Статья посвящена проблемам состояния защитных сооружений гражданской обороны. Ведется обобщение результатов исследования проблем существующих защитных сооружений. Приводятся рекомендации по устранению выявленных проблем, применению современных разработок для автономного обслуживания сооружений данного типа.
Ключевые слова: гражданская оборона, убежище, гидроизоляция, тепловой насос.
В современном мире все больше внимания уделяется проблемам гражданской обороны, защите населения. Основными мероприятиями по обеспечению населения в период военного времени являются устройство защитных сооружений гражданской обороны (ЗСГО). Данные сооружения чаще всего используются при возникновении чрезвычайных ситуаций. В мирное время убежища используются в качестве складских помещений либо не используются вообще.
При исследовании защитных сооружений гражданской обороны различных типов, классов защиты, площадей и сроков эксплуатации был выявлен ряд проблем. По результатам анализа данных выявлено, что 6 из 10 сооружений имеют подтопление на момент обследования и 10 из 10 сооружений имеют дефекты, связанные с разрушением отделочных слоев конструкций. Можно сделать вывод, подтверждающий, что основной проблемой для существующих заглубленных защитных сооружений гражданской обороны является нарушение гидроизоляции, работоспособности дренажной системы и как следствие подтопление помещений сооружения. Данная проблема приводит к разрушению отделочных слоев, нарушению работы строительных конструкции и инженерных систем.
По результатам проведенного анализа сформировано комплексное решение по устранению нарушения герметичности сооружения вследствие разрушения/неработоспособности гидроизолирующих слоев.
Нарушение работы гидроизоляции необходимо исключить для нормальной работы строительных конструкций и как следствие сохранение необходимых эксплуатирующих свойств защитного сооружения гражданской обороны. Применение комплексного решения по устройству гидроизоляции данного типа сооружений позволит исключить наиболее распространенные проблемы, связанные с нарушением температурно-влажностного режима.
В работе был рассмотрен способ гидроизоляции сооружения с применением проникающей и обмазочной гидроизоляции. Применение проникающей гидроизоляции исключит недостатки второго вида гидроизоляции, а именно трудность соблюдения одинаковой толщины слоя на всей площади обрабатываемой конструкции, а также увеличит срок эксплуатации конструкций. А применение обмазочной гидроизоляции усилит защиту конструкции по площади соприкосновения конструкции непосредственно с водой.
Применение гидроизоляции с использованием проникающих видов не только увеличивает долговечность гидроизоляции сооружения практически на весь срок его эксплуатации, но и повышает класс водонепроницаемости бетонных и железобетонных конструкций не менее чем на 4 ступени, имеет устойчивость к воздействию критичных температур, а также их перепадов. Морозостойкость не ниже F300.
Одновременно с устройством двух типов гидроизоляции следует разработать решения по устройству дополнительной системы отвода дренажных вод с использованием современных материалов и технологий. Необходимо предусмотреть конструкцию, которая включает в себя трубопроводы или каналы и выполняют функцию отведения избыточной влаги на участке земли. После сбора вода выводится за пределы участка или накапливается в специальные ёмкости. Дренажная конструкция отводит на необходимое расстояние талые, дождевые или грунтовые воды, обеспечивая нормальные показатели влажности почвы. После отвода стоки утилизируются в центральной канализационной сети. Выбор типа дренажной системы индивидуален для каждого сооружения, так как условия территории размещения объекта различны.
Для экономии средств на обслуживании защитного сооружения гражданской обороны в мирное время, а также для автономного использования ЗСГО рекомендовано рассмотреть возможность альтернативных способов отопления сооружений.
Рекомендации по внедрению тепловых насосов с использованием тепла земли для защитных сооружений гражданской обороны:
Применение установки теплового насоса позволит избежать проблем, связанных с нарушением температурно-влажностного режима, так как при работе установки в помещениях сооружения температура не опустится ниже 5°С в соответствии с требованиями по содержанию данных сооружений [1].
Принцип работы теплового насоса с использованием тепла грунта:
Наружная часть «земляного» теплового насоса представляет собой замкнутую систему труб, зарытых в землю на определенную глубину, где температура круглый год стабильна и составляет 7–12°C. Чтобы получить достаточное количество энергии земли, требуется, чтобы общая площадь, занимаемая системой подземных труб, была в 1,5–2 раза больше всей отапливаемой площади сооружения. Эти трубы заполнены хладагентом, который нагревается до температуры земли.
Хладагент имеет очень низкую температуру кипения, поэтому способен прейти в газообразное состояние уже при температуре грунта. Далее этот газ поступает в компрессор.
После цикла сжатия, мы получаем горячий пар под высоким давлением, который подается уже во внутреннюю часть теплового насоса. Теперь этот газ может быть использован для системы воздушного отопления или для нагрева воды в системе водяного отопления и горячего водоснабжения.
Отдавая тепло в систему отопления, горячий газ охлаждается, конденсируется и превращается в жидкость.
Жидкость поступает в расширительный клапан, где ее давление понижается. Теперь жидкий хладагент низкого давления снова направляется в подземную часть для нагрева до температуры земли. И все циклы повторяются.
Ограничение применения устройства:
Трубы необходимо прокладывать ниже точки промерзания грунта. По ним должен циркулировать теплоноситель. Если монтажу данной конструкции мешает высокий уровень грунтовых вод, их можно прокачивать через теплонасосное оборудование. В силу конструктивных особенностей тепловые насосы невозможно использовать в отдельно взятых помещениях.
Способы укладки трубопроводов:
- Горизонтальный способ.
Приповерхностное тепло слоев грунта, которое формируется при нагревании от солнца. В таком случае теплообменники располагаются горизонтально на глубине более 150 см. Если теплообменные трубки имеют достаточную протяженность, то такая система обязательно должна иметь циркуляционный насос.
Преимущества и недостатки тепловых насосов горизонтального исполнения:
- Вертикальный способ.
Глубинные геотермальные источники, которые нагревают грунт «изнутри». Геотермальное тепло в тепловых насосах воспринимается специальными глубинными зондами. Глубина, на которой располагают подобные системы сбора тепловой энергии грунта, может достигать 150 м. Конструктивно тепловой контур такой системы представляет собой U-образный зонд.
- Кластерное бурение
От общего центра скважины расходятся в разные стороны лучами зонды. Для этой технологии требуется выделить участок в 4 м2. В этом квадрате снимается грунт и устраивается своеобразный колодец, в который потом заводят трубы от зондов.
В пробуренные скважины опускают заполненные теплоносителем трубы. По одной технологии используются, как и в других внешних контурах, полимерные трубы, а в других — металлические. Металл применяется особый, коррозионностойкий. Его строк эксплуатации 50–70 лет. У него выше теплопроводность, то есть тепло переносится эффективнее.
Использование решений для выявленных проблем устройства защитных сооружений гражданской обороны, освещающихся в данной статье, положительно скажется на финансовой составляющей организации, ответственной за содержание ЗС ГО. Большинство защитных сооружений гражданской обороны не используются в мирное время, следовательно, эксплуатирующая организация несет расходы по содержанию ЗС ГО ежемесячно. При своевременном упущении возникающих дефектов вследствие существующих недостатков определенного вида применяемой гидроизоляции восстановительный ремонт будет требоваться через каждые 10 лет. Траты на устройство комплексного гидроизолирующего слоя несоизмеримы с тратами на устранения регулярных дефектов и последствий, связанных с недостатками определенного вида применяемой гидроизоляции. Использование теплового насоса в качестве основного устройства по отоплению сооружения приведет к повышению автономной работы такого типа зданий.
Литература:
- МДС 12–34.2007 «Гидроизоляционные работы»;
- Приказ МЧС России от 15.12.2002 г. № 583 «Об утверждении и введении в действие правил эксплуатации защитных сооружений гражданской обороны»;
3. Патент RU 2374564 C1 «Способ работы теплового генератора без потребления электрической энергии и устройство для его осуществления»;
4. СП 88.13330.2014 «Защитные сооружения гражданской обороны»;
5. Фадеев А. Б. Гидроизоляция подземных частей зданий и сооружений: учебное пособие для студентов строительных специальностей / СПбГАСУ — СПб., 2007.;
- Фадеев А. Б., Иноземцев В. К., Лукин В. А., Муравинская Н. Ю. Защита заглубленных и подземных сооружений Петербурга от подземных вод.- СПб: СПбГАСУ, 2000.
