП), которые действуют на территории России (см. актуализированные версии СНиП «Строительная климатология», СНиП «Нагрузки и воздействия»), а также Территориальные строительные нормы и другие регламентирующие документы.
Для обеспечения надежности, безопасности и долговечности возводимых зданий и сооружений первоочередное значение имеет корректный учет атмосферных нагрузок, к которым относят снеговые, ветровые и гололедные нагрузки, а также температурные воздействия. Для большей части зданий воздействие ветра наиболее существенно проявляется в увеличении потерь тепла. По отношению к высотным сооружениям, таким как телевизионные и радиомачты, дымовые трубы, ветровая нагрузка является основной. Корректный учет ветровых нагрузок имеет большое значение при возведении высотных зданий (т.е. общественных зданий высотой 50м и более и жилых зданий высотой более 75м), получивших в последние годы широкое распространение.
Гололедные и гололедно-ветровые нагрузки являются основным видом нагрузок на линии связи (ЛС) и линии электропередачи (ЛЭП). Недоучет этих нагрузок приводит к многочисленным авариям на современных ЛС и ЛЭП, которые причиняют огромный ущерб. Снеговые нагрузки на здания и сооружения неоднократно являлись причиной разрушения конструкций. В настоящее время вопросы, связанные с методикой оценки этого вида атмосферных нагрузок и их нормирования, находятся в сфере повышенного внимания специалистов.  Ведется большая работа по гармонизации национальных и международных стандартов в отношении учета климата в строительстве.
Важнейшая составляющая безопасности зданий и сооружений обусловлена состоянием грунтов. Многие промышленные и жилые зданий, нефтяные трубопроводы, мосты, взлетно-посадочные полосы и другие объекты построены на многолетней мерзлоте и рассчитаны на эксплуатацию в определенном диапазоне климатических условий.
Повышение температуры почвогрунтов и увеличение глубины сезонного протаивания приводят к уменьшению несущей способности фундаментов и их прочности. В последние десятилетия в районах Крайнего Севера отмечается значительное увеличение числа зданий, получивших повреждения из-за неравномерных просадок фундаментов.
Увеличение меженных расходов и уровня воды в реках в условиях уменьшения промерзания почвогрунтов способствует повышению уровня грунтовых вод и подтоплению равнинных территорий. Эти процессы также приводят к деформации фундаментов зданий и сооружений и создают дополнительные риски их разрушения.
Число циклов замораживания и оттаивания является важным климатическим параметром, используемым в строительном проектировании и влияющим на долговечность ограждающих конструкций зданий. Увеличение числа циклов замораживания и оттаивания в сочетании с увеличением количества жидких осадков в холодное время года уже в настоящее время приводит к ускоренному старению зданий и сооружений и в ближайшем будущем потребует серьезного увеличения эксплуатационных расходов. Увлажнение стен, особенно интенсивное при сильном ветре, и последующее их охлаждение приводят к замерзанию воды в порах материалов и оказывают разрушительное воздействие на конструкции.

2 41
42
5 3

Влияние циклов замораживания и оттаивания на температурно-влажностные деформации, приводящие к разрушению ограждающих конструкций

Изменение ключевых климатических показателей является основой анализа последствий происходящих климатических изменений для существующих и проектируемых объектов строительства. В силу высокой капиталоемкости и длительных сроков окупаемости создаваемых сооружений строительная индустрия требует принятия неотложных мер по адаптации к наблюдаемым и ожидаемым изменениям климата. Здания и сооружения, построенные в середине 20в. и последующие десятилетия, проектировались на основе климатических параметров, характеризующих условия середины прошлого века, и в настоящее время не всегда обеспечивают возможность создания оптимального микроклимата внутри зданий. На фоне возникающих экстремальных атмосферных нагрузок многие конструкции функционируют только за счет запасов прочности, что влечет за собой высокую вероятность разрушений, аварий и катастроф. Вместе с тем, именно в строительной отрасли проектируются и реализуются крупные инфраструктурные проекты и создаются объекты (жилые и общественные здания, магистральные газо- и нефтепроводы, дороги и др.), рассчитанные на длительный период эксплуатации.
Учет особенностей происходящих и ожидаемых климатических изменений, а также специфики их воздействий на объекты строительства в различных регионах России, является неотъемлемой частью разработки и реализации всех инвестиционных проектов. Расширение масштабов строительства, внедрение новых архитектурно-планировочных решений, увеличение требований к качеству жилища и энергоэффективности зданий, и др. являются дополнительными факторами, которые определяют необходимость постоянного развития методологии оценки и учета климатического воздействия на здания и сооружения.

Печать