Як відомо, близько 5% території Росії розташовано в зоні ризику надзвичайно небезпечних землетрусів: до 9 балів за шкалою Ріхтера. Це весь Далекий Схід (включаючи Сахалін, Курили і Камчатку), Північний Кавказ, Алтай, Саяни, Прибайкалля, Станове нагір'я і Якутія. Ще 20% території періодично піддається впливу підземних поштовхів силою до 7 балів, причому в цих місцевостях проживає до 20 млн. Чоловік! Решта районів (до них відноситься, зокрема, і Центральна Росія, включаючи Москву) вважаються помірно спокійними, але і тут можливі поштовхи силою до 5 балів, викликані відгомонами великих тектонічних катастроф (див. Табл. 1).
Більш того, останні дослідження показали, що існуюча сейсмічна небезпека в багатьох випадках занижена. Так, зовсім недавно кілька великих землетрусів сталися в районах, які або зовсім не ставилися до сейсмічно небезпечним, або класифікувалися як території з меншою розрахункової інтенсивністю впливів.
На цьому тлі загрозливо звучать експертні оцінки і дані МНС, згідно з якими «мають дефіцит сейсмостійкості і можуть представляти джерело небезпеки при сейсмічних впливах до 50% об'єктів житлового, громадського, виробничого призначення і комунальної сфери (в деяких регіонах цей показник становить від 60 до 90% ) »[1]. Реконструкції потребують близько 20 тис. Різних споруд, в тому числі - житлові будинки. Загальна площа будівель і споруд, які потребують першочергового посилення і захисту, досягає 30 млн. Кв. метрів, а їх вартість оцінюється в 400-450 млрд. рублів.
Також слід зауважити, що будівництво і реконструкція будівель у сейсмонебезпечних районах дорожче стандартних. Подорожчання кошторису багато в чому залежить від сейсмічної зони. Так, в 7-бальних районах воно становить приблизно 5%, в 8-бальних - 8%, а в 9-бальних - 11% від вартості реалізації звичайного проекту [2].
Згідно ФЦП, виділені кошти підуть на сейсмоусіленіе будівель і споруд, починаючи з житлових будинків і закінчуючи інфраструктурними об'єктами. Крім того, планується замість об'єктів, сейсмоусіленіе або реконструкція яких економічно недоцільні, зводити нові. Причому будівництво має вестися з використанням сучасних матеріалів і технологій.
Слід зазначити, що саме по собі застосування подібних методів, поза комплексних технічних рішень і продуманого загального підходу до будівництва, не гарантує сейсмостійкості об'єктів. Більш того, навіть самі передові технології можуть виявитися марними або небезпечними, якщо їх застосовувати без урахування специфіки регіону і досвіду минулих сейсмічних атак.
Наприклад, одним з найбільш ефективних способів модернізації фасадів старих будівель і облицювання нових є установка навісних фасадних систем, що складаються з металевих несучих підконструкцій, облицювальних елементів і теплоізоляції. На перший погляд, вони мають достатню розрахункової міцністю, щоб протистояти навіть значним поштовхів (ці системи широко застосовуються в різних сейсмонебезпечних регіонах світу). Однак до недавнього часу в Росії не проводилися регулярні повномасштабні випробування поведінки даних конструкцій в умовах, найбільш наближених до реальних. Таким чином, при виборі подібних систем у проектувальників не було можливості передбачити їх поведінку і гарантувати стійкість під час серйозних поштовхів.
«Тим часом саме подконструкция (або підсистема) визначає здатність вентфасада виконувати покладені на нього завдання, - каже Сергій Якубов, керівник департаменту« Фасадні системи та огороджувальні конструкції »Групи компаній Метал Профіль, провідного виробника покрівельних і фасадних систем в Росії. - Вимоги до подконструкции повинні бути засновані на серйозному розрахунків на міцність, який з можливою повнотою врахує специфіку експлуатації фасадної системи, в тому числі і екстремальну. Зрозуміло, що вартість і простота монтажу та експлуатації фасадної системи є важливими факторами, проте головним критерієм її вибору повинна бути підтверджена сейсмостійкість ».
Примітно, що методика перевірок досить складна і включає в себе випробування на експериментальному стенді, що дозволяє змоделювати весь процес розвитку реального землетрусу. Наприклад, випробування навісних фасадних систем з облицюванням плитами з керамограніта і сталевими фасадними касетами проводилися в 2 етапи.
Спочатку досліджувалася реакція експериментального зразка на дію сейсмічних сил. Процес змоделювали за рахунок коливань платформи-маятника, на яку була встановлена рама з фасадною системою. Механізм стенду імітував коливання з частотою від 0,4 до 20 Гц при амплітуді від 1 до 100 мм. На другому етапі проводилися випробування при горизонтальному імпульсному (ударному) силовому впливі платформи-маятника на демпфуючий упор. Величина впливу відповідала короткопериодной спектру від 0,1 до 0,3 секунди з прискоренням від 0,1 до 1,0 g. Додатково в процесі випробувань було досліджено поведінку системи в разі збігу величин власних частот коливань системи з частотами коливань віброплатформи (тобто ефект резонансу). Це явище спостерігалося при коливаннях з частотою 4,4 Гц з амплітудою 3,8 мм.
За результатами випробувань, експлуатаційна надійність зразків на всіх етапах навантаження не було порушено, що дозволило експертам зробити висновки про можливість використання подібних систем вентильованих фасадів в районах з сейсмічністю від 7 до 9 балів.
Однак сейсмічна надійність підсистеми - не єдиний критерій безпеки вентфасадов. У багатьох випадках важливий також правильний вибір облицювальних матеріалів. Відомо, що найбільшою популярністю у російських забудовників користується досить привабливий з економічної точки зору керамограніт, однак цей облицювальний матеріал може бути потенційно небезпечний при землетрусах. І це наочно показує досвід Казахстану. «Керамограніт в сейсмічно небезпечних районах є бомбу уповільненої дії, - вважає член Ради директорів ГК Метал Профіль Євген Шумаков. - У випадку навіть відносно слабкого за балами землетрусу він дуже легко перетворюється в осколки, які становлять загрозу не тільки для будівель або припаркованих поруч з ними машин, але і для життя людей. Ми добре усвідомлюємо масштаби загрози, тому що виробляємо підсистему для кріплення керамограніта. Ми проводили випробування на сейсмостійкість, які показали, що, зокрема, металева фасадна касета витримує землетрус до 9-ти балів. Можна констатувати, що для сейсмонебезпечних територій ідеальною є саме сталеві облицювання вентфасадов: наприклад, фасадні касети або більш доступні за вартістю лінеарні панелі Primepanel® ».
Облицювання керамогранітом фасади після землетрусу (Казахстан).
Звичайно, вентфасади - не єдине рішення, яке може використовуватися при будівництві будівель у сейсмонебезпечних районах. Наприклад, при будівництві олімпійських об'єктів в Сочі, де сейсмонебезпечних дуже значна, широко використовувалися сендвіч-панелі зі спеціальним сейсмостійкості кріпленням. Зокрема, стіни Великої льодової арени зводяться із застосуванням тришарових сендвіч-панелей (ТСП), спеціально виготовлених ГК Метал Профіль. З використанням ТСП побудований і ковзанярський центр, спроектований італійським архітектором Алессандро Цоппіні у співпраці з Buro Happold. Відповідно до проекту для них використовуються спеціальні сейсмостійкі кріплення, які отримали схвалення ЦНІІПромзданій і здатні витримати навіть 9-бальний землетрус. «На даний момент ми, спільно з компанією Global Rivet, здійснюємо розробку сейсмобезпеки кріплення ТСП за допомогою звичайних саморізів. Це дозволить суттєво знизити кошторисну вартість зведення сейсмостійких будівель », - додає Сергій Якубов (ГК Метал Профіль).
Для забезпечення безпеки будівель на сейсмонебезпечних територіях важливо, щоб здатністю витримати землетрус володіли не тільки конструкції цих будівель, але і інженерні системи. Тим часом подібних питань часто не приділяється належної уваги, хоча сучасні будівлі, особливо висотні, які будуються зараз в тому числі і в сейсмонебезпечних зонах, є дуже складний комплекс різноманітних мереж та технологічного обладнання. Від їх успішного функціонування навіть в умовах підземних поштовхів безпосередньо залежить безпека всіх, хто знаходиться всередині таких будівель.
Наприклад, відомо, що найбільші втрати під час землетрусів викликані спалахами з обривів електропроводки і т.п. Тому при будівництві та реконструкції інженерних мереж і споруд для сейсмонебезпечних районів (з сейсмічністю 7-9 балів) необхідно дублювати критичні технологічні вузли (насосні підстанції, електрогенератори тощо.). Про це говорить трагічний досвід японської АЕС Фукусіма, де проблеми почалися саме через вихід з ладу насосного обладнання системи охолодження реакторного блоку.
«При землетрусах на трубопроводи і насоси діють надмірні навантаження, у багато разів перевершують стандартні, - каже Роман Маріхбейн, керівник напряму« Насоси інженерних систем будівель »компанії GRUNDFOS, провідного світового проводиться насосного обладнання. - Єдиним виходом є збільшення жорсткості всієї трубопровідної мережі, вибір надійного обладнання і його дублювання, що включає організацію незалежних джерел живлення ». Також фахівець додає, що при збереженні несучих конструкцій будівлі під час землетрусу водопровідні та теплофікаційні системи, виконані з металевих труб діаметром 25-75 мм, отримують незначні пошкодження. На практиці інженерні комунікації пошкоджуються від землетрусу інтенсивністю в 8 балів і більше.
З урахуванням озвучених принципів проектувався і будувався, наприклад, гірськолижний комплекс ВАТ «Газпром» «Лаура», який став одним з базових елементів олімпійської інфраструктури. Він розташований в сейсмічно неспокійному районі річки Мзимта, тому розрахунок вівся на стійкість навіть при 9-бальному землетрусі. До складу комплексу входять кілька десятків гірськолижних трас, канатні дороги і підйомники, лижна школа, котеджне селище і готельно-ресторанний комплекс. Гірничо-туристичний центр автономний: енергія виробляється власної газотурбінної теплоелектростанцією, яка видає 10 МВт, достатніх для безперебійного постачання всього комплексу електрикою, водою (артезіанські свердловини) і теплом. Основні лінії життєзабезпечення дубльовані, а все обладнання повністю діспетчерізовано, що дозволяє швидко виявляти і ліквідовувати неполадки.
На сьогоднішній день, з урахуванням явного посилення сейсмічної активності і одночасно з активізацією будівництва в сейсмонебезпечних районах, питання безпеки будівель і споруд стоять як ніколи гостро. Тому грамотне застосування сучасних технологій з ретельним урахуванням специфіки матеріалів і обладнання стає нагальною потребою.
Прес-служба Групи компаній Метал Профіль