Новости

Подземное потепление в городах, вероятно, дестабилизирует здания наверху

Подземное потепление в городах, вероятно, дестабилизирует здания наверху

По мере того как городские подземные ландшафты нагреваются, вздутие и сжатие, которые они испытывают, создают нагрузку на здания над ними, для которых они не предназначены. Так говорит новое исследование, которое называет эффект «тихой опасностью».

В городах здания из бетона и стали могут направлять солнечное тепло через фундамент в почву, на которой они стоят. В сочетании с подземной парковкой и транспортом с его туннелями и металлическими трубами температура под городами может быть намного выше, чем наверху.

Фактически, в текущем исследовании, проведенном исследователями из Северо-Западного университета, было обнаружено, что подземные температуры в Чикагской петле — районе, полном высотных зданий и других зданий — были на 10 градусов выше, чем температуры под близлежащим парком. Более того, температура воздуха в подземных сооружениях оказалась на 25 градусов выше, чем в неосвоенных землях. Эти данные были получены после мониторинга 150 беспроводных датчиков температуры в Чикаго в течение трех лет, а затем с использованием компьютерного моделирования для экстраполяции результатов.

«Если вы думаете о подвалах, гаражах, туннелях и поездах, все эти объекты постоянно излучают тепло», — сказал Алессандро Ротта Лориа из Northwestern, руководивший исследованием. «В целом в городах теплее, чем в сельской местности, потому что строительные материалы периодически задерживают тепло, полученное от деятельности человека и солнечной радиации, а затем выделяют его в атмосферу. Этот процесс изучается десятилетиями. Теперь мы смотрим на его подземный аналог, который в основном вызван антропогенной деятельностью».

Все это дополнительное тепло, накапливающееся под городами, известно как подземное изменение климата, и его последствия могут быть серьезными, говорят исследователи.

Поскольку разные почвы по-разному реагируют на это тепло, они могут перемещаться с разной скоростью, деформируясь. сама земля и здания, которые на ней покоятся. На самом деле, Северо-Западное исследование показало, что изменение подземного климата может привести к вздутию почвы вверх на целых 12 мм (около 0,4 дюйма) в некоторых районах, в то время как под тяжестью тяжелых зданий она может опуститься на 8 мм. (около 0,3 дюйма).

«Чикагская глина может сжиматься при нагревании, как и многие другие мелкозернистые почвы, — говорит Ротта Лориа. — В результате повышения температуры под землей многие фундаменты в центре города медленно, но непрерывно подвергаются нежелательной осадке. Иными словами, не обязательно жить в Венеции, чтобы жить в городе, который тонет, даже если причины таких явлений совсем другие».

Подземное потепление в городах, вероятно, дестабилизирует здания наверху

На этом изображении показаны разные слои почвы, найденной под горизонтом Чикаго, варьируются от песка до известняка. Каждый слой по-разному реагирует на тепло, вызывая деформацию почвы при повышении температуры. Алессандро Ротта Лориа/Northwestern University

Ротта Лориа добавляет, что последствия всей этой движущейся городской земли не будут немедленно катастрофическими, но он называет подземное изменение климата «тихой опасностью», которая постепенно начнет давать трещины в фундаменте и подвергать здания нагрузкам, с которыми они не могут справиться. Это особенно верно для старых зданий, построенных из камня и кирпича, например, в европейских городах. Но даже относительно современные здания подвержены риску, говорят исследователи, потому что они не были спроектированы с учетом изменения подземного климата.

«На основе нашего компьютерного моделирования мы показали, что деформации грунта могут быть настолько серьезными, что могут привести к проблемам в работе гражданской инфраструктуры», — сказал Ротта Лориа. «Это не похоже на то, что здание может внезапно рухнуть. Вещи тонут очень медленно. Последствия для работоспособности сооружений и инфраструктуры могут быть очень плохими, но чтобы их увидеть, нужно много времени. Очень вероятно, что подземное изменение климата уже вызвало трещины и чрезмерную осадку фундамента, которые мы не связывали с этим явлением, потому что не знали о нем».

Превращение проблемы в решение

В качестве одного из возможных решений проблемы, связанной с изменением подземного климата в городских районах, исследователи предлагают использовать все это подземное тепло для обогрева зданий наверху с помощью современных методов геотермального отопления. Они также говорят, что новые здания должны быть спроектированы с соответствующей теплозащитной изоляцией, чтобы они не передавали больше тепла в подземную среду.

«Чего мы не хотим, так это использовать технологии для активного охлаждения подземных сооружений. потому что это требует энергии», — говорит Ротта Лориа. «В настоящее время существует множество решений, которые можно реализовать».

Исследование опубликовано в журнале Communications Engineering.

Вы можете посмотреть подробнее об исследовании в следующем видео.

Земля деформируется, а здания еще не готовы

Источник

Нажмите, чтобы оценить статью
[Итого: 0 Среднее значение: 0]

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»