Суровый климат Крайнего Севера России диктует свои условия строительства. Среди самых масштабных по объемам и значимости кейсов «ССР» такие масштабные проекты, как возведение котельных на Сахалине, строительство тепломагистрали в Хабаровске и трубопровода на Камчатке. О том, что важно закладывать в основу инженерных объектов на Севере, читайте в нашем материале.

Строительство инфраструктуры в районах с суровым климатом

Реконструкция и строительство объектов инженерных сетей в условиях Крайнего Севера России требуют от специалистов учёта климатических факторов и особенностей грунта. Технологии строительства и материалы выбирают, исходя из:

• резких температурных колебаний;
• зон вечной мерзлоты;
• сложных логистических маршрутов;
• обилия осадков;
• ветровой нагрузки;
• сезонного промерзания и пучения грунтов.

Существующие инновационные технологические решения помогают в строительстве в условиях Севера, сокращая издержки организаций и повышая срок эксплуатации объектов.

Основные трудности

Строительство объектов на Севере осложнено играющей почвой. Особенно это касается сетей тепло- и водоснабжения, которые закладываются на небольшую глубину. В период заморозков в грунте возможны:

• просадки;
• пучения;
• термокарста;
• солифлюкции;
• образования морозобойных трещин.

Все эти явления заставляют строителей тщательно выбирать материалы и способы укладки трубопроводов.

Климатические факторы Крайнего Севера

На Крайнем Севере России несколько климатических зон, от арктической до муссонной. При проектировании и эксплуатации инфраструктуры в Арктике важно учитывать климатические факторы:

• продолжительную зиму (до 305 суток);
• сильные ветра;
• метели;
• низкие температуры;
• частые перепады температуры.

Экстремально низкая температура, которая опускается ниже отметки -60 °С, повышает риски замораживания жидкостей в трубопроводах, а это ускоряет износ сетей. Морозостойкие материалы и специальные защитные покрытия для утепления решают эту проблему, но главное — обеспечивают бесперебойную работу сетей.

Высокая влажность воздуха летом — ещё одна серьезная проблема при строительстве в условиях Крайнего Севера. Образующийся конденсат в системах вентиляции ускоряет коррозию металлов, поэтому при проектировании предпочтение стоит отдать влагостойким материалам.

Логистика и снабжение

Горный ландшафт, обилие рек и озер, непроходимые леса — всё это делает районы Крайнего Севера труднодоступными. Доставку грузов чаще всего обеспечивают при помощи авиасообщения или морем в короткий навигационный сезон. Именно поэтому, прежде чем возводить инженерные сети, нужно чётко планировать сроки поставок и сосредотачивать доступные ресурсы.

Особенности строительства

Ключевые особенности строительства на Севере — выбор в пользу энергоэффективной малоэтажной застройки, использование подходящих материалов и инженерных решений. Всё это обеспечивает долговечность сооружений в условиях сложной геологии и нестабильных грунтов.

Высокие логистические затраты и короткий строительный сезон требуют от компаний экономически обоснованных и быстро выполнимых проектов.

Фундаменты и несущие конструкции в условиях вечной мерзлоты

Грамотное проектирование опор и оснований — ключевой фактор долговечности и стабильной службы инженерных сетей на Крайнем Севере.

Многолетнемёрзлые грунты (та самая «вечная мерзлота») обладают высокой чувствительностью к температурным колебаниям и могут существенно изменять свои физико-механические свойства при оттаивании. Именно поэтому при проектировании важно исключить тепловое воздействие на грунт от сооружений и коммуникаций. Свайные фундаменты с воздушной прослойкой между грунтом и зданием позволяют сохранять мерзлоту в стабильном состоянии.

Промерзание и деформацию сетей предотвращает грамотная теплоизоляция. Для утепления объектов используют теплоизоляционные подушки, термостабилизаторы и экранирующие слои.

Прокладка линейных объектов

Реконструкция существующих и строительство новых линейных объектов в условиях Севера — задача, требующая уникальных решений.

Подземная прокладка сетей, которую часто применяют в зонах с умеренным климатом, в арктических и северных широтах скорее исключение из-за сложности земляных работ. Поэтому на Крайнем Севере чаще используют надземную прокладку со стабильной вентиляцией каналов. Расстояние от трубопроводов до фундаментов зданий следует точно соблюдать, это предотвращает недопустимые деформации конструкций. При любых способах компенсации температурных деформаций трубопроводы следует прокладывать ближе к поверхности земли в слое снежного покрова.

Трубопроводы в условиях вечной мерзлоты особенно уязвимы. Предотвратить замерзание воды в холодное время года поможет:

• монтаж кольцевой теплоизоляции и оборудования, устойчивого к низким температурам;
• подогрев труб;
• непрерывность движения жидкости.

Если происходит повреждение сетей или авария, время остановки водопровода не должно превышать определённого теплотехническим расчётом значения.

Экологические и социальные обязательства

Строгость соблюдения экологических норм в районе Крайнего Севера России обусловлена уязвимостью экосистемы. В условиях многолетней мерзлоты самоочищение происходит медленно, поэтому компании предусмотрительно внедряют природоохранные технологии. Часть затрат компенсирует государство. Хороший пример заботы об окружающей среде — это перевод объектов теплоснабжения с угля на природный газ. Технология снижает выбросы диоксида углерода (CO²) в атмосферу.

Автоматизация работы котельных, водопроводов и других коммуникаций сводит к минимуму аварийность, а вместе с ней и риск угрожающих экологии последствий.

Опыт компании «Современные системы реновации»

Компания «ССР» активно работает в регионах с суровыми климатическими условиями. При прокладке сетей команда применяет полимерные трубы, обладающие:

• устойчивостью к коррозии;
• большим сроком службы;
• малым весом;
• низким коэффициентом шероховатости внутренней поверхности;
• низкой теплопроводностью;
• высокой эластичностью;
• устойчивостью к агрессивным средам;
• экологичностью.

Котельные на Сахалине (продолжительная холодная снежная зима, горный рельеф, сейсмически активный регион)

На Сахалине — территории с высокой сейсмической активностью — команда занимается возведением 20 газовых автоматизированных блочно-модульных котельных (АБМК), реконструкцией 69 км существующих и прокладкой 21 км новых теплосетей.

Котельные с системами автоматического управления и аварийного резервирования не требуют постоянного присутствия операторов и менее подвержены эксплуатационным сбоям. Источником питания котельных, удаленных от действующих тепломагистралей, становится сжиженный природный газ (СПГ) — мобильный и энергоэффективный теплоноситель.

Тепломагистраль в Хабаровске (высокая влажность, резкие перепады температуры)

В Хабаровске ведётся активное строительство тепломагистрали ТМ-35 от ТЭЦ-3. Протяжённость трубопровода составляет более 10 км. Максимальная тепловая нагрузка в точке подключения — 262,5 Гкал/ч.

Объект обеспечит отоплением и горячим водоснабжением более 30 тысяч семей. В сети предусмотрена система оперативного дистанционного контроля (СОДК), устройства неподвижных опор в канальных участках сооружений. Футляр ППУ-теплоизоляции минимизирует теплопотери трубопровода, проходящего через зону экстремально низких температур.

Трубопровод на Камчатке (продолжительная снежная зима, повышенная влажность, горный ландшафт, сейсмическая активность)

Один из наиболее ярких примеров эффективной адаптации условий и природных ресурсов Севера — это прокладка трубопровода от геотермальных скважин Верхне-Паратунского месторождения термальных вод до ТОР «Камчатка». В непростых климатических условиях возводится трубопровод, который обеспечит жителей региона экологичной и стабильно работающей системой отопления.

Проект включает строительство трубовода, насосных станций, павильонов:

 — Кустовые насосные станции (КНС), скважин Э-1, Э-2, ГК-22;

— Центральные насосные станции (ЦНС) «Верхне-Паратунская», «Термальный-2», «Паратунка»;

— Теплотрассы термальной воды и сопутствующие коммуникации: линия волоконно-оптической диспетчерской связи, трубопровод обратной отработанной воды.

Протяженность основной магистрали составляет 18,1 км.

При проектировании и строительстве объектов на Камчатке необходимо учитывать такие природные особенности, как сложные грунты, большое количество природоохранных земель, большое количество рек и водоемов, которые необходимо пройти наземно-воздушным путем, короткий строительный период, высокая снеговая нагрузка (высота покрова более 3 метров) и логистическая удаленность региона.