Дом под куполом
Основная идея проекта заключается в создании комфортных и безопасных условий жизни и труда жителей северных территорий путем строительства купольных конструкций над жилыми и промышленными объектами.
История возникновения идеи:
Проект возник по инициативе технологического предпринимателя, основателя Sinet и InDriver Арсена Томского. 28 июня 2019 года между Северо-Восточным федеральным университетом им. М.К. Аммосова и ООО "Группа Компаний Синет" было заключено соглашение о реализации масштабного научного эксперимента по изучению купольных конструкций. Основной проблемой для реализации проекта была опасность возникновения тепличного эффекта, который может растопить мерзлоту под домом, что в последствии может спровоцировать нарушение мерзлотного режима и катастрофические последствия. Поэтому было принято решение о начале эксперимента по изучению влияния купольных конструкций на вечную мерзлоту, климат, тепло и энергоэффективность, а также состояние здоровья людей, проживающих под куполом, на примере микроимитационной натурной модели.
Таким образом было принято решение о предоставлении Университетом под научный проект деревянного дома площадью 128 кв. м. и геодезического купола Фуллера диаметром 20 м. группой компаний Sinet. Для научного сопровождения и дальнейших мониторинговых наблюдений было пробурено 7 скважин глубиной до 14 метров для измерения температуры грунтов, установлено 2 профессиональные метеостанции внутри и снаружи купола.
По результатам первого этапа наблюдений в 2020 году были выявлены значительные разности температуры воздуха, обусловленные главным образом поступлением солнечной радиации в дневное время, разностью альбедо подстилающей поверхности, потоком тепла от стен самого дома. Так, к примеру, разница температуры внутри и снаружи купола зимой составляла от 16 до 20 градусов по Цельсию.
Локация купола
Проект будет реализован на площадке «Полигон» Испытательного полигона СВФУ в ТОР «Кангалассы», расположенного в 40 км от центра г. Якутска
Задачи проекта:
На первом этапе работ поставлены следующие задачи:
1. Проведение стационарных метеорологических наблюдений в двух точках: станция №2 внутри купола, станция №1 на открытом воздухе (контрольная точка);
2. Формирование базы метеорологических данных;
3. Выявление среди ей и максимальной разности наблюдаемых метеорологических параметров внутри купола и в контрольной точке;
4. Изучение параметров микроклимата здания;
5. Определение теплозащитных свойств ограждающих конструкций и теплоаккумулирующей способности здания методом тепловизионной съемки;
6. Определение коэффициента фильтрации через ограждающую конструкцию, определение кратности воздухообмена помещений здания от инфильтрации при перепаде давлений снаружи и внутри в 50 Па и ее соответствие нормируемому значению;
7. Расчет количества тепловой энергии, потребляемой системой отопления;
8. Определение параметров работы отопительного котла и дымохода;
9. Систематическое произведение замеров температур;
10. Составление научно-технического отчета с рекомендациями о целесообразности использования купольных конструкций в северных регионах в зоне распространения криолитозоны и о возможности масштабирования эксперимента.
Исходя из результатов первого этапа работ будет приниматься решение о реализации 2-го этапа эксперимента, связанного со строительством купола большего размера (в 5-10 раз) над территорией с группой зданий/сооружений. Проект потенциально масштабируемый. В случае успеха эксперимента в сезоне 2019-2020 гг. его можно расширить путем строительства кластера куполов с различной тематической направленностью, к примеру: Купол №1 – над жилым домом, Купол №2 – над водным объектом для изучения мерзлотных и гидрологических процессов, Купол №3 – над линейным объектом для изучения мерзлотных процессов, устойчивости земполотна, оснований и дорожной одежды; Купол №4 – «Агрокупол» для сравнительного изучения результатов выращивания деревьев, кустарников, кормов, овощей и картофеля на открытом и закрытом грунте (внутри и вне купола).
Проект является междисциплинарным, в связи с чем будет выполнен силами объединенной группы ученых и разработчиков, представляющих различные направления науки и, соответственно, учебные подразделения СВФУ, в частности, Автодорожный факультет, Геологоразведочный факультет, Инженерно-технический институт, Институт психологии, Институт естественных наук, Медицинский институт, Физико-технический институт.
