Къща под купол в арктически условия

В края на 2019 г. в руския регион Якутия стартира интересен експеримент. Целта му е да изследва нови подходи в жилищното строителство при екстремни климатични условия. В проекта са включени редица експерти – инженери и архитекти, които имат дългогодишен опит в проектирането на сгради, пътища и съоръжения в условията на полярен климат.

Метеорологичните условия в областта Якутия могат да бъдат изключително екстремни през зимните месеци. Температури до -50˚ C са обичайно явление за региона. Кадърът показва автобусна спирка в столицата Якутск. | Източник: visityakutiya.com

Якутия е част от Руската федерация и е разположена в североизточната част на Сибир. Това е и най-големият регион в състава й. Столицата град Якутск се намира в централната част на региона, на брега на река Лена.

Това е най-големият руски град, който е разположен в зона на вечна замръзналост.

Това означава, че през по-голямата част от годината най-горният слой на почвата остава замръзнал. Именно поради суровия субполярен климат – дългата и изключително студена зима с температури, достигащи до -50˚ C, регионът е избран за провеждането на експеримента “Къща под купол”.

Въздушен кадър, показващ обекта на експеримента – къщата под купол

Идеята за изследването съществува от няколко години, но едва през 2019 г. е събрана експертна група от учени, които да съдействат за реализирането му. В състава му са включени експерти от редица области – климатолози, специалисти по енергийна ефективност, архитекти, инженери и геодезисти, имащи дългогодишен опит в проектирането на съоръжения и сгради в екстремни полярни и субполярни климатични условия.

Какво представлява експериментът “Къща под купол”?

Проектът се състои в изграждането на лека покривна конструкция над едноетажна жилищна къща. Целта е да се изследва как създаването на буфер между жилището и агресивната екстремна среда на суровия арктически климат би повлияло енергоефективността на сградата. Експертите коментират, че ако резултатите бъдат достатъчно задоволителни, то подобна технология на строителство в северните райони на Сибир би могла да бъде широко прилагана. Това, от своя страна, би подобрило до голяма степен комфорта на обитаване на сградите и начина на живот на домакинствата, обитаващи тези най-северни райони на Русия.

Експерименталната площадка, на която е построена къщата, е ситуирана на около 40 км северно от столицата на региона Якутск

„Имахме идея да построим купол над къща, за да преценим как куполът влияе не само върху комфорта на живеещите там, но и да проучим по-добре процесите на вечно замръзване, как се държи земята, климатът както вътре, така и извън купола, както и надеждността и издръжливостта на самата куполна конструкция.”, коментират от изследователския екип.

За да се проследят детайлно процесите, протичащи под купола, къщата ще бъде обитавана от семейство доброволци, които са били избрани чрез местен конкурс. Част от критериите за подбор на семейство са средната възраст на членовете на семейството, брой деца и домашни любимци, професии. Идеята зад това била да се избере младо семейство, което да бъде отворено към технологиите и да приеме изследователския екип като част от своето ежедневие. От друга страна обаче, организаторите на проекта търсят хора с активен начин на живот, така че на територията под купола да има динамика.

Къщата и куполът по време на изграждането им. Куполът представлява лека рамкова метална конструкция с триъгълни членения и прозрачни подсилени PVC елементи.

Така тричленното семейство Ефремови, съставено от Александър, съпругата му Айна, тяхната дъщеря и котка, стават част от анализа, който има за цел да направи мразовитите зими в района по-удобни и енергийно ефективни за живущите там. От началото на март 2020 г. младото семейство обитава едноетажната къща на около 40 километра северно от Якутск.

Тя е изградена от класическата и широко прилагана в района дървена конструкция от слепена дървесина и дървени стенни панели. Едноетажната постройка има високи нива на енергоефективност и добра топлоизолация. За целта на експеримента е изградена и обграждащата я буферна конструкция.

Тя представлява 10-метров купол от лека покривна PVC конструкция.

Докато живее там, семейството трябва регулярно да снема данни за температурата в цялата къща и да документира опита си в експерименталния начин на живот във видео блог. „Като цяло ни харесва тук и се чувстваме добре.“, коментира Александър Ефремов.

Според един от организаторите на експеримента, инж. Дмитрий Филипов, когато наскоро температурите в Якутск падат до -50˚ C, температурата под купола е била около -34˚ C. Разлика от цели 16 градуса за регион, където живакът редовно пада до стойности под -40˚ C, са съществени за подобряване на енергоефективността. Освен комфорта на обитателите в къщата и тяхното психическо и физическо благосъстояние, проектът също така оценява детайлно как куполът влияе върху консумацията на енергия в къщата, как протича кондензът по вътрешната повърхнина и вечната слана под него.

Според изследователския екип, резултатите от анализите ще бъдат положителни. Те коментират, че тезата им за благоприятния развой на експеримента се основава най-вече на два основни фактора. Единият е енергията от слънцето, натрупана през деня под повърхнината на куполната конструкция, а вторият е топлината, излъчвана от къщата отдолу. По този начин се получава явление, подобно на парниковия ефект. Ако очакванията на организаторите от Североизточния федерален университет и информационната група Sinet се оправдаят и експериментът се окаже успешен, използването на технологията на купола може да се разшири.